一種采用脫硫劑輔助低溫機械力化學再生膠粉的制備方法與流程

本發明屬于橡膠脫硫技術領域，尤其涉及廢膠粉再生技術。

背景技術：

隨著現代社會的發展，橡膠的需求量也越來越大，從而廢橡膠的誕生也是越來越大，從而促進社會對廢橡膠的脫硫再生提出更高的要求。

由于橡膠的硫化是個不可逆化學反應，因此橡膠的回收利用及其不易。前人為了讓廢橡膠再次利用，把一些老化或廢橡膠制品磨成粉，制成廢膠粉。其用意是增加表面積，讓其軟化或打斷其化學鍵。為了讓其更好的軟化或打斷其交聯鍵，大都采用了高溫高剪切強度的機械力。但由于高溫讓廢膠粉的大部分鍵都打開，釋放了好多有毒有害的氣體，不僅污染了大氣，而且其耗能也非常之大，導致了得不償失，害大于利的局面。因此追求一種低溫干法制得再生膠的方法，已經是明智之舉。

技術實現要素：

本發明的目的提供一種簡單的采用脫硫劑輔助低溫機械力化學再生膠粉的制備方法。

本發明包括以下步驟：

1）將廢膠粉在60～80℃下干燥2～4小時；

2）將干燥的廢膠粉和軟化劑混合，經開煉機薄通10～20次后，再加入脫硫劑，再薄通5～10次，然后再加入氧化鋅、硬脂酸、促進劑m（2-巰醇基苯并噻唑）和硫黃進行混煉，出片后靜置6～24小時，得再生膠片。

以上片狀再生膠片只需在10～20mpa下平板硫化，形成設計需要的各種形狀的橡膠制品。

本發明通過步驟1）的干燥，可去除廢膠粉中的水分及小分子。本發明利用軟化劑，其一是使廢膠粉先有初步的溶脹，有利于接下來脫硫劑的充分進入做好準備，其二是使廢膠粉軟化黏合，有利于成片、有利于加工。本發明中橡膠的再生脫硫是通過在廢膠粉中加入再生用脫硫劑來打斷硫化膠中的硫交聯劑，從而破壞膠粉的三維網絡狀結構的改性方法。

本發明的有益效果：本發明在開煉機作為常用橡膠加工設備，對于一般橡膠廠都能加工。本發明在常溫下廢膠粉再生，無有害氣體排出，具有工藝簡單，效率高，能耗低，無環境污染的特點，利于工業化生產。

進一步地，本發明步驟1）中所述廢膠粉的粒徑為20～100目，可去除廢膠粉中的水分及一些可揮發的小分子，凈化廢橡膠。

進一步地，所述廢膠粉的粒徑為20目。20目為廢膠粉的比表面積較小的膠粉，另一方面也說明20目的膠粉是較為差的產品，用20目膠粉是因為在較為差的膠粉實驗，如果效果明顯，那目數較高的膠粉都應該有效果，都可能適用。

所述軟化劑為液體古馬隆、鄰苯二甲酸二丁脂、環氧大豆油、石蠟油或氯化石蠟中的至少任意一種。采用以上具體產品為本工藝的軟化劑的設計出發點：其一是使廢膠粉先有初步的溶脹，有利于接下來脫硫劑的充分進入做好準備，其二是使廢膠粉軟化黏合，有利于成片、有利于加工。

更優選地，所述軟化劑為液體古馬隆。

所述脫硫劑為三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯。三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯是一種脂類，一方面其潤滑性好可以和橡膠相容性很好，充分進入廢橡膠的三維網狀結構中；另一方面利用其功能基團巰基進入廢橡膠三維網狀結構中破壞其交聯鍵，使得其廢橡膠交聯密度下降，達到脫硫效果，也利于本發明中脫硫，利于合成。

所述干燥的廢膠粉、軟化劑、脫硫劑、氧化鋅、硬脂酸、促進劑m和硫黃的投料質量比為100∶4～10∶2～10∶2～10∶1～5∶0.5～4∶1～5。該投料比的設計出發點：其軟化劑和脫硫劑如上所示，其氧化鋅和硬脂酸是橡膠硫化的活化劑，提高其二次硫化的交聯密度，生成了較短的交聯鍵，并并增加了新的交聯鍵，這都是正常配比。

附圖說明

圖1為加入不同量的脫硫劑制成的再生膠料在低場核磁共振交聯弛豫時間圖譜。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

說明：以下各原料份指重量份。

三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯雖然不是公開銷售的產品，但其合成方法為公知方法，即將乙硫醇酸或乙硫醇低級醇酯與三縮乙二醇經酯化反或酯交換反應獲得。

一、再生膠料的制備：

實施例1：

（1）將20目廢膠粉在60℃下干燥4小時，析出水分及小分子揮發物，取得干燥的廢膠粉。

（2）在開煉機上加入100份廢膠粉和4份軟化劑液體古馬隆，薄通20次，取得軟化后的膠片。

（3）在開煉機上在加入以上軟化后的膠片和6份脫硫劑三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯，薄通10次。再依次加入氧化鋅5份、硬脂酸2份、促進劑m1.5份和硫黃2份進行混煉，最后打三角包，出片靜置6小時，得再生的片狀膠料。

（4）將再生的片狀膠料在10mpa下平板硫化，得到橡膠樣品。

實施例2：

（1）將20目廢膠粉在80℃下干燥2小時，析出水分及小分子揮發物，取得干燥的廢膠粉。

（2）在開煉機上加入100份廢膠粉和4份軟化劑液體古馬隆，薄通20次，取得軟化后的膠片。

（3）在開煉機上在加入以上軟化后的膠片和5份脫硫劑三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯，薄通10次。再依次加入氧化鋅5份、硬脂酸2份、促進劑m1.5份和硫黃2份進行混煉，最后打三角包，出片靜置24小時，得再生的片狀膠料。

（4）將再生的片狀膠料在20mpa下平板硫化，得到橡膠樣品2。

實施例3：

其它條件同實施例2，僅改變脫硫劑的加入份數，分別為0、1、2、3、4分別做平行試驗，分別取得橡膠樣品。

二、再生膠料的性能分析試驗：

1、將以上橡膠樣品進行測試，其機械性能見下表：

由上表可見：隨著脫硫劑的加入，再二次硫化后的膠片明顯比未加脫硫劑的硫化膠從力學性能上要好，說明了這脫硫工藝有效果，再生膠的性能在提高。

2、將以上橡膠樣品于低場核磁共振交聯弛豫時間對比試驗及結果：

如圖1所示，圖中每個線條都有三個峰，代表了廢橡膠里的三種交聯方式的含量。

大體來看，從加入了脫硫劑的廢膠粉，其峰的大小、比例和位置都發生了改變，隨著脫硫劑的加入，三個峰都在減小，峰是放映了主要交聯點的束縛上的h，從而放映交聯密度，其大小、比例都在減小，間接地說明交聯的降低，主要的其位置在向右移動，說明弛豫時間的增加，更加說明加入其脫硫劑后的廢橡膠，交聯鍵的打開和脫硫劑的效果得明顯。

從實例來看，加入6份脫硫劑的再生膠比5份的力學性能要好，總之加入脫硫劑的再生膠都比無脫硫劑的再生膠力學性能要好。

技術特征：

技術總結
一種采用脫硫劑輔助低溫機械力化學再生膠粉的制備方法，屬于橡膠脫硫技術領域，將干燥的廢膠粉和軟化劑混合，經開煉機薄通10～20次后，再加入脫硫劑，再薄通5～10次，然后再加入氧化鋅、硬脂酸、促進劑M（2?巰醇基苯并噻唑）和硫黃進行混煉，出片后靜置6～24小時，得再生膠片。本發明在開煉機作為常用橡膠加工設備，對于一般橡膠廠都能加工。本發明在常溫下廢膠粉再生，無有害氣體排出，具有工藝簡單，效率高，能耗低，無環境污染的特點，利于工業化生產。

技術研發人員：張旭;黃浩;劉俊亮;張明
受保護的技術使用者：江蘇多肯新材料有限公司
技術研發日：2017.07.05
技術公布日：2017.09.29