[发明专利]一种纳米活化橡胶粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废旧橡胶粉循环再利用领域，涉及一种纳米活化橡胶粉及其制备方法。

背景技术

随着橡胶工业的迅速发展，世界各国每年产生大量的废旧轮胎和废旧胶料，如何有效利用好废旧资源，减小环境污染，越来越受到国家的高度重视。粗碎未经表面处理的废旧胶粉在新橡胶制品、橡胶地坪、塑料、公路橡胶改性沥青、防水材料等领域的应用越来越受到限制，目前出现了多种不同的活化方法，虽然废旧橡胶粉界面活性增强，提高了废旧橡胶粉的再生性能，但活化后的废旧橡胶粉在弹性、强度、抗老化及环保气味方面有待进一步提高。

目前，我国对胶粉活化方法多种多样，低温液氮法、直接接枝法、催化活化法、热裂法，不管用哪种方法，其原理都是利用化学原料或机械摩擦破坏原废旧橡胶网络结构中的S＝C键，使其成为表面带有活性的胶粉粒子，增加循环利用过程中与其它材料的相容性。

研究表明，由于纳米碳纤维除了具有高强的强力外，它的化学性质非常稳定，耐腐蚀性高，同时具备高弹性，耐辐射，抗老化性能好，而且由于超强的吸附性能，消臭除味方面越来越受到广泛关注和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米活化橡胶粉及其制备方法，利用纳米材料制备纳米活化橡胶粉，得到的纳米活化橡胶粉，在弹性、强度、耐辐射、抗老化、去味除臭方面性能大大改善。本发明利用纳米材料对废旧橡胶粉进行活化改性的新思路，对废旧橡胶粉的循环再生利用进行深度延伸。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种纳米活化橡胶粉的制备方法，包括下述步骤:

1)按以下重量份准备原料：

2)将步骤1)准备好的废旧橡胶粉通过微波活化进行初步活化，所得活化胶粉再加入其它原料，混合均匀；

3)将步骤2)得到的物料送入研磨机，进行高速剪切、反复研磨；

4)见步骤3)得到物料，降温、分筛得成品。

本发明步骤1)中，

所述废旧橡胶粉，优选粒径为10-30目，优选轮胎胎面或内胎废旧橡胶、废旧鞋胶、废旧丁苯橡胶、废丁基胶中的一种或几种，如果是混合物，为任意比例。

所述的微波活化，优选通过微波活化箱进行微波活化，微波活化箱的频率：915MHZ、微波功率：75KW。

经微波活化的胶粉表面接触角增大，平衡溶胀率增大，表面羟基含量，含氧基团均增加，活性大大增强。

所述的纳米碳纤维优选非纳米粒子改性纤维经喷淋法或气相流动催化法制得，直径50-200nm，这种制法得到的纤维是工业化连续生产，具有表观结构均匀，性能更加稳定等优点。

所述的活化剂优选多烷基苯酚二硫化物、氧化锌、氧化钙、氧化镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸、亚油酸中的一种或几种，如果是混合物，为任意比例。

所述的隔离剂是陶土、滑石粉中的一种。

所述的分散剂优选乙醇。

所述的相容剂优选聚乙烯烃、硅烷、无规聚丙烯中的一种或几种，如果是混合物，为任意比例。

步骤2)中所述的混合均匀，优选通过带有自动计量的螺旋搅拌的混合槽中,通过螺旋搅拌让各原料充分混合，优选搅拌30分钟。

步骤3)中所述的研磨机，优选利用螺旋输送机构送到密封的带有动磨盘和定磨盘、动磨盘和定磨盘均带有相互咬合的散状齿条、齿条分长和短两种类型且倾斜度在13°-15°之间的高速旋转的研磨机，通过不断反复摩擦，急剧升温,破坏原废旧橡胶的S＝C分子结构,断裂的废旧橡胶粒子表面的活性基团与纳米碳纤维相互交联,形成互穿网络结构，研磨机转速优选900-1400r/min。

因为步骤3)中使用的研磨机，因动磨盘和定磨盘之间高速剪切、磨擦，温度急剧升高，为了防止因温度过高产生团聚卡死磨盘，影响生产，所以步骤4)需要降温，以提高生产纳米活化橡胶粉的效率。步骤4)所述的降温、分晒，优选降温后通过冷风输送，分筛振动至成品槽进行包装得成品。

本发明还涉及采用上述制备方法得到纳米活化橡胶粉。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明利用了纳米碳纤维优异的性能，在废旧橡胶粉的活化过程中，活化胶粉粒子与纳米碳纤维通过高速剪切，相互交联和渗透，形成一种你中有我、我中有你的互穿网络结构，从而使得活化胶粉拥有纳米碳纤维的特殊性能，提高了活化胶粉的弹性、抗老化、除味吸臭等功能，拓展了应用深度。