[发明专利]一种高分散性的废旧氟橡胶胶粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分散性的废旧氟橡胶胶粉的制备方法，具体涉及一种可抑制结块的废旧氟橡胶胶粉的制备方法，具体地说，涉及一种通过对废旧氟橡胶胶粉表面的物理包裹处理，解决胶粉的结块问题，从而获得高分散性的废旧氟橡胶胶粉的制备方法。

背景技术

随着科技的发展，全球橡胶的消费量呈逐年增长趋势，由于废橡胶属于热固性的高分子材料，在自然条件下难以发生降解，大量废旧橡胶的累积给全球环境及公共卫生安全带来了严重隐患。早期废旧橡胶的回收方式主要为焚烧、热裂解及填埋等，开发绿色环保的废旧橡胶的回收利用方式已是势在必行。通过将废旧橡胶制成胶粉，然后与其它材料掺混使用是橡胶回收利用的最佳途径和最具有吸引力的方法。

废旧橡胶胶粉是以废旧硫化橡胶为原料，通过机械加工粉碎或研磨而制成不同粒度的粉末状物质，常见的生产方法为常温粉碎法、低温粉碎法和溶液粉碎法。在目前的废旧橡胶胶粉的生产中，常温粉碎法占主导地位，废旧轮胎胶粉的产量居于首位。与废旧轮胎胶粉相比，废旧特种橡胶的胶粉制备和应用愈发引起人们的关注，氟橡胶是偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)，四氟乙烯(TFE)的二元共聚物或三元共聚物，氟橡胶以其优异的耐热、耐油、耐化学介质性能而被广泛应用于制备高性能的密封材料。较通用橡胶而言，氟橡胶价格高昂，在模压成型的过程中，废弃的边角料较多，对废旧氟橡胶的胶粉的制备及应用，具有重要的商业价值。基于经济的角度，常温粉碎、研磨是制备废旧氟橡胶胶粉的最常用方法，该方法可制备出100目以下的胶粉，但常温研磨所制备的废旧氟橡胶胶粉表面粗糙，粒子接触后产生啮合作用，并导致胶粉在存储期间，在自身重力作用下，发生废旧氟橡胶胶粉的结块，且结块后的胶粉破碎困难，这直接导致在后续胶粉的应用过程中，结块胶粉分散困难、填充量难以提高，影响了废旧氟橡胶胶粉的推广应用。CN200920244955.6专利中，针对橡胶粉经过一段时间存放之后出现的结块现象，提出一种橡胶粉结块的粉碎装置，但并没有解决存放过程中胶粉结块的问题。

基于目前的研究状况，本发明采用纳米物理包裹法，通过对表面粗糙的废旧氟橡胶胶粉表面的物理包裹，有效抑制胶粉的结块，获得具有高分散性的可长期存储的废旧氟橡胶胶粉。

发明目的及发明内容

本发明针对常温粉碎、研磨制备的废旧氟橡胶胶粉在存储过程中的结块问题，提出了一种高分散性的废旧氟橡胶胶粉的制备方法，该方法简单，废旧氟橡胶胶粉表面的物理包裹程度容易控制，并赋予了良好的批量生产可行性。

本发明提供了一种高分散性的废旧氟橡胶胶粉的制备方法，包括下列顺序步骤：

（1）用筛子对常温粉碎、研磨获得的废旧氟橡胶胶粉进行分离，获得不同粒径的胶粉；

（2）将废旧氟橡胶胶粉装入混合设备中，之后加入纳米无机粉体，在一定混合条件下实现对胶粉粗糙表面的物理包裹处理；

（3）将经过表面包裹处理的废旧氟橡胶胶粉从设备中取出，装入袋中保存。

其中，所述的废旧氟橡胶胶粉是在常温条件下粉碎、研磨的废旧氟橡胶的硫化胶而获得的胶粉；混合设备是气动混合器、鼓式混合机、双锥混合机、捏合机或高速混合机。

所述的纳米无机粉体是沉淀法白炭黑、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米碳酸钙中的任意一种或其任意组合。

纳米无机粉体的用量为废旧氟橡胶胶粉质量的3～8%；废旧氟橡胶胶粉与纳米无机粉体的混合在常温条件下进行；采用高速混合机的混合时间为5～10分钟，采用气动混合器、鼓式混合机、双锥混合机或捏合机的混合时间为10～20分钟。

上述技术方案中，通过对粉碎、研磨获得的废旧氟橡胶胶粉的分离，获得不同粒径的胶粉，确保了胶粉的粒径均匀；对于在常温条件下机械粉碎、研磨制备的废旧氟橡胶胶粉，在研磨过程中，模头与处于高弹态的弹性很强的胶粒剧烈摩擦，使其粒径不断减少，但所获胶粉的表面粗糙、凹凸不平；当废旧氟橡胶胶粉装入包装袋中，在存储过程中包装袋堆砌放置，在胶粉自身重力的作用下，促进了表面粗糙的废旧氟橡胶胶粉粒子之间的物理啮合作用，并表现为胶粉的粘结和结块，甚至整袋胶粉结块成为一个整体；胶粉的粒径越小，结块也越严重。对于这种废旧氟橡胶胶粉的结块，通常采用人工手掰和手搓，只能将其破碎成小的结块，不能获得粉状的具有良好分散行为的胶粉；而且采用各种混合设备搅拌结块的胶粉，由于结块物自身的高弹性，也难以破碎完全，这直接影响了废旧氟橡胶胶粉在氟橡胶混炼过程中的分散，也大大降低了废旧胶粉在混炼胶中的填充量。