[发明专利]废旧轮胎基中孔炭及其制备方法、橡胶组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种废旧轮胎基中孔炭及其制备方法、橡胶组合物及其制备方法和应用。废旧轮胎基中孔炭的制备方法包括以下步骤：步骤S1，去除废旧轮胎中的钢丝，然后隔绝空气炭化，得到炭化物料；步骤S2，采用碱溶液浸渍炭化物料，烘干，得到碱处理物料；步骤S3，将碱处理物料在500～900℃温度下活化，得到活化物料；步骤S4，酸洗活化物料，得到废旧轮胎基中孔炭。上述制备方法制备得到的中孔炭具有更适宜的孔径、比表面积，将其加入至橡胶组合物中能够在不改变胶料的基本性能的基础上，通过中孔炭对油的吸附作用减少环保芳烃油向橡胶表面的迁出，进而能够有效改善轮胎的外观泛彩现象。

技术领域

本发明涉及轮胎橡胶技术领域，具体而言，涉及一种废旧轮胎基中孔炭及其制备方法、橡胶组合物及其制备方法和应用。

背景技术

黑色橡胶制品半成品或成品在停放过程中时常存在表面泛彩、变色等现象，不同程度的影响轮胎外观。研究表明，部分橡胶原材料在长期存放的过程中，特别是在光的作用下会发生变色。

橡胶操作油可以有效改善橡胶的加工性能和耐寒性能，是轮胎配方常用的加工助剂，然而橡胶操作油由于成分复杂，严重影响其光稳定性。有研究表明，油品中的氮元素、硫元素、重芳烃、含硫、氮的芳香杂环化合物以及多环芳烃等极性化合物是造成油品光不稳定的主要原因，因此操作油一旦从橡胶中迁出并累积到一定量时，极易引起橡胶变色，严重影响轮胎的外观质量。

随着汽车厂对配套轮胎质量要求以及客户对轮胎视觉感官要求的不断提高，轮胎变色现象也逐渐成为研究的关注点，解决轮胎变色问题被提上日程。

此外，废旧轮胎的综合利用率，是对“固体废物”进行资源化利用和无害化处置的有效途径，其不仅有助于发展循环经济，促进橡胶工业绿色可持续发展，而且有助于节约橡胶资源、降低能源消耗、减少并逐步消除“黑色污染”。如何将废旧轮胎再利用，并用以解决轮胎变色问题，具有重大意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种废旧轮胎基中孔炭及其制备方法、橡胶组合物及其制备方法和应用，以将废旧轮胎再利用，以解决轮胎变色问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种废旧轮胎基中孔炭的制备方法，其包括以下步骤：步骤S1，去除废旧轮胎中的钢丝，然后隔绝空气炭化，得到炭化物料；步骤S2，采用碱溶液浸渍炭化物料，烘干，得到碱处理物料；步骤S3，将碱处理物料在500～900℃温度下活化，得到活化物料；步骤S4，酸洗活化物料，得到废旧轮胎基中孔炭。

进一步地，步骤S1中，炭化过程的温度为500～800℃，优选为600～700℃，炭化过程的时间为1～3h。

进一步地，步骤S2中，碱溶液为氢氧化钠水溶液和/或氢氧化钾水溶液；优选碱溶液的重量浓度为30～50％；更优选浸渍过程的时间为0.5～1.5h。

进一步地，步骤S3中，活化过程的温度为800～900℃，活化过程的时间为1～3h；优选地，在酸洗之前，步骤S4还包括对活化物料进行第一水洗的过程，酸洗之后，步骤S4还包括对酸洗后的活化物料进行第二水洗的过程；优选地，酸洗过程中，采用的酸为盐酸，更优选盐酸的摩尔浓度为1～3mol/L。

根据本发明的另一方面，还提供了一种废旧轮胎基中孔炭，其由上述制备方法制备得到。

根据本发明的另一方面，还提供了一种橡胶组合物，其特征在于，按重量份计，橡胶组合物包括40～60份的天然橡胶、40～60份的顺丁橡胶、35～55份的炭黑、3.0～5.5份的氧化锌、1.5～3.0份的硬脂酸、10～15份的权利要求5的废旧轮胎基中孔炭、3.0～8.0份的环保芳烃油、3.0～5.0份的增粘树脂、1.5～3.0份的不溶性硫磺、0.8～1.5份的促进剂、1.5～2.5份的物理防老剂和3～4份的化学防老剂。