一种活化废旧橡胶粉及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种活化废旧橡胶粉及其制备方法。此活化橡胶粉其组成以重量计，废旧橡胶粉占４０％～６０％，活化剂占６０％～４０％，引发剂为组合物总重量的０．００５％～０．０１５％，上述所有成分重量百分数之和为１００％。其特点是废旧轮胎精细胶粉在引发剂的作用下与活化剂形成接枝共聚物或互穿网络或包裹缠绕结构，从而改变了胶粉的表面活性，提高了其与聚合物材料特别是与活化剂同类型的聚合物材料之间的相容性。可用于与聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯等材料的共混改性和共聚，不仅能改善其抗冲击性能，还能合理利用废旧轮胎，节能减排。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改性废旧橡胶粉为活化废旧橡胶粉的技术，所得活化废旧橡胶粉可应 用于聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂等的合成改性研究中，用以提高材 料的抗冲击性能。
技术介绍
随着橡胶工业的发展，世界上每年都有大量以废旧轮胎为主的废旧橡胶制品被遗弃， 如何有效利用它们，既节约资源又防止黑色污染，越来越引起人们的关注。近年来，废旧 橡胶制品除生产再生橡胶外，已逐渐向生产橡胶粉发展，即通过机械方式将废旧橡胶粉碎 变成粉末状物质。这种橡胶粉可作为橡胶、塑料填料及复合材料使用，广泛应用于橡胶、 塑料制品和沥青改性、建筑材料等产品中。不仅节约资源，改善产品性能，还节约成本。直接将废旧橡胶粉掺于待改性的产品中，由于废旧橡胶粉表面惰性，使之与改性基材 表面相容性差，界面结合力弱，不仅达不到所期待的效果，还会降低产品力学性能。所以 在使用废旧橡胶粉时，经常要对废旧橡胶粉进行表面处理，即活化改性，使原废旧橡胶粉 变成^^化废旧橡胶粉。不同用途，对其橡胶粉的改性方法亦不相同，其效果也不一样。中国专利01113692.8， 02155008.5， 03134620.0以不同的方法对废旧橡胶粉进行了改 性，包括在废旧橡胶粉粉碎过程中直接添加表面活性剂，在废旧橡胶粉与基材共混过程中 加入增容剂，辐射改变橡胶粉活性，以上改性方法简单，对改善该橡胶粉与基材的相容性 有一定效果，但橡胶粉的添加量较低，对材料力学性能提高有限，大多应用在沥青改性和 弹性体共混研究中。j.Appl.Poly.Sci., 2000,77:2595， J.Mater.Sci.，1986,21:1769，报导了橡胶粉 改性热塑性材料以提高其抗冲击性能的研究，其中橡胶粉以丙烯酰胺、苯乙烯进行了改性， 取得了较好的效果，但这种改性橡胶粉应用受到了基材的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种活化废旧橡胶粉及其制 备方法。本专利技术的一种活化废旧橡胶粉，其组成以重量计，废旧橡胶粉占40%~60%，活化剂占 60% 40%，引发剂为组合物总重量的0.005% 0.015%，以上所有成分重量百分数之和为 100%，其拉伸强度大于19.2MPa，其中，所述的活化剂选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙 烯酸盐、甲基丙烯酸盐中一种或二种，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰或过氧化二苯甲酰。所述的废旧橡胶粉(以下简称胶粉)是指废旧轮胎(子午胎)回收后以低温粉碎法制备 而得到的100 120目的精细橡胶粉。本专利技术的活化废旧橡胶粉(以下简称活化胶粉)的制备方法，其特征在于将经过预处 理或不经过预处理后的胶粉放入含有重量0.01% 0.03%引发剂的活化剂中浸泡4小时，将 浸泡后的胶粉在80 10(TC，氮气保护下搅拌反应2 3小时，冷却后即得。所述的预处理为 将低温粉碎的胶粉用溶剂抽提至抽提溶剂无色，再将抽提后的胶粉以450~700w强度的微 波辐射2 5分钟，所述的溶剂为体积比l: l的异丙醇与苯混合物。废旧轮胎精细胶粉的制备目前市场上已有大量工业化产品，常见的为常温粉碎法和低 温粉碎法生产的胶粉，低温粉碎(主要是液氮生产的)精细胶粉相比常温粉碎胶粉粒径较 小，比表面积较大，表面氧化程度较低，更适合于本专利技术的改性。胶粉粒径越小，在改性 基材中分布越均匀，改性材料性能会更稳定；但粒径太小时，单位量粒子所能容纳的活化 剂量减少，胶粉粒子与活化剂形成的互穿网络结构和接枝率会减少，所以将胶粉的粒径控 制在100-120目之间。由于胶粉为交联的硫化胶粉，在活化剂中不能溶解，只能溶胀，溶胀度与胶粉的交联 度有关，溶胀度高时胶粉与活化剂接触量更多，可以提高接枝率，改性效果会更好；所以 对交联度较高的胶粉预先进行微波辐射，微波可以打断胶粉里的S-S、 S-C键，降低胶粉的 交联度，提高活化剂的溶胀率，微波强度450 700w微波，时间控制在2 5分钟之间，时 间太短链不断或断的太少，时间太长积聚的热量会让胶粉熔融而结团，还会消耗胶粉里残 留的双键。活化剂为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐等活化单体，多使用苯 乙烯。选择哪类活化单体应与改性胶粉的应用相联系， 一般改性聚苯乙烯使用苯乙烯，改 性聚甲基丙烯酸甲酯使用甲基丙烯酸甲酯效果会更好。由于胶粉为一种混合物，含大量非橡胶烃的物质，在胶粉与活性单体接枝聚合过程中 胶粉里的杂质会影响聚合，降低聚合效率。所以对胶粉要进行预处理，用体积比l: l的异 丙醇与苯的混合溶剂进行抽提，去除里面的一些无机物，不仅提高引发剂的引发效率，同 时提高了橡胶烃的百分含量。抽提的时间控制在抽提的溶剂为无色时止。在活化胶粉制备过程中使用的引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁 腈等油溶性引发剂，过氧化苯甲酰为最佳。反应过程用氮气保护，因为由于主反应为自由 基聚合反应，用氮气保护可以提高引发效率。本专利技术优点在于，将胶粉在引发剂的作用下与活化剂形成接枝共聚物或互穿网络或包 裹缠绕结构，得到一种活化胶粉，从而改变了胶粉的表面活性，提高了其与聚合物材料特 别是与活化剂同类型的聚合物材料之间的相容性。制得的活化胶粉可应用于与聚苯乙烯、 聚氯乙烯、聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯等材料的共混改性和共聚，不仅能改善其抗冲击性 能，还能合理利用废旧轮胎，节能减排。具体实施例方式实施例1:称取IOO目胶粉100克，放入500毫升带搅拌、加热、冷凝、通氮装置的四口烧瓶中，加入含有质量0. 03%过氧化苯甲酰的苯乙烯100克将胶粉浸泡4小时，待苯乙烯渗透于胶 粉之中后，开搅拌，通氮气保护，升温至10(TC，反应2小时，产物变粘，升温至120'C再 反应1小时，冷却得到被聚苯乙烯包裹、穿插和接枝的活化胶粉。实施例2:称取120目胶粉IOO克，放入500毫升带搅拌、加热、冷凝、通氮装置的四口烧瓶中， 加入含有质量0. 03%过氧化苯甲酰的苯乙烯80克将胶粉浸泡4小时，待苯乙烯渗透于胶粉 之中后，开搅拌，通氮气保护，升温至10(TC，反应2小时，产物变粘，升温至12(TC再反 应1小时，冷却得到被聚苯乙烯包裹、穿插和接枝的活化胶粉。实施例3:称取100目胶粉200克，用滤布包好置于快速抽提器中，用500毫升1: 1的苯与异丙醇 混合溶剂，在10(TC下，抽提12小时，取出滤布里的胶粉烘干。称取烘干后的胶粉100克 放入500毫升带搅拌、加热、冷凝、通氮装置的四口烧瓶中，加入含有质量0.01%过氧化 苯甲酰的苯乙烯80克将胶粉浸泡4小时，待苯乙烯基本渗透于胶粉之中后，开搅拌，通氮 气保护，升温至8(TC，反应2小时，产物变粘，升温至IO(TC再反应1小时，冷却得到被 聚苯乙烯包裹、穿插和接枝的活化胶粉。实施例4:称取100目胶粉200克，用滤布包好置于快速抽提器中，用500毫升1: 1的苯与异丙醇 混合溶剂，在10(TC下，抽提12小时，取出滤布里的胶粉烘干。将烘干的胶粉以450W的 微波辐射5分钟，称取微波后的胶粉100克放入500毫升带搅拌、加热、冷凝、通氮装置 的四口烧瓶中，加入含有质量0.01%过氧化苯甲酰的苯乙烯100克将胶粉浸泡4小时，待 苯乙烯基本渗透于胶粉之中后，开搅拌，通氮气保护，升温至8(TC，反应2小时，产物变 粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活化废旧橡胶粉，其特征在于，其组成以重量计，废旧橡胶粉占４０％～６０％，活化剂占６０％～４０％，引发剂为组合物总重量的０．００５％～０．０１５％，上述所有成分重量百分数之和为１００％，其中，所述的活化剂选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐中一种或二种，所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰或过氧化二苯甲酰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马斐，夏峥嵘，陈昌青，陈红祥，李国麟，李绵贵，杨灿，王若宇，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油能源发展股份有限公司，中海油能源发展股份有限公司石化分公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]