[发明专利]表面改性胶粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于胶粉表面改性的技术领域，具体涉及一种表面改性胶粉及其制备方法。

背景技术

据统计，中国已经连续七年成为世界第一大汽车消费国，且在2015年和2016年小汽车消费数量分别为2460万辆和2800万辆；而2017年最新的废旧橡胶轮胎产量是6.35亿条，橡胶轮胎由于降解困难、周期长且会污染环境，给社会造成了巨大的压力。目前废旧轮胎胶粉主要用于公路建筑材料、防水卷材和添加剂等，尤其是用于改性沥青铺筑成为环保型路面材料是比较理想的解决废旧轮胎去向的方式。但是由于橡胶与其他材料之间胶结性不足，在存储方面越容易出现问题，故为了进一步扩大废旧轮胎胶粉的应用范围，对胶粉表面进行处理以改善其亲水性能、亲油性能和表面构造对于实现节能环保规模化效益有重大作用。

等离子技术(Plasma technology)是当前非常有效的一种表面处理方法。等离子体是由电子、离子和中性粒子组成，在整体上呈电中性的物质状态，也被称为继气体、液体、固体之后存在的第四种状态。通过等离子体技术手段，可以引起多种化学反应或物理刻蚀，而基质材料的本体性能不受影响。其特殊性在于可以对塑料、橡胶、金属、半导体、陶瓷、玻璃、复合物、纺织品和泡沫等材料的表面进行处理，达到改性、接枝、清洗和消毒杀菌等目的，因此可以广泛应用于汽车、航空、家用电器、包装材料、医疗器械、电子、机械、建筑、纺织和生物医学工程等领域。

近年来的研究表明，胶粉表面改性技术能够改变胶粉表面粗糙程度和化学结构变化，但是通常存在改性过程成本高，处理周期过长以及改性效果不理想的问题。而等离子体技术具有操作方便、重复性好和处理时间短的优点，已经被广泛地应用在其他的生产领域中，并且能够有效地提高材料的物理性能和化学性能。因此，若这种成熟技术被引用到胶粉生产工艺中，将对胶粉的微观表面及表面结构的粗糙度改性方面提供良好的技术支持。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，首要目的是提供一种表面改性胶粉。

本发明的第二个目的是提供一种制备上述表面改性胶粉的方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种表面改性胶粉的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、将废旧轮胎橡胶颗粒粉碎后得到20‐200目的胶粉；

(2)、将胶粉在真空条件下进行辉光放电，得到表面改性胶粉。

优选地，步骤(2)中，辉光放电的过程包括如下步骤：

(2‐1)、对胶粉的表面进行清洗并且将其平铺在等离子设备的真空腔内；

(2‐2)、调节并维持真空腔的绝对真空度为20‐80Pa；

(2‐3)、向真空腔内通入工作气体，工作气体的流量为1‐500ml/min；

(2‐4)、以250±1W的功率进行辉光放电8±0.5min，得到表面改性胶粉。

优选地，步骤(2‐1)中，清洗的过程采用气体进行清洗，清洗气体的流量为80±5ml/min。

优选地，清洗的过程中气体为氮气。

优选地，步骤(2‐2)中，维持的时间为120±5s。

优选地，步骤(2‐3)中，工作气体为空气，或者为氩气、氦气、氧气和氮气中的两种以上的混合气体。

优选地，步骤(2‐3)中，工作气体的流量为30‐500ml/min。

优选地，步骤(2‐3)中，向真空腔内通入工作气体的同时，并维持真空腔的绝对真空度为20‐80Pa。

优选地，步骤(2‐4)中，进行辉光放电的供电方式为直流供电、交流供电或脉冲供电。

一种表面改性胶粉，其由如上述的表面改性胶粉的制备方法而制备得到。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

首先，本发明制备的表面改性胶粉与表面未改性胶粉相比，其亲水性能和亲油性能明显得到改善，且其表面更为粗糙，从而增强了胶粉与其他材料(例如基质沥青)之间的粘结性能，进而扩大了表面改性胶粉的应用范围。

其次，本发明的方法具有操作方便、工艺简单和重复性好等特点，且对设备要求不高，适宜工业化生产，从而具有突出的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的表面改性胶粉和表面未改性胶粉的接触角变化示意图((a)表示表面未改性胶粉的表面的接触角(107.7°)，(b)表示表面改性胶粉的表面的接触角(4.7°))。

图2为本发明的表面改性胶粉和表面未改性胶粉的亲油指数变化示意图。