一种含酯基交联结构的橡胶弹性体的解交联的方法技术

本发明专利技术公开了一种含酯基交联结构的橡胶弹性体的解交联的方法。所述方法包括：所述橡胶弹性体在有机溶剂中充分溶胀，在碱或酸的催化下，进行酯基的水解反应；解交联完全后，用絮凝剂将橡胶沉淀出来，洗涤干燥，得到解交联的线性橡胶。本发明专利技术的方法条件温和、效率高、选择性断键、易于实现工业化；并且为废橡胶的回收提出了新的解决方案。提出了新的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种含酯基交联结构的橡胶弹性体的解交联的方法


[0001]本专利技术涉及橡胶
，具体是涉及一种含酯基交联结构的橡胶弹性体的解交联的方法。

技术介绍

[0002]橡胶是我国重要的战略物资。随着我国橡胶行业的发展，对橡胶资源需求越来越大，每年都需大量进口，其中我国天然橡胶自给率低于25％，合成橡胶自给率不到60％；而与此同时，全世界每年产生的废旧橡胶约3000万吨。我国是产量最大的国家，年产近500万吨，并以年约8％～10％的速度增长。当前，大部分废旧橡胶经焚烧作为热能利用和经粉碎制成胶粉后用于建筑材料(塑胶跑道、沥青路面等)，造成了资源的大量浪费和严重的环境污染；还有部分废旧橡胶经脱硫切断交联键制备再生胶，然而传统脱硫技术存在生产能耗大、三废治理难、经济效益低等问题。因此，面对生胶资源匮乏和废橡胶带来的环境污染等困境。
[0003]废旧橡胶再生技术一直以来都是世界橡胶工业的研究重点和难点，究其原因就是天然或合成橡胶通过硫磺等物质在一定条件下进行化学交联反应后，变为三维立体网状结构的交联橡胶。交联形成的这种包含单硫键、双硫键和多硫键的三维结构，难以像塑料等热塑性材料通过加热熔融回收再利用。再生废橡胶的过程就是利用物理，化学或生物的方法，破坏三维交联网络，使硫化胶变为准线性化的可再加工的过程。理论上讲，理想的橡胶再生是尽可能保护主链大分子使其不降解，尽可能断裂更多的交联键提高溶胶含量，但后者不能以过度牺牲前者为代价。目前我国仍然以高温高压动态脱硫法生产再生胶为主，为保护主链而残留了更多的交联键，因此存在着凝胶含量高，门尼黏度高，应用再生胶的挤出型制品表面不光滑，性能不够好，污染大、耗能高、机械化程度低等缺点。因此，寻求节能、环保、连续、高效的新型废橡胶再生技术，是今后废橡胶再生领域的努力方向。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中出现的问题，本专利技术提供了一种含酯基交联结构的橡胶弹性体的解交联的方法。为废橡胶的回收问题提供了一个绿色、高效的解决方法。我们利用环氧基团与羧基反应产生一种含酯基的交联结构。酯基可以在碱性或者酸性条件下水解，从而达到解交联的目的。该技术方法，条件温和、效率高、选择性断键、易于实现工业化。为废橡胶的回收提出了新的解决方案。
[0005]本专利技术的目的是提供一种含酯基交联结构的橡胶弹性体的解交联的方法。
[0006]包括：
[0007]所述橡胶弹性体在有机溶剂中充分溶胀，在碱或酸的催化下，进行酯基的水解反应；解交联完全后，用絮凝剂将橡胶沉淀出来，洗涤干燥，得到解交联的线性橡胶。
[0008]其中，
[0009]所述有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、二甲苯，环己烷，环戊烷、正己烷，正庚烷中的一
种或组合；
[0010]所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、醇钠、醇钾、醇锂、三甲胺、三乙胺、二甲胺、二乙胺、四甲基胍、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、4-二甲氨基吡啶、吗啉、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺、三乙烯二胺、N,N-二异丙基乙胺中的一种或组合；
[0011]所述的酸为硫酸、盐酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种或组合；
[0012]所述絮凝剂为水、甲醇，乙醇，丁醇，丙酮，丁酮中的一种或组合。
[0013]所述橡胶弹性体质量占溶剂质量的百分比为0.1％～50％；优选1％～20％；
[0014]所述酸或碱水溶液浓度为0.1wt.％至饱和；
[0015]酸或碱用量与橡胶弹性体用量比为0.01～10；优选0.1～1；
[0016]反应温度为20～200℃；优选40～150℃；反应时间为0.1～168h。
[0017]所述含酯基交联结构的橡胶弹性体为环氧官能化橡胶交联弹性体和羧基官能化橡胶交联弹性体；
[0018]所述环氧官能化交联弹性体是由包括以下组分的原料混炼硫化后制得：
[0019]各组分按重量份数计：
[0020]环氧官能化橡胶
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100重量份；
[0021]交联剂A
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0.1～15重量份；优选1～5重量份；
[0022]交联促进剂
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0～15重量份；优选1～5重量份；
[0023]所述的环氧官能化橡胶包括：环氧化橡胶、环氧化接枝改性橡胶、含环氧基团功能单体的共聚胶、丙烯酸缩水甘油酯共聚胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚胶中的一种或组合；
[0024]所述的交联剂A为二元有机羧酸或者多元有机羧酸中的一种或组合；
[0025]所述的交联促进剂为咪唑及其衍生物、叔胺及其盐中的一种或组合；
[0026]所述羧基官能化交联弹性体是由包括以下组分的原料混炼硫化后制得：
[0027]各组分按重量份数计：
[0028]羧基官能化橡胶
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100重量份；
[0029]交联剂B
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0.1～50重量份；优选1～30重量份；
[0030]所述的羧基官能化橡胶包括：含羧基基团功能单体的共聚胶、马来酸酐接枝改性橡胶及其水解产物、羧基接枝改性橡胶中的一种或组合；
[0031]所述的交联剂B为二官能度环氧化合物或者多官能度环氧化合物中的一种或者组合；
[0032]其中，优选：
[0033]所述环氧化橡胶的环氧化程度0.1～100％；
[0034]橡胶的环氧化接枝改性的接枝率为0.1～80％；
[0035]含环氧基团功能单体的共聚胶、丙烯酸缩水甘油酯共聚胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚胶的共聚比为0.1～80％。
[0036]所述环氧化橡胶为环氧化天然橡胶、环氧化异戊橡胶、环氧化丁苯橡胶、环氧化顺丁橡胶、环氧化丁腈橡胶、环氧化乙丙橡胶中的一种或组合；
[0037]环氧化接枝改性橡胶为天然橡胶接枝丙烯酸缩水甘油酯、天然橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、异戊橡胶接枝丙烯酸缩水甘油酯、异戊橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、丁苯橡胶接枝丙烯酸缩水甘油酯、丁苯橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、顺丁橡胶接枝丙烯
酸缩水甘油酯、顺丁橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、丁腈橡胶接枝丙烯酸缩水甘油酯、丁腈橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、三元乙丙橡胶接枝丙烯酸缩水甘油酯、三元乙丙橡胶接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或组合；
[0038]丙烯酸缩水甘油酯共聚胶和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚胶为苯乙烯-丁二烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚胶、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚胶、衣康酸酯-异戊二烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚胶、衣康酸酯-异戊二烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚胶中的一种或组合；
[0039]所述的交联剂A为己二酸和/或癸二酸；
[0040]所述的交联促进剂为1,2-二甲基咪唑和/或2-乙基-4-甲基咪唑。
[0041]所述含羧基基团功能单体的共聚胶为丙烯酸或甲基丙烯酸共聚胶；
[0042]含羧基基团功能单体的共聚胶的共聚比为0.1～80％。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含酯基交联结构的橡胶弹性体的解交联的方法，其特征在于所述方法包括：所述橡胶弹性体在有机溶剂中充分溶胀，在碱或酸的催化下，进行酯基的水解反应；解交联完全后，用絮凝剂将橡胶沉淀出来，洗涤干燥，得到解交联的线性橡胶。2.如权利要求1所述的解交联的方法，其特征在于：所述有机溶剂为四氢呋喃、甲苯、二甲苯，环己烷，环戊烷、正己烷，正庚烷中的一种或组合；所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、醇钠、醇钾、醇锂、三甲胺、三乙胺、二甲胺、二乙胺、四甲基胍、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、4-二甲氨基吡啶、吗啉、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺、三乙烯二胺、N,N-二异丙基乙胺中的一种或组合；所述的酸为硫酸、盐酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸中的一种或组合；所述絮凝剂为水、甲醇，乙醇，丁醇，丙酮，丁酮中的一种或组合。3.如权利要求1所述的解交联的方法，其特征在于：所述橡胶弹性体质量占溶剂质量的百分比为0.1％～50％；优选1％～20％；所述酸或碱水溶液浓度为0.1wt.％至饱和；酸或碱用量与橡胶弹性体用量比为0.01～10；优选0.1～1。4.如权利要求1所述的解交联的方法，其特征在于：反应温度为20～200℃；优选40～150℃；反应时间为0.1～168h。5.如权利要求1所述的解交联的方法，其特征在于：所述含酯基交联结构的橡胶弹性体为环氧官能化橡胶交联弹性体和羧基官能化橡胶交联弹性体；所述环氧官能化交联弹性体是由包括以下组分的原料混炼硫化后制得：各组分按重量份数计：环氧官能化橡胶
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100重量份；交联剂A
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0.1～15重量份；优选1～5重量份；交联促进剂
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0～15重量份；优选1～5重量份；所述的环氧官能化橡胶包括：环氧化橡胶、环氧化接枝改性橡胶、含环氧基团功能单体的共聚胶、丙烯酸缩水甘油酯共聚胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚胶中的一种或组合；所述的交联剂A为二元有机羧酸或者多元有机羧酸中的一种或组合；所述的交联促进剂为咪唑及其衍生物、叔胺及其盐中的一种或组合；所述羧基官能化交联弹性体是由包括以下组分的原料混炼硫化后制得：各组分按重量份数计：羧基官能化橡胶
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100重量份；交联剂B
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0.1～50重量份；优选1～30重量份；所述的羧基官能化橡胶包括：含羧基基团功能单体的共聚胶、马来酸酐接枝改性橡胶及其水解产物、羧基接枝改性橡胶中的一种或组合；所述的交联剂B为二官能度环氧化合物或者多官能度环氧化合物中的一种或者组合。6.如权利要求5所述的环氧官能化橡胶交联弹性体，其特征在于：所述环氧化橡胶的环氧化程度0.1～100％；橡胶的环氧化接枝改性的接枝率为0.1～80％；
含环氧基团功能单体的共聚胶、丙烯酸缩水甘油酯共聚胶、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚胶的共聚比为0.1～80％。7.如权利要求5所述的环氧官能化橡胶交联弹性体，其特征在于：所述环氧化橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立群，张刚刚，冯浩然，李晓林，王朝，王润国，卢咏来，史金炜，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：