一種超細的高反應活性的廢輪胎粉末的製備方法
2023-10-19 03:46:22
一種超細的高反應活性的廢輪胎粉末的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種超細高反應活性的廢輪胎粉末的製備方法。其超細高反應活性廢輪胎粉末包括如下質量份數的組分：廢輪胎粉100，酚醛樹脂10~100，活化劑0.5~5。將上述組成在反應釜預反應後，烘乾，和固化劑一起超細粉碎。本發明的最大優勢在於超細高反應活性的廢輪胎粉末是在將苯酚甲醛改性劑溶脹廢輪胎粉後實現原位聚合，經粉碎而成的。本發明的優點：⑴該超細具有高反應活性廢輪胎粉末具有良好的流動性；⑵該超細高反應活性廢輪胎粉末在基體樹脂中具有優異的分散性；⑶製備方法簡單，在場可操作性強。所制超細活化膠粉可作為橡膠的添加劑、瀝青和混泥土的改性劑、塑料的改性劑等，具有很好的經濟效益和環保效益。
【專利說明】一種超細的高反應活性的廢輪胎粉末的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於一種合成材料粉末的製備方法。更具體地說是涉及一種超細高反應活性的廢輪胎粉末的製備方法。
【背景技術】
[0002]目前人們普遍認為可以將廢舊輪胎進行綜合利用，將廢舊的輪胎粉碎成膠粉加入到膠料中循環使用是一種理想的選擇。由於膠粉難以粉碎到超細，且其表面又沒有活性，故將膠粉加入到膠料中難以與膠料達到良好的分散和粘結，從而不能體現出優異的性能。
[0003]廢膠粉的第二個應用是將膠粉加入到石油浙青中，可以改善浙青的高低溫性，減少浙青路面的龜裂和老化，提高車輛的行駛安全和路面使用壽命，同時不增加改性浙青的成本。廢橡膠粉改性浙青的研究與應用在工業發達國家早已成為倍受重視的研究課題。除了以上的研究和應用領域外，廢膠粉的利用還可以開闢新的領域。
[0004]為了製備出具有優異性能的廢膠粉改性材料，需要製備出超細活化膠粉。關於活化膠粉及其應用已有專利報導，現將其代表性的幾個專利對其進行分述。201110313731.8公開了一種活化橡膠顆粒及其製備方法及應用，將輪胎膠粉，碳九石油樹脂活化劑增容劑經螺杆擠出造粒得到一種活化橡膠顆粒。201110345292.9公開了一種連續製備活化膠粉的方法，通過雙螺杆擠出機，於一定的溫度、壓力和剪切作用下，短時間內破壞膠粉表面的三維交聯網絡，從而增加膠粉 的表面活性。200910035658.5公開了一種通過乾燥裂解製備廢膠粉，然後通過微波輻射方法提高膠粉的表面活性。200810152479.5公開了一種活化膠粉的製備方法，所用的活化劑為多烷基苯酚二硫化物。200610023919.8公開了一種採用混合法製備廢輪胎粉改性浙青混合料的方法。200510022107.7公開了四甲基葵炔二醇作為膠粉的活化劑的方法。200510040155.9公開了一種採用熱裂法生產一種超細活化膠粉，其表面凹凸不平。類似的專利在此不在複述。這些專利都沒有提及所得活化膠粉的粒徑問題。
[0005]本發明的目的是提供一種超細的、具有高反應活性的廢輪胎粉末的製備方法。本發明的優點是:(1)所得超細高反應活性的廢輪胎粉末具有良好的流動性；(2)該超細高反應活性的廢輪胎粉末在基體樹脂中具有優異的分散性；(3)製備方法簡單，在場可操作性強。由於廢膠粉表面存在大量的孔，採用原位聚合的方法，可以使酚醛樹脂有效進入膠粉表面的孔，有利於改性膠粉的超細粉碎；同時所加的活化劑與酚醛樹脂和膠粉都具有很好的相容性，從而在與基體材料進行混合時可以提高界面的相容性。
【發明內容】
[0006]本發明所採用的技術方案如下:
一種超細的、高反應活性的廢輪胎粉末的製備步驟包括:
1、粗廢輪胎粉的製備；
2、粗廢輪胎粉/酚醛樹脂混合物的縮聚合及其活化；
3、超細高反應活性的廢輪胎粉末的製備工藝。[0007]為了便於實現本發明，以下對超細高反應活性的廢輪胎粉末的製備方法和步驟進行分述。
[0008] 1、粗廢輪胎粉的製備:將廢舊輪胎放入粉碎機中粉碎，去除金屬，即可製備得到粗廢輪胎粉；
2、粗廢輪胎粉/酚醛樹脂混合物的縮聚合及其活化:分一步法和兩步法。
[0009]一步法:
先將預熱熔融的苯酚、多聚甲醛、甲醛、粗膠粉、改性劑採用真空方式吸入反應釜，接著加入催化劑，邊攪拌邊升溫至90-130°C，保溫2~3小時，然後加入活化劑，攪拌均勻，減壓脫水，即得到酚醛樹脂改性的廢舊輪胎粉。
[0010]兩步法:
先將預熱熔融的苯酚、粗廢膠粉、改性劑採用真空方式吸入反應釜，接著加入催化劑，邊攪拌邊升溫至90-130°C，保溫2~3小時，然後降溫，加入催化劑和甲醛或多聚甲醒，邊攪拌邊升溫至沸騰，保溫I~2小時，然後加入活化劑，減壓脫水，即得到酚醛樹脂改性的廢舊輪胎粉。
[0011]3、超細高反應活性的廢輪胎粉末的製備:將酚醛樹脂改性的膠粉出料、烘乾、和固化劑一起進入粉碎機粉碎，可以製備得到超細高反應活性的廢輪胎粉。
【具體實施方式】
[0012]本發明通過以下實施例實現，但所舉之例並不限制本發明的內容。
[0013]實施例1
將廢舊輪胎膠粉(10目)進行乾燥，乾燥溫度70°C，時間2h。稱取乾燥後的膠粉100g，放入500ml的三口燒瓶中，加入12g苯酚，33g甲醛水溶液(37%), 0.12g氫氧化鈉，邊攪拌邊升溫至90~100°C，保溫2~3小時，加入Ig順丁烯二酸酐，攪拌均勻，減壓脫水，出料，烘乾，進入粉碎機粉碎，製備得到高反應活性的膠粉，取100g的膠粉過篩，其粒徑如下:80目以上的超過49.3%，100目以上的超過8.7%。
[0014]實施例2
將廢舊輪胎膠粉(10目)進行乾燥，乾燥溫度70°C，時間2h。稱取乾燥後的膠粉100g，放入500ml的三口燒瓶中，加入12g苯酚，12g多聚甲醛，0.12g氫氧化鈉，邊攪拌邊升溫至90~100°C，保溫2~3小時，加入Ig自製的活化劑，攪拌均勻，出料，烘乾，進入粉碎機粉碎，製備得到高反應活性的膠粉，取100g的膠粉過篩，其粒徑如下:80目以上的為超過51.8%, 100目以上的超過8%ο
[0015]實施例3
將廢舊輪胎膠粉(10目)進行乾燥，乾燥溫度70°C，時間2h。稱取乾燥後的膠粉100g，放入500ml的三口燒瓶中，加入30g苯酚，30g改性劑，少量對甲苯磺酸，邊攪拌邊升溫至110~130°C，保溫2~3小時，然後降溫，加入催化劑和甲醛水溶液，邊攪拌邊升溫至90~100°C，保溫1-2小時，加入Ig自製的活化劑，攪拌均勻後，減壓脫水，出料，烘乾，進入粉碎機粉碎，製備得到高反應活性的膠粉，其粒徑如下:80目以上的為超過70%，100目以上的超過7%。
[0016]實施例4將廢舊輪胎膠粉(10目)進行乾燥，乾燥溫度70°C，時間2h。稱取乾燥後的膠粉100g，放入500ml的三口燒瓶中，加入20g苯酚，20g改性劑，少量對甲苯磺酸，邊攪拌邊升溫至110~130°C，保溫2~3小時，然後降溫，加入催化劑和甲醛，邊攪拌邊升溫至90~100°C，加入Ig順丁烯二酸酐，攪拌均勻後，減壓脫水，出料，出料，烘乾，與六次甲基四胺一起進入粉碎機粉碎，製備得到高反應活性的膠粉，取100g的膠粉過篩，其粒徑如下:80目以上的為超過64.5%, 100目以上的超過7.4%。
[0017]實施例5
將廢舊輪胎膠粉(10目)進行乾燥，乾燥溫度70°C，時間2h。稱取乾燥後的膠粉100g，放入500ml的三口燒瓶中，加入12g苯酚，40g甲醛水溶液(37%)，磷酸，邊攪拌邊升溫至90~100°C，保溫1-2小時，然後加入Ig自製的活化劑，攪拌均勻後，減壓脫水，出料，烘乾，進入粉碎機粉碎，製備得到高反應活性的膠粉，取100g的膠粉過篩，其粒徑為:80目以上的為超過59.8%, 100目以上的超過8.7%ο
[0018]實施例6
將廢舊輪胎膠粉(10目)進行乾燥，乾燥溫度70°C，時間2h。稱取乾燥後的膠粉100g，放入500ml的三口燒瓶中，加入45g苯酚，45g改性劑，少量對甲苯磺酸，邊攪拌邊升溫至110~130°C，保溫2~3小時，然後降溫，加入催化劑和甲醛，邊攪拌邊升溫至90~100°C，減壓脫水，加入2g活化劑，攪拌均勻後，出料，烘乾，和固化劑六次甲基四胺一起進入粉碎機粉碎，製備得到膠粉，再將所製備的膠粉進行二次處理和二次粉碎，得到高反應活性的膠粉，取100g的膠粉過篩， 其粒徑如下:80目以上的為100%。
【權利要求】
1.一種超細高反應活性的廢輪胎粉末,其特徵為:該超細高反應活性的廢輪胎粉末其組分及質量份含量為: 粗廢輪胎粉100 酚醛樹脂10-100 活化劑0.5^5.0 固化劑0-16 超細高反應活性的廢輪胎粉末中粗廢輪胎粉、酹醒樹脂與活化劑的質量比為100:10^100:0.5~5.0，經過減壓脫水形成一種固體混合物，然後與固化劑混合進一步粉碎得到超細高反應活性的廢輪胎粉末。
2.權利要求1所述的超細高反應活性的廢輪胎粉末，其特徵在於:所述粗廢輪胎粉是將廢舊輪胎經室溫粗粉碎、低於40目過篩得到。
3.權利要求1所述的超細高反應活性的廢輪胎粉末，其特徵在於:所述的固化劑用於固化酚醛樹脂，本發明包含所有固化酚醛樹脂的固化劑，例如六次甲基四胺。
4.權利要求1所述的超細高反應活性的廢輪胎粉末，其特徵在於:所述活化劑為降冰片烯二酸酐、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、醋酐、馬來酸酐-丙烯酸共聚物、馬來酸酐-苯乙烯共聚物、以及自製的活化劑等。
5.權利要求1所述的超細高反應活性的廢輪胎粉末，其特徵在於:所述酚醛樹脂的組分及質量份含量為:苯酚50 甲醛水溶液(37%)或多聚甲醛25~130 (9~48) 催化劑0.25~1改性劑0-50 其中催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、氨水、氧化鎂、氧化鋅、鹽酸、草酸、硫酸、磷酸、亞磷酸、次磷酸、對甲苯磺酸等的一種或兩種。
6.權利要求5所述的酚醛樹脂，其特徵在於:所述的改性劑包括二甲苯樹脂、二苯醚樹月旨、低分子量的聚苯醚、雙環戊二烯、腰果酚、松香、含磷單體、含硼單體、含矽單體等，一種或兩種。
7.權利要求1所述的超細高反應活性的廢輪胎粉末的製備工藝是:將廢輪胎粗粉、苯酚、甲醛、催化劑、改性劑加入反應釜，在9(Tl30°C下反應2~3小時，然後加入活化劑，攪拌均勻，減壓脫水，出料，烘乾，加入固化劑進入粉碎機粉碎，可以製備得到超細高反應活性的廢輪胎粉末。
【文檔編號】C08L61/14GK103980583SQ201410091003
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】餘若冰 申請人:華東理工大學