一种无油高强度轮胎返原再生橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无油高强度轮胎返原再生橡胶及其制备方法，再生橡胶的原料包括：废旧橡胶粉，化学改性剂及水；化学改性剂包括液体橡胶、端基官能化液体橡胶以及长链不饱和羧酸。制备方法为：将废旧橡胶粉碎；去除废旧橡胶粉中的杂质；将废旧橡胶粉与化学改性剂按比例混合搅拌包覆；将预处理胶粉与水混合，送入脱硫罐内进行高温高压脱硫；将脱硫胶粉冷却后送入精炼机中捏炼，然后进行压延、出型、连续出片，得到无油高强度轮胎返原再生橡胶。本发明专利技术将化学改性剂接枝到返原再生橡胶的分子链上，在不加入软化油的情况下，可得到一种与原胶相容性好、门尼稳定、物理性能与化学粘合性能良好，且具有高拉伸强度的无油轮胎返原再生橡胶。胶。

【技术实现步骤摘要】
一种无油高强度轮胎返原再生橡胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及废旧橡胶轮胎再生利用领域，尤其是涉及一种无油高强度轮胎返原再生橡胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]利用废旧橡胶轮胎或废旧橡胶制品生产再生橡胶，使其重返橡胶材料领域，一直是橡胶材料专家长期努力的课题，但限于环保的原因以及专业的局限性，有突破性的新技术或新专利技术不多，能实际能达成产业化的技术、或材料性能达到要求的技术更少。
[0003]现有技术中一般采用水油法制备再生橡胶，水油法工艺是将粉碎成一定细度的硫化胶粉与软化油配合，在高温高压脱硫罐内利用水作为传热介质对橡胶进行再生。采用水油法脱硫时，利用搅拌装置将胶粉与软化剂混合，因而制得的再生橡胶其物化指标高，质量均匀，故它是大中型再生橡胶生产企业普遍采用的一种生产工艺。
[0004]但现有的水油法工艺中，需要加入大量的油类软化剂，以改善再生橡胶的性能。如申请号202010483247.9公开的“一种采用废旧轮胎制备再生胶的制备方法”包括以下步骤：1.将废旧轮胎进行清洗、风干；2.将废旧轮胎中的橡胶部分与钢丝部分进行分离；3.制备废旧轮胎橡胶块；4.制备废旧轮胎橡胶粒，并将废旧轮胎橡胶粒与软化剂、活化剂、除味剂、防老剂混合均匀；5.混合料通过开炼机和密炼机中进行反复剪切得到再生胶料。但在生产配方中加入软化油，会给再生胶的应用性能带来不利的影响，会造成再生橡胶门尼稳定性差、与原胶相容性能差，以及混炼胶加工性能的不足，在实际生产中制约了产业化应用。
[0005]申请号202010424569.6的专利公开了“一种硫化橡胶再生胶及其制备方法”，此技术首先将硫化橡胶与再生剂混合，通过溶剂溶胀，并保持解交联温度，使再生剂渗透入硫化橡胶网络中进行解交联，实现在相对较低的温度下交联网络的大幅断链，得到的再生胶溶胶含量与分子量较高。但此技术采用化学溶剂生产再生橡胶，不仅成本高，其环保压力极大，几乎没有实现产业化的可能性。

技术实现思路

[0006]本专利技术是为了克服现有技术中采用水油法制备再生橡胶时，生产配方中因使用软化油，造成再生橡胶门尼稳定性差、与原胶相容性差，给再生胶的应用性能带来不利影响的问题，提供一种无油高强度轮胎返原再生橡胶及其制备方法，将化学改性剂接枝到返原再生橡胶的分子链上，在不加入软化油的情况下，可得到一种与原胶相容性好、门尼稳定、物理性能与化学粘合性能良好，且具有高拉伸强度的无油轮胎返原再生橡胶。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种无油高强度轮胎返原再生橡胶，以重量份计，原料包括：废旧橡胶粉100份，化学改性剂4～20份，水5～30份；所述的化学改性剂包括质量比为1～5:2～7:2～8的液体橡胶、端基官能化液体橡胶以及长链不饱和羧酸；所述的长链不饱和羧酸选自C15～C22的不饱和羧酸中的一种或多种。
[0008]本专利技术在废旧橡胶返原时加入特定配比的化学改性剂对再生橡胶进行改性，化学改性剂中的液体橡胶、端基官能化液体橡胶及不饱和羧酸中的不饱和双键可以与废旧橡胶粉裂解产生的—SH基发生点击反应，将化学改性剂接枝到再生橡胶的分子链上，从而使产物的分子链上接枝有橡胶基团、不饱和碳链及—COOH等官能化基团。液体橡胶和端基官能化液体橡胶的接枝有利于提升再生橡胶与原橡胶的相容性，使本专利技术的再生橡胶的使用性能更接近于原橡胶，消除其在工业化应用时的界面效应，提升混炼胶加工性能；端基官能化橡胶及不饱和羧酸的接枝有利于提升再生橡胶的粘合性能，使再生橡胶具有良好的门尼稳定性，并可提升其加工性能；并且液体橡胶、端基官能化橡胶及具有较长碳链的不饱和羧酸可以共同作用，调节再生橡胶的结晶度、交联度等性质，从而使再生橡胶可具有高的拉伸强度，最终得到与原胶相容性好、门尼稳定、物理性能与化学粘合性能良好，且具有高拉伸强度的无油轮胎返原再生橡胶。
[0009]作为优选，所述的液体橡胶选自液体聚异戊二烯橡胶、液体聚丁二烯橡胶及液体丁苯橡胶中的一种或多种。
[0010]作为优选，所述的端基官能化液体橡胶选自端羧基液体聚丁二烯橡胶、端羟基液体聚丁二烯橡胶、端羧基液体聚异戊二烯橡胶、端羟基液体聚异戊二烯橡胶中的一种或多种。
[0011]本专利技术还提供了一种上述无油高强度轮胎返原再生橡胶的制备方法，包括如下步骤：(1)将废旧橡胶粉碎得到废旧橡胶粉；(2)去除废旧橡胶粉中的杂质；(3)将废旧橡胶粉与化学改性剂按比例混合，搅拌包覆后得到预处理胶粉；(4)将预处理胶粉与水混合，送入脱硫罐内进行高温高压脱硫，得到脱硫胶粉；(5)将脱硫胶粉冷却后送入精炼机中捏炼，然后进行压延、出型、连续出片，得到所述无油高强度轮胎返原再生橡胶。
[0012]本专利技术采用高温高压的蒸煮方式炼制再生橡胶，在脱硫罐内的高温与高压下，硫化橡胶交联键—S—S—断裂，使硫化橡胶返原为可再次使用的橡胶原料，同时，化学改性剂与返原橡胶分子链中的
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SH发生点击反应，将化学改性剂接枝到再生橡胶的分子链上，在化学改性剂中的各组分的共同作用下，得到与原胶相容性好、门尼稳定、物理性能与化学粘合性能良好，且具有高拉伸强度的无油轮胎返原再生橡胶。
[0013]作为优选，步骤(1)中所述的废旧橡胶为废旧橡胶轮胎或硫化橡胶制品；所述的废旧橡胶轮胎选自全钢载重轮胎、全钢轻卡轮胎、轿车轮胎、斜交轮胎及矿山轮胎中的一种或多种；所述的废旧橡胶粉的粒径为10～100目。
[0014]作为优选，步骤(2)中用磁吸附法去除废旧橡胶粉中的钢丝帘线、纤维帘线及金属杂质。
[0015]作为优选，步骤(3)中的搅拌温度为20～160℃，搅拌转速30～800转/分，搅拌时间3～25min。
[0016]作为优选，步骤(4)中脱硫罐内的脱硫温度为160～250℃，罐内压力为1.2～2.6MPa，脱硫时间为2～5小时。
[0017]作为优选，所述的脱硫罐容积不小于1m3，脱硫罐中的搅拌器为笼式搅拌器，以便
其中的胶粉能无死角翻动搅拌。
[0018]作为优选，步骤(5)中所述的精炼机为橡胶开炼机或橡胶挤出机，捏炼温度为100～165℃。
[0019]因此，本专利技术具有如下有益效果：将包括液体橡胶、端基官能化液体橡胶以及不饱和羧酸的化学改性剂接枝到返原橡胶分子链上，通过液体橡胶、端基官能化液体橡胶以及不饱和羧酸的协同作用，得到与原胶相容性好、门尼稳定、物理性能与化学粘合性能良好，且具有高拉伸强度的无油轮胎返原再生橡胶。
具体实施方式
[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：一种无油高强度轮胎返原再生橡胶，以重量份计，原料包括：废旧橡胶粉100份，化学改性剂4～20份，水5～30份；所述的化学改性剂包括质量比为1～5:2～7:2～8的液体橡胶、端基官能化液体橡胶以及长链不饱和羧酸；所述的液体橡胶选自液体聚异戊二烯橡胶、液体聚丁二烯橡胶及液体丁苯橡胶中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无油高强度轮胎返原再生橡胶，其特征是，以重量份计，原料包括：废旧橡胶粉100份，化学改性剂4~20份，水5~30份；所述的化学改性剂包括质量比为1~5:2~7:2~8的液体橡胶、端基官能化液体橡胶以及长链不饱和羧酸；所述的长链不饱和羧酸选自C15~C22的不饱和羧酸中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种无油高强度轮胎返原再生橡胶，其特征是，所述的液体橡胶选自液体聚异戊二烯橡胶、液体聚丁二烯橡胶及液体丁苯橡胶中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的一种无油高强度轮胎返原再生橡胶，其特征是，所述的端基官能化液体橡胶选自端羧基液体聚丁二烯橡胶、端羟基液体聚丁二烯橡胶、端羧基液体聚异戊二烯橡胶、端羟基液体聚异戊二烯橡胶中的一种或多种。4.一种如权利要求1~3任一所述的无油高强度轮胎返原再生橡胶的制备方法，其特征是，包括如下步骤：（1）将废旧橡胶粉碎得到废旧橡胶粉；（2）去除废旧橡胶粉中的杂质；（3）将废旧橡胶粉与化学改性剂按比例混合，搅拌包覆后得到预处理胶粉；（4）将预处理胶粉与水混合，送入脱硫罐内进行高温高压脱硫，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐世传，许仁昌，金玉龙，罗琦，陈五七，崔大杰，马浩，宁振威，彭杰，
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：