一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及固废橡胶再生领域，公开了一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，包括如下步骤：（1）将固废橡胶轮胎粉碎得到固废橡胶粉；（2）去除固废橡胶粉中的杂质；（3）以重量份计，将100份固废橡胶粉与1~20份复合型官能化改性剂混合后搅拌均匀；（4）将搅拌均匀后的原料送入脱硫挤出机中挤出，初步冷却后得到粒状的脱硫橡胶；（5）将粒状的脱硫橡胶转入精炼挤出机中连续捏炼；（6）将捏炼后的橡胶进行压型出片，得到所述返原橡胶。本发明专利技术将复合型官能化改性剂中的功能型的活性基团接枝到返原橡胶分子链上，使其最终产物成为一种与通用橡胶相溶性佳、材料力学性能好、并具有良好化学与物理粘合力的返原橡胶。与物理粘合力的返原橡胶。

【技术实现步骤摘要】
一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及固废橡胶再生
，尤其是涉及一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法。

技术介绍

[0002]我国是全球最大的橡胶轮胎生产国与橡胶轮胎消耗大国，我国每年产生的固废橡胶轮胎超过4亿条，如果这些固废橡胶轮胎随意废弃，不仅造成资源的大量浪费，由于硫化橡胶在自然环境中极难降解分解，废弃的轮胎会造成严重的环境污染。因此，利用技术手段，循环利用固废橡胶轮胎与橡胶制品，对资源利用与碳中和具有十分重要的意义。
[0003]中国专利CN102977404A，公开了一种双螺杆挤出机连续制备再生胶的方法，该技术采用双螺杆挤出机高温、高剪切工作原理，连续脱硫生产再生橡胶，该专利技术利用传统的橡胶再生机理，即借助挤出机的机械剪切力和较高的温度，利用硫化胶粉中的多硫键“―S―S―”比碳
‑
碳键“―C―C―”容易断裂的特性，将硫化橡胶中的双硫键或多硫键断开，实现硫化橡胶脱硫的一种方法，该专利技术在再生过程中，需额外加入软化剂与脱硫剂，同时，在最终产品分子结构中也没有引入功能化基团，其生产的再生胶性能不足，加上设备投入成本高，致推广应用受到影响。中国专利202010412712.X提出了一种低温等离子体脱硫再生废橡胶方法与装置，公开一种利用低温等离子体发生装置产生的等离子体对固废橡胶进行脱硫再生的技术，但该技术在产品稳定性方面与用户的期望值存在差距，难以实现工业化生产。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服现有技术中的返原橡胶性能不足，不利于资源化利用的问题，提供一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，将复合改性剂中的功能性组分接枝到产物的分子链上，得到一种与通用橡胶相溶性佳、材料力学性能好、并具有良好化学与物理粘合力的返原橡胶。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，包括如下步骤：(1)将固废橡胶轮胎粉碎得到固废橡胶粉；(2)去除固废橡胶粉中的杂质；(3)以重量份计，将100份固废橡胶粉与1～20份复合型官能化改性剂混合后搅拌均匀；(4)将搅拌均匀后的原料送入脱硫挤出机中挤出，初步冷却后得到粒状的脱硫橡胶；(5)将粒状的脱硫橡胶转入精炼挤出机中连续捏炼；(6)将捏炼后的橡胶进行压型出片，得到所述返原橡胶。
[0006]本专利技术的技术原理是基于：固废橡胶轮胎的硫化橡胶在高温及高机械剪切作用下，橡胶分子链上的—C—C—共价键会异裂，产生超高活性的正碳离子与负碳离子，利用此
超高活性的正碳离子与负碳离子无需催化剂就能接枝功能性基团的特性，将本专利技术的复合型官能化改性剂接枝到返原橡胶分子链上，从而提升返原橡胶与通用橡胶互溶性，使本专利技术的返原橡胶的使用性能更接近于通用橡胶，同时也提升返原橡胶的力学性能与工艺性能。
[0007]本专利技术利用挤出机工作时的机械剪切力产生的机械力化学作用及挤出机各加热区段高温产生的能量，使立体网状交联结构的硫化橡胶分子按预期的要求产生部分断裂，使立体网状交联结构的硫化橡胶返原为以线状结构为主的返原橡胶；同时，在高温及机械力的化学效应下，复合型官能化改性剂与返原橡胶发生化学反应，进而将功能型的活性基团接枝到返原橡胶分子链上，得到一种与通用橡胶相溶性佳、材料力学性能好、并具有良好化学与物理粘合力的返原橡胶。
[0008]作为优选，步骤(3)中所述的复合型官能化改性剂包括3
‑
羟基环戊烯、己二烯酸、环辛二烯、双环戊二烯酸酯、C9～C22二烯酸中的二种或二种以上的复配物。
[0009]本专利技术的复合型官能化改性剂中包括含—C＝C—及—COOH、—OH等官能团的化合物，—C＝C—可以与固废橡胶粉裂解产生的—SH基发生点击反应，将复合型官能化改性剂接枝到产物的分子链上，从而使产物上带有—C＝C—、—COOH、—OH等功能型基团，在各功能型基团的共同作用下，得到一种与通用橡胶相溶性佳、材料力学性能好、并具有良好化学与物理粘合力的返原橡胶。
[0010]作为优选，所述的复合型官能化改性剂还包括二苯基二硫化物、C12～C22多烯酸中的一种或两种。在复合型官能化改性剂中加入二苯基二硫化物及C12～C22多烯酸，可以催化—C＝C—及—SH的反应，使功能型基团更易接枝在返原液体橡胶的分子链上，提升返原液体橡胶的性能。
[0011]作为优选，步骤(1)中所述的固废橡胶粉的粒径为10～80目。
[0012]作为优选，步骤(1)中所述的固废橡胶轮胎选自全钢载重轮胎、轿车轮胎、斜交载重轮胎及轻卡轮胎中的一种或多种。
[0013]作为优选，步骤(2)中用物理方法去除固废橡胶粉中的钢丝帘线、纤维帘线、金属杂质及无机杂质。
[0014]作为优选，步骤(3)中搅拌时先在50～150℃温度下高速搅拌5～20min，然后再在50～150℃温度下低速搅拌10～25min，高速搅拌的转速50～600转/分，低速搅拌的转速1～50转/分。
[0015]作为优选，步骤(4)中所述的脱硫挤出机为单螺杆、双螺杆或三螺杆挤出机；所述脱硫挤出机的加热区段不少于4区，各加热区段的温度分别控制为100～350℃；脱硫挤出机转速为10～120转/分。
[0016]作为优选，步骤(5)中的捏炼温度为100～165℃。
[0017]作为优选，制备过程中各装置上均设有VOCs气体收集与处理装置。本专利技术在各装置上设置VOCs气体收集与处理装置，可以避免返原橡胶制备过程中VOCs挥发对环境造成的污染，实现了生产过程绿色环保的要求。
[0018]因此，本专利技术具有如下有益效果：利用复合型官能化改性剂分子中的双键与返原橡胶分子中的巯基发生点击化学反应，进而将功能型的活性基团接枝到返原橡胶分子链上，使其最终产物成为一种与通用橡胶相溶性佳、材料力学性能好、并具有良好化学与物理
粘合力的返原橡胶。
具体实施方式
[0019]下面结合、具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。
[0020]在本专利技术中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
[0021]总实施例：一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，包括如下步骤：(1)将固废橡胶轮胎粉碎至10～80目，得到固废橡胶粉；(2)用物理方法去除干净步骤(1)固废橡胶粉中的钢丝帘线、纤维帘线、金属杂质及无机杂质；(3)以重量份计，将100份固废橡胶粉与1～20份复合型官能化改性剂混合；所述的复合型官能化改性剂包括3
‑
羟基环戊烯、己二烯酸、环辛二烯、双环戊二烯酸酯、C9～C22二烯酸中的二种或二种以上的复配物，还可能包括二苯基二硫化物、C12～C22多烯酸中的一种或两种；(4)将步骤(3)中的混合物料输送到高速搅拌器中，于50～150℃温度下，高速搅拌5～20min，高速搅拌器转速：50～600转/分；(5)将步骤(4)中的物料输送到储存鑵中，保持50～150℃温度，并低速搅拌10～25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，其特征是，包括如下步骤：（1）将固废橡胶轮胎粉碎得到固废橡胶粉；（2）去除固废橡胶粉中的杂质；（3）以重量份计，将100份固废橡胶粉与1~20份复合型官能化改性剂混合后搅拌均匀；（4）将搅拌均匀后的原料送入脱硫挤出机中挤出，初步冷却后得到粒状的脱硫橡胶；（5）将粒状的脱硫橡胶转入精炼挤出机中连续捏炼；（6）将捏炼后的橡胶进行压型出片，得到所述返原橡胶。2.根据权利要求1所述的一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，其特征是，步骤（3）中所述的复合型官能化改性剂包括3
‑
羟基环戊烯、己二烯酸、环辛二烯、双环戊二烯酸酯、C9~C22二烯酸中的二种或二种以上的复配物。3.根据权利要求2所述的一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，其特征是，所述的复合型官能化改性剂还包括二苯基二硫化物、C12~C22多烯酸中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，其特征是，步骤（1）中所述的固废橡胶粉的粒径为10~80目。5.根据权利要求1或4所述的一种源于固废橡胶轮胎的返原橡胶的制备方法，其特征是，步骤（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐世传，王新文，张浩，殷俊凤，卓佳，
申请(专利权)人：杭州中策橡胶循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：