一种环保型橡胶材料的制备方法及环保型橡胶材料技术

本发明专利技术公开了一种环保型橡胶材料的制备方法及环保型橡胶材料。一种环保型橡胶材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)活性硅酸钙预处理；(2)活性硅酸钙改性；(3)密炼；(4)开炼；(5)硫化得到环保型橡胶材料成品。本发明专利技术中，活性硅酸钙可以提高三元乙丙再生胶的加工性能，降低橡胶加工过程中产生的异味；同时，橡胶材料的力学性能得到提高，橡胶制品具有无异味特性。

Method for preparing environment-friendly rubber material and environment-friendly rubber material

The invention discloses a preparation method of environment-friendly rubber material and an environment-friendly rubber material. An environmentally friendly rubber material preparation method, which includes the following steps: (1) active calcium silicate pretreatment; (2) active calcium silicate modification; (3) refining; (4) smelting; (5) vulcanized rubber material products. In the invention, the active calcium silicate can improve the processing performance of the three ethylene propylene regenerated adhesive and reduce the odor produced in the process of rubber processing; at the same time, the mechanical properties of the rubber materials are improved, and the rubber products have no odor characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型橡胶材料的制备方法及环保型橡胶材料
：本专利技术涉及废旧橡胶利用和橡胶加工领域，特别是涉及一种环保型橡胶材料的制备方法及环保型橡胶材料。
技术介绍
：随着橡胶工业的发展，废旧橡胶的年产生量飞速增加，给环境和人体健康造成了严重威胁。废旧橡胶的综合利用成为固废回收和利用领域亟需解决的重大问题之一。目前，废旧橡胶制备再生橡胶是我国废旧橡胶处理的主要方式，约占我国废旧橡胶处理量的60％以上。中国专利技术专利CN1565822A报道了一种利用废旧轮胎橡胶直接生产非机动车轮胎的方法，其是采用废旧橡胶胶粉加入硫磺直接硫化制成非机动车轮胎制品，但是产品的性能较差，应用受到限制；中国专利技术专利CN10875297A报道了一种废旧轮胎胶粉常温脱硫生产再生胶的方法，其是将废旧轮胎切割成颗粒后，进行三次微波辐射和三次磁选处理，在脱硫剂加入的同时进行一次超声波催化处理得到脱硫胶粉，这种方法可以破坏废旧橡胶中的S-S和S-C键，降低对C-C键的破坏，但是这种方法工艺较为复杂，限制了其工业化应用；中国专利技术专利CN105330892A报道了一种废旧轮胎胶粉氨法低温脱硫的方法，其是利用通入氨气的循环流化床处理器对80-100目的胶粉进行处理，并结合微波辐射催化作用得到脱硫胶，但是这种方法对胶粉粒径和设备要求较高，同时工艺较为复杂，氨气存在产生环境污染的可能性。目前，再生胶在生产过程中，存在二次污染；产品在应用过程中，加工性能和力学性能较差，同时在加工过程气味较重，工作环境较差。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种加工过程和制得的橡胶材料无异味，制得的橡胶材料性能优异的环保型橡胶材料的制备方法及环保型橡胶材料。本专利技术的目的由如下技术方案实施：一种环保型橡胶材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)活性硅酸钙预处理；(2)活性硅酸钙改性；(3)密炼；(4)开炼；(5)硫化得到环保型橡胶材料成品；其中，(1)活性硅酸钙预处理：将活性硅酸钙与脂肪酸或脂肪酸盐混合后，加入到高速混合机中，调整混合机温度，混合搅拌5-30min，得到预处理活性硅酸钙；(2)活性硅酸钙改性：向预处理活性硅酸钙中加入偶联剂或石蜡油，进行改性处理，得到改性活性硅酸钙，出料待用；所述活性硅酸钙的原料来源于工业硅或硅铁行业的固弃物-微硅粉；改性处理是为了提高活性硅酸钙与橡胶基体的相容性。活性硅酸钙改性前活化指数为零，改性后活化指数可以达到80以上甚至100。(3)密炼：将三元乙丙原胶、三元乙丙再生胶、所述改性活性硅酸钙、活化剂、塑化剂加入密炼机中混炼20～40min；质量份数为100份的所述三元乙丙原胶和所述三元乙丙再生胶混合物中添加质量份数为1～20份的所述改性活性硅酸钙；活化剂主要包括：氧化锌，活性氧化锌，有机锌等，加入量为橡胶基体质量的3％～6％；塑化剂包括三元乙丙油、多植物改性增塑剂等，加入量为橡胶基体质量的1％～1.5％。(4)开炼：将密炼过的橡胶放到开炼机中，加入促进剂和硫化剂，混炼均匀后出料；促进剂包括促进剂M，促进剂TMTD等。加入量为橡胶基体质量分数的0.5％到2％；硫化剂就是硫磺，加入的量为橡胶质量的1％～2％。(5)硫化得到环保型橡胶材料成品：将开炼后的橡胶在动态硫化挤出机中挤出硫化获得环保型橡胶材料成品。具体的，所述偶联剂为硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种或几种。具体的，所述硅烷偶联剂为双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物与炭黑的混合物，双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物，γ-巯丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或几种。具体的，所述钛酸酯偶联剂为三硬酯酸钛酸异丙酯或异丙基三油酸酰氧基钛酸酯。具体的，所述铝酸酯偶联剂为二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯。具体的，所述脂肪酸盐为硬脂酸钠。具体的，所述步骤(2)活性硅酸钙改性处理方法为高混改性或球磨改性。具体的，所述高混改性的处理方法中，偶联剂或石蜡油的用量为所述预处理活性硅酸钙质量的3％～5％，改性时间为5～40min，改性温度为30～90℃。具体的，所述球磨改性的处理方法中，偶联剂或石蜡油的用量为所述预处理活性硅酸钙质量的1％～8％，改性时间为30～120min，球磨机转速400r/min。所述活性硅酸钙与炭黑、碳酸钙、改性硅藻土、提纯硅微粉中的两种或三种协同加入；以上物质在密炼阶段加入，用于填充补强，降低成本，活性硅酸钙可以改善加工性能。当炭黑加入时，所述活性硅酸钙与炭黑的质量份数比为0.2:1～0.5:1；当碳酸钙加入时，所述活性硅酸钙与碳酸钙的质量份数比为0.15:1～0.4:1；所述的一种环保型橡胶材料的制备方法，制得的环保型橡胶材料。本专利技术的优点：活性硅酸钙可以提高三元乙丙再生胶的加工性能，降低橡胶加工过程中产生的异味；同时，橡胶材料的力学性能得到提高，橡胶制品具有无异味特性。具体实施方式：实施例1：一种环保型橡胶材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)将活性硅酸钙与硬脂酸混合后，加入到高速混合机中。调整混合机温度为60℃，混合搅拌5min；然后加入填料质量3％的双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物硅烷偶联剂，高混改性5min，出料待用；(2)将三元乙丙原胶和三元乙丙再生胶(100份)加入密炼机中，然后依次加入硬脂酸、三元乙丙油、二醇、轻质碳酸钙、炭黑和活性硅酸钙等，活性硅酸钙的加入量为5份，混炼20min；然后将密炼过的橡胶放到开炼机中，加入促进剂和硫化剂，混炼均匀后出料；最后在动态硫化挤出机中挤出硫化获得橡胶材料。利用实施例1制得的环保型橡胶材料，其拉伸强度为12.2MPa，撕裂强度为44kN/m，断裂伸长率为386％。实施例2：一种环保型橡胶材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)将活性硅酸钙与硬脂酸混合后，加入到高速混合机中。调整混合机温度为90℃，混合搅拌8min；然后加入填料质量5％的双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物硅烷偶联剂，高混改性20min，出料待用；(2)将三元乙丙原胶和三元乙丙再生胶(100份)加入密炼机中，然后依次加入硬脂酸、三元乙丙油、二醇、轻质碳酸钙、炭黑和活性硅酸钙等，活性硅酸钙的加入量为10份，混炼35min；然后将密炼过的橡胶放到开炼机中，加入促进剂和硫化剂，混炼均匀后出料；最后在动态硫化挤出机中挤出硫化获得橡胶材料。利用实施例2制得的环保型橡胶材料，其橡胶材料的拉伸强度为15.8MPa，撕裂强度为51kN/m，断裂伸长率为492％。实施例3：一种环保型橡胶材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)将活性硅酸钙与硬脂酸钠混合后，加入到球磨机中，球磨混合30min；然后加入填料质量5％的双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物偶联剂，球磨改性90min，出料待用；(2)将三元乙丙原胶和三元乙丙再生胶(100份)加入密炼机中，然后依次加入硬脂酸、三元乙丙油、二醇、轻质碳酸钙、炭黑和活性硅酸钙等，活性硅酸钙的加入量为10份，混炼35min；然后将密炼过的橡胶放到开炼机中，加入促进剂和硫化剂，混炼均匀后出料；最后在动态硫化挤出机中挤出硫化获得橡胶材料。利用实施例3制得的环保型橡胶材料，其橡胶材料的拉伸强度为10.8MPa，撕裂强度为41kN/m，断裂伸长率为345％。实施例4：一种环保型橡胶材料的制备方法，其包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型橡胶材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)活性硅酸钙预处理；(2)活性硅酸钙改性；(3)密炼；(4)开炼；(5)硫化得到环保型橡胶材料成品；其中，(1)活性硅酸钙预处理：将活性硅酸钙与脂肪酸或脂肪酸盐混合后，加入到高速混合机中，调整混合机温度，混合搅拌5‑30min，得到预处理活性硅酸钙；(2)活性硅酸钙改性：向预处理活性硅酸钙中加入偶联剂或石蜡油，进行改性处理，得到改性活性硅酸钙，出料待用；(3)密炼：将三元乙丙原胶、三元乙丙再生胶、所述改性活性硅酸钙、活化剂、塑化剂加入密炼机中混炼20～40min；质量份数为100份的所述三元乙丙原胶和所述三元乙丙再生胶混合物中添加质量份数为1～20份的所述改性活性硅酸钙；(4)开炼：将密炼过的橡胶放到开炼机中，加入促进剂和硫化剂，混炼均匀后出料；(5)硫化得到环保型橡胶材料成品：将开炼后的橡胶在动态硫化挤出机中挤出硫化获得环保型橡胶材料成品。

【技术特征摘要】
1.一种环保型橡胶材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)活性硅酸钙预处理；(2)活性硅酸钙改性；(3)密炼；(4)开炼；(5)硫化得到环保型橡胶材料成品；其中，(1)活性硅酸钙预处理：将活性硅酸钙与脂肪酸或脂肪酸盐混合后，加入到高速混合机中，调整混合机温度，混合搅拌5-30min，得到预处理活性硅酸钙；(2)活性硅酸钙改性：向预处理活性硅酸钙中加入偶联剂或石蜡油，进行改性处理，得到改性活性硅酸钙，出料待用；(3)密炼：将三元乙丙原胶、三元乙丙再生胶、所述改性活性硅酸钙、活化剂、塑化剂加入密炼机中混炼20～40min；质量份数为100份的所述三元乙丙原胶和所述三元乙丙再生胶混合物中添加质量份数为1～20份的所述改性活性硅酸钙；(4)开炼：将密炼过的橡胶放到开炼机中，加入促进剂和硫化剂，混炼均匀后出料；(5)硫化得到环保型橡胶材料成品：将开炼后的橡胶在动态硫化挤出机中挤出硫化获得环保型橡胶材料成品。2.根据权利要求1所述的一种环保型橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的任意一种或几种。3.根据权利要求2所述的一种环保型橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，双-(γ-三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张印民，张永锋，胡迎勋，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，内蒙古尚科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15