專利名稱：：利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及綜合利用廢輪胎橡膠、尼龍加工制成改性高分子材料新領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)。這種材料廣泛應(yīng)用在汽車、鐵路鐵軌減震、家用電器、礦山輸送帶、體育用品等領(lǐng)域中，作為制造另部件所使用的材料。
背景技術(shù)：
：結(jié)合發(fā)明申請(qǐng)人在國內(nèi)自行研究、開發(fā)的"廢輪胎綜合利用全自動(dòng)成套設(shè)備及高值利用技術(shù)"，將整只廢鋼絲子午線輪胎在常溫、全封閉、連續(xù)化工況下，經(jīng)破碎、精細(xì)粉碎，將鋼絲、尼龍與橡膠自動(dòng)分離，直至生產(chǎn)出各種規(guī)格的膠粒和60目-200目及以上的精細(xì)月交4分，進(jìn)而深加工成專用橡塑共混材料和通用的塑化膠粉。用這種橡塑共混材料和塑化膠粉再加工制成的塑料制品和橡膠制品，其沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、伸長率、硬度等指標(biāo)和新的改性塑料及天然橡膠或合成橡膠為原料制成的產(chǎn)品相當(dāng)。但其成本可以大大地降低，一般可以降低50%以上。這是一個(gè)廢輪胎利用綜合的高科技項(xiàng)目，在國際、國內(nèi)都具有領(lǐng)先水平。它既是資源循環(huán)利用的節(jié)能項(xiàng)目，又是治理"黑色污染"的環(huán)保項(xiàng)目，有著廣闊的發(fā)展前景，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)具有重大意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是要打破國外的技術(shù)壟斷，研究開發(fā)一種新的利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)，以取代國外在這一高端
技術(shù)領(lǐng)域：
中的同類產(chǎn)品。其中，主要是要解決尼龍與橡膠兩相的相容性問題和成型加工問題，以利于充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)，原料配方為主料(1)、廢輪胎橡膠粉(60目-200目)55~65重量份數(shù)；(2)、廢輪胎回收尼龍2535重量^分凄史;根據(jù)不同的需要，廢輪胎回收尼龍也可以用其它類的高分子材料如聚炳烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC等代替，可以生產(chǎn)出更多類型的橡塑共混材料。輔料(1)、增容劑MBS合成樹脂SMAH(2)、抗氧劑抗氧劑1010抗氧劑1684~6重量4分?jǐn)?shù)；35重量份數(shù);0.2重量份數(shù);0.2重量份數(shù);(3)、成核劑納米-友酸4丐12重量份數(shù)。制備方法如下(1)、準(zhǔn)備助劑成核劑將納米^^友酸4丐用其1%量的KH-550偶4關(guān)劑在1000轉(zhuǎn)/每分以上的高速攪拌下進(jìn)行表面活性處理，表面活性處理品干燥后備用；(2)、主輔料混合將干燥的主料與增容劑、抗氧劑、成核劑進(jìn)行混合攪拌，使各組分充分分散均勻；(3)、熔融擠出將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，熔融擠出溫度在230250'C范圍；(4)、造粒及后處理。對(duì)擠出的物料造粒及后處理得成品。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，所述"MBS合成樹脂"，是一種聚酯增韌劑，中文學(xué)名、俗稱都為MBS合成樹脂。英文學(xué)名、全稱MBSresin,英文筒稱MBS。MBS合成樹脂是由曱基丙烯酸甲酯(M)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)經(jīng)過乳液接枝共聚組成的具有"核一殼"結(jié)構(gòu)的共聚物。核是丁二烯一苯乙烯橡膠，外殼是聚曱基炳烯酸曱酯。2、上述方案中，所述"SMAH"是苯乙烯一馬來酸肝共聚物。本發(fā)明將其作為相容劑或增容劑的組分之一。3、上述方案中，所述納米碳酸4丐為2060納米碳酸《丐。4、上述方案中，所述第(2)步主輔料混合中，采用攪拌器在1000轉(zhuǎn)/每分以上的高速條件下混合攪拌，這樣效果更好。5、上述方案中，所述后處理包括冷卻、風(fēng)干、切粒、過篩、過^f茲、包裝等流程。本發(fā)明關(guān)鍵技術(shù)及原理如下1、利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料，關(guān)鍵是要解決尼龍與橡膠兩相的相容性問題和成型加工問題。而將廢輪胎用機(jī)械粉碎方法制成的橡膠顆?；蚓?細(xì)橡膠粉，使其仍然具有硫化橡膠的性能，既富有彈性，國內(nèi)外的科研單位曾進(jìn)行過硫化橡膠粉表面活化應(yīng)用的研究，至今，這個(gè)技術(shù)難題仍沒有得到解決。本發(fā)明技術(shù)是通過將硫化橡膠粉進(jìn)行深度活化、塑化處理，從根本上消除硫化橡膠粉的彈性，將其改變成塑性材料，使其具有永久變形和可硫化加工特性。硫化橡膠粉還原了廢輪胎硫化前的橡膠原料的特性，是目前對(duì)廢輪胎實(shí)現(xiàn)最大資源化的最佳處理技術(shù)，塑化橡膠粉可替代或部分替代天然橡膠、合成橡膠生產(chǎn)橡膠制品。2、在增韌技術(shù)上引進(jìn)了"粒子設(shè)計(jì)"這一概念，設(shè)計(jì)出一種組分特定的核—?dú)ぞ酆衔锪Ｗ?。這是由不同化學(xué)組成或不同的組分復(fù)合而形成的具有多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合粒子。高效增韌劑在基體中的分散性以及與基體的相界粘結(jié)性都很好，體系的D/B轉(zhuǎn)化溫度可達(dá)到-6(TC，可以保證在低溫狀態(tài)下的這種橡塑共混材料(塑化橡膠粉)的適用性。3、SMAH的酸酐官能團(tuán)能與尼龍反應(yīng)形成PA-g-SMAH接枝物，其苯乙烯鏈段與橡膠具有較好的相容性，從而改善共混組分的相容性。MBS加入尼龍/橡膠共混體系，可以使兩相之間的界面能降低，有效地增大兩相的相容性。在相容劑的制備上，利用MBS和SMAH對(duì)尼龍/橡膠體系中相容作用機(jī)理，得到復(fù)合的高效相容劑，很好的保證了尼龍/橡膠共混材料具有高的力學(xué)性能。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技^M目比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果1、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1)新型高效相容劑國內(nèi)市場(chǎng)上現(xiàn)有的相容劑大都存在一些缺陷，而國外的相容劑均屬各大公司的技術(shù)秘密，對(duì)外采取封鎖。然而，相容劑是尼龍/橡膠共混材料的核心技術(shù)，它的好壞直接關(guān)系到尼龍/橡膠共混材料性能。針對(duì)這種情況，本發(fā)明自行研制的新型高效相容劑通過第三組分的作用，把MBS和SMAH很好的融合在一起，同時(shí)減少其遷移。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，使用該相容劑的產(chǎn)品具有良好的性能，達(dá)到或超過了國外同類產(chǎn)品。2)多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合粒子增韌技術(shù)應(yīng)用多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合粒子增韌是近期國內(nèi)外共混材料的研究重點(diǎn)之一。通過"粒子設(shè)計(jì)"這一技術(shù)手段，制造出一種組分穩(wěn)定的核一一殼聚合物粒子。這種增韌粒子在基體中的分散性以及與基體的相界面粘結(jié)性都很好，大大增加了尼龍/橡膠共混材料的抗沖擊性能，特別是低溫條件下的力學(xué)性能提高顯著。同時(shí)該增韌劑對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力也較強(qiáng)，可以較長時(shí)間在高溫條件下保持有效的增韌作用。3)改善流動(dòng)性，縮短制品成型周期在尼龍/橡膠共混材料的設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到制件的多樣性和復(fù)雜性，體系中各個(gè)組分對(duì)材料的流動(dòng)性能的影響都得到了較好地考慮，熔融指數(shù)較高，使產(chǎn)品制件成型周期縮短了30%,提高了效率，節(jié)省了成本，并可用來制造薄壁大型零件。2、產(chǎn)品特點(diǎn)1)具有良好的加工性能，熔融指數(shù)達(dá)到10g/10min,流動(dòng)性好，成型周期短。2)力學(xué)性能優(yōu)異，沖擊強(qiáng)度高，可作多種電器、汽車的結(jié)構(gòu)件。3)低溫條件下機(jī)械性能保留值高，適合制備溫度使用范圍寬的部件。4)產(chǎn)品價(jià)格比國內(nèi)外同類產(chǎn)品低50%以上，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)竟?fàn)幜Α８綀D1為本發(fā)明工藝流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)，原料總配方為主料(1)、廢輪胎橡膠粉(60目-200目)55~65重量份數(shù)；(2)、廢輪胎回收尼龍2535重量份數(shù)；輔料(1)、增容劑MBS合成樹脂46重量j分tt;SMAH3~5重量份數(shù);抗氧劑抗氧劑10100.2重量份數(shù);抗氧劑1680.2重量份數(shù);(3)、成核劑納米碳酸鈣12重量份數(shù)。本實(shí)施例主要考慮增容劑含量對(duì)尼龍/橡膠共混材料力學(xué)性能的影響。尼龍橡膠粉最佳比例為60:30。以下在尼龍/橡膠的最佳比例條件下，改變?cè)鋈輨┖坎⒂?個(gè)例子加以說明，具體見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注表中增容劑份數(shù)7表示MBS:SMAH的比例為4:3。增容劑份數(shù)9表示MBS:SMAH的比例為5:4。增容劑份數(shù)11表示MBS:SMAH的比例為6:5。乂人上表可以看出，增容劑比4交理想狀態(tài)是MBS:SMAH的比例為5:4,而MBS在4~6重量份數(shù)范圍和SMAH在35重量份數(shù)范圍中變化，產(chǎn)品綜合性能指標(biāo)仍能達(dá)到國外進(jìn)口產(chǎn)品指標(biāo)。致于主料、抗氧劑和成核劑按照以上總配方不變，可制造出不同品級(jí)和不同性能的產(chǎn)品，以滿足不同客戶、不同產(chǎn)品的要求。參見圖1所示，制備方法如下制備方法如下(1)、準(zhǔn)備助劑成核劑將納米^^酸4丐用其1%量的KH-550偶if關(guān)劑在1000轉(zhuǎn)/每分以上的高速攪拌下進(jìn)行表面活性處理，表面活性處理品干燥后備用；(2)、主輔料混合將干燥的主料與增容劑、抗氧劑、成核劑進(jìn)行混合攪拌，使各組分充分分散均勻；(3)、熔融擠出將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，熔融擠出溫度在230250'C范圍；(4)、造粒及后處理。對(duì)擠出的物料造粒及后處理得成品。對(duì)擠出的物料進(jìn)行冷卻—風(fēng)干—切?！^篩—過》茲—包裝得成品。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)其特征在于原料配方為主料(1)、廢輪胎橡膠粉(60目-200目)55～65重量份數(shù)；(2)、廢輪胎回收尼龍25～35重量份數(shù)；根據(jù)不同的需要，廢輪胎回收尼龍也可以用其它類的高分子材料如聚炳烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC等代替，可以生產(chǎn)出更多類型的橡塑共混材料。輔料(1)、增容劑MBS合成樹脂4～6重量份數(shù)；SMAH3～5重量份數(shù)；(2)、抗氧劑抗氧劑10100.2重量份數(shù)；抗氧劑1680.2重量份數(shù)；(3)、成核劑納米碳酸鈣1～2重量份數(shù)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)，其特征在于制備方法如下(1)、準(zhǔn)備助劑成核劑將納米^f友酸4丐用其1%量的KH-550偶^:劑在1000轉(zhuǎn)/每分以上的高速攪拌下進(jìn)行表面活性處理，表面活性處理品干燥后備用；(2)、主輔料混合將干燥的主料與增容劑、抗氧劑、成核劑進(jìn)行混合攪拌，使各組分充分分散均勻；(3)、熔融擠出將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，熔融擠出溫度在230250'C范圍；(4)、造粒及后處理。對(duì)擠出的物料造粒及后處理得成品。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)，其特征在于所述納米碳酸鉀為2060納米碳酸鈣。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)，其特征在于所述第(2)步主輔料混合中，釆用攪拌器在1000轉(zhuǎn)/每分以上的高速條件下混合攪拌。全文摘要利用廢輪胎加工生產(chǎn)的橡塑共混材料(塑化橡膠粉)，其特征在于原料配方(重量)為原料總配方為主料(1)廢輪胎橡膠粉(60目-200目)55～65重量份數(shù)；(2)廢輪胎回收尼龍25～35重量份數(shù)；輔料(1)增容劑MBS合成樹脂4～6重量份數(shù)；SMAH3～5重量份數(shù)；(2)抗氧劑抗氧劑10100.2重量份數(shù)；抗氧劑1680.2重量份數(shù)；(3)成核劑納米碳酸鈣1～2重量份數(shù)。本發(fā)明以廢輪胎回收尼龍和廢輪胎回收橡膠粉粉為主料，采用復(fù)配技術(shù)、相容技術(shù)和增韌技術(shù)經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)塑化造粒而成。通過體系各組分的協(xié)同作用，使產(chǎn)品具有優(yōu)異的綜合性能，從根本上解決了尼龍與橡膠兩相的相容性問題，本發(fā)明新材料在汽車、家用電器、鐵軌減震、礦山輸送帶、體育用品等方面具有廣泛用途，并具有成本低廉的優(yōu)勢(shì)，極具發(fā)展前景。文檔編號(hào)C08L17/00GK101173068SQ200710134470公開日2008年5月7日申請(qǐng)日期2007年10月30日優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日發(fā)明者宋國平申請(qǐng)人:蘇州虹磊橡塑科技有限公司