[发明专利]植物纤维填充的再生橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本方法属于再生胶生产领域，具体涉及一种应用植物纤维、岩石粉填充的再生橡胶及其制备方法。

背景技术

再生胶是指废旧硫化橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程，使其从弹性状态变成具有塑性和粘性的、能够再硫化的橡胶。再生过程的实质是在热、氧、机械作用和再生剂的化学与物理作用等的综合作用下，使硫化胶网络破坏降解，断裂位置既有交联键，也有交联键之间的大分子键。

工业生产中为了进一步降低再生橡胶制品的成本，通常需要添加多种填料，但添加高密度的填料同时往往会造成橡胶制品的密度超标，低密度填充材料虽然会降低橡胶制品的密度，但会造成断裂延伸率、拉伸强度等性能的显著降低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在不破坏再生橡胶力学性能条件下，经济高效地控制再生橡胶制品密度的方法，利用植物纤维粉、石粉填充再生橡胶，获得密度、断裂延伸率、拉伸强度等性能具佳的橡胶制品的方法。

一种植物纤维填充的再生橡胶，其特征在于再生包含以下组份：再生橡胶100份、天然橡胶 10-20份、高苯乙烯胶 0-10份、硫化剂0.5~3份、促进剂0.7~3份、氧化锌 0.5~4份、硬脂酸 1~4份、石粉 0-60份、植物纤维粉 0-60份。

高苯乙烯胶较佳是 0-10份且大于0份；硫化剂较佳是0.5-2份，更佳为1份；促进剂较佳为 1.1份、氧化锌较佳为0.5-3份，更佳为1份；硬脂酸较佳为1-3份，更佳为 1份、石粉 较佳为30-50份、植物纤维粉较佳为 30-40份。

所述的偶联剂是A-151：KH550 = 1:2-4：1（重量比）的混合物；较佳地，A-151：KH550 （重量比）= 1:2~1:1；

所述的偶联剂：液体润滑剂= 1:20-1：5（重量比）；

所述的硫化剂是硫磺；

所述的液体润滑剂是机油、白油、松节油；

所述的促进剂是促进剂M、促进剂TT或者两者按6：1的混合物；

所述的石粉是碳酸钙、陶瓷粉；出于经济考虑，较佳地为碳酸钙；

所述的植物纤维粉是木粉、作物秸秆粉,粒度为20目~100目;

植物纤维填充的再生橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、将硅烷偶联剂A-151与KH550充分混合，备用；

（2）、将步骤（1）获得的偶联剂混合物与液体润滑剂充分混合，备用；

（3）、将植物纤维粉置于烘箱中，烘干，粒径在20目~100目；

（4）、在再生橡胶中加入天然橡胶、硫化剂、促进剂、氧化锌、硬脂酸、植物纤维粉、石粉以及步骤（2）获得的偶联剂与润滑剂的混合物，在开炼机上炼胶，最后将炼胶好的再生橡胶放入硫化机中硫化成型。

本发明采用的植物纤维粉是植物秸秆粉如麦秆、木纤维如杨木纤维，资源丰富，可生物降解，密度小，为轻质填料，具有较大的长径比，且具有比强度高、硬度低的特点，对加工设备磨损小。植物纤维粉，属于强极性、强吸水性物质，具有较大表面能，橡胶材料为非极性或弱极性、疏水性物质，两者的相容性差，在复合过程中，植物纤维趋于相互聚集。由于植物纤维的热稳定性不高，在200℃以上易降解，因此本发明采用的塑料为再生橡胶、天然橡胶，加工温度低于200℃。本发明采用的植物纤维的比例上限是60份，高于60份则因为植物纤维用量太多，导致橡胶制品的力学性能急剧下降。

在挤出成型中，可添加偶联剂改善复合材料的界面，提高界面结合力，提高力学性能，偶联剂的用量对制品的拉伸强度和断裂伸长率有较大的影响，偶联剂的用量一般为植物纤维粉的1%-4%；本发明采用的是硅烷偶联剂，具体而言是A-151与KH550的混合物，两者的比例是1:2-4：1（重量比），本发明的偶联剂用量是0.1%-2.5%，这是由于润滑剂的加入可以更好地分散偶联剂，从而提高了偶联的效果。偶联剂用量过度增加，导致植物纤维与橡胶之间存在过多的偶联剂分子，在两者之间形成不均匀的弱边界层，造成制品的力学性能下降，偶联剂用量低于0.1%无法覆盖完全填料的表面，无法发挥提高材料拉伸强度的功能。

加入润滑剂能改善能减少材料与设备之间的摩擦力，防止植物纤维降解，同时可以使制品表面光滑，提高表面质量；特别地，将润滑剂与偶联剂混合可以更好地分散偶联剂，从而提高偶联剂的偶联效果。