废橡胶制备多孔微球的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410359120.0

申请日:

2014.07.25

公开号:

CN104151598A

公开日:

2014.11.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):C08J 9/28登记生效日:20160216变更事项:申请人变更前权利人:南京红太阳新材料有限公司变更后权利人:安徽世界村新材料有限公司变更事项:地址变更前权利人:211300 江苏省南京市高淳县经济开发区古檀大道3号变更后权利人:243000 安徽省马鞍山市雨山经济开发区|||实质审查的生效IPC(主分类):C08J 9/28申请日:20140725|||公开

IPC分类号:

C08J9/28; C08L21/00; C08L23/16; C08F210/18

主分类号:

C08J9/28

申请人:

南京红太阳新材料有限公司

发明人:

李健; 葛九敢; 刘善和; 陶峻; 薛谊

地址:

211300 江苏省南京市高淳县经济开发区古檀大道3号

优先权:

专利代理机构:

南京天华专利代理有限责任公司 32218

代理人:

徐冬涛;尹慧晶

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内容摘要

本发明公开了一种废橡胶制备多孔微球的方法,该方法是将废旧轿车轮胎胎面胶粉碎成颗粒作为种球,经过两步种子溶胀法合成多孔橡胶微球,二次溶胀中单体聚合为三元乙丙橡胶,促进了多种橡胶的配合使用,本发明各步反应均在较温和条件下进行。制备得到的材料能改善胶粉表面性状,多孔状的表面形态更有利于提高精细胶粉与其他物质的相容性,在提高精细胶粉的应用范围和产品质量方面存在着潜在的应用价值。

权利要求书

1.  废橡胶制备多孔微球的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
A.废橡胶粉碎为24~30目大小颗粒;
B.以废橡胶颗粒为种球,加入表面活性剂及去离子水,超声作用下进行活化后,加入溶胀剂室温活化24~72h,再加入致孔剂,进行一步溶胀24~72h;其中,废橡胶颗粒、表面活性剂、溶胀剂、致孔剂及去离子水质量比为1:0.1~25:50~100;
C.再加入乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体混合物和引发剂室温溶胀24~48h,最后加入稳定剂聚合;其中,所述的乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体质量比为60~70:30~40:4~5;
D.完成聚合后经闪蒸,回收蒸出的单体,余下的混合物经洗涤、凝聚、筛分步骤,回收溶剂,分离引发剂残渣,再真空干燥,得到废橡胶多孔微球。

2.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于A步骤所述的废橡胶为废旧轿车轮胎胎面胶。

3.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

4.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的溶胀剂为邻苯二甲酸二丁酯,种球与溶胀剂的质量比例为:1:1~5。

5.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的超声活化温度为20~50℃。

6.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的致孔剂为正庚烷、正辛烷、甲苯或环己烷,种球与致孔剂质量比为1:15~25。

7.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的溶胀温度为20~60℃。

8.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于C步骤所述的引发剂为VOCl3-Al(C2H6)2Cl,引发剂用量占乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体混合物质量的0.5%~10%。

9.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于C步骤所述的稳定剂为聚乙烯醇,用量与单体混合物的体积质量比为50~60ml/10~12g,稳定剂的质量分数为5%。

10.
  如权利要求1所述的方法,其特征在于C步骤所述的种球与乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体混合物的质量比为10:60~70:30~40:4~5,所述的聚合温度为30~50℃聚合时间为1~48小时,优选聚合时间为24小时。

说明书

废橡胶制备多孔微球的方法
技术领域
本发明属于化工领域,具体涉及一种废橡胶制备多孔微球的方法。
背景技术
近些年,随着汽车工业的迅猛发展,我国每年产生的废轮胎也迅速增长,而另一方面,我们橡胶资源十分匮乏,生胶70%依赖进口。并且,对废轮胎进行掩埋、焚烧、堆放无助于根治“黑色污染”,因此,发展再生胶产业迫在眉睫。
以废轮胎橡胶制取的胶粉,可取代部分生胶掺用在生胶料中,不但可以降低橡胶制品的成本,如果配方适宜,不仅可以适当加大胶粉的掺用量,还可以提高橡胶制品的某些性能,并能改善胶料的工艺性能。单纯的生产再生胶发展前途并不大,必须着力于走深加工之路,促进废橡胶的利用。
目前工业化制取得到的胶粉粒径偏大,使用性能较差,且胶粉颗粒表面平滑,不利于与其他材料结合,只能用于生产低价值产品,影响使用效果。使用二次溶胀法将废旧橡胶颗粒制成多孔微粒,能明显改善胶粉表面性状,多孔状的表面形态更有利于提高精细胶粉与其他物质的相容性,在提高精细胶粉的应用范围和产品质量方面存在着潜在的应用价值,此路线未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处提供一种废橡胶制备多孔微球的方法。
本发明通过如下措施实现:
废橡胶制备多孔微球,其特征在于其合成方法包括如下步骤:
A.废橡胶粉碎为24~30目大小颗粒;
B.以废橡胶颗粒为种球,加入表面活性剂及去离子水,超声作用下进行活化后,加入溶胀剂室温活化24~72h,再加入致孔剂,进行一步溶胀24~72h;其中,废橡胶颗粒、表面活性剂、溶胀剂、致孔剂及去离子水质量比为1:0.1~25:50~100;
C.再加入乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体混合物和引发剂室温溶胀24~48h, 最后加入稳定剂聚合;其中,所述的乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体质量比为60~70:30~40:4~5;
D.完成聚合后经闪蒸,回收蒸出的单体,余下的混合物经洗涤、凝聚、筛分步骤,回收溶剂,分离引发剂残渣,再真空干燥,得到得到废橡胶多孔微球。
A步骤所述的废橡胶可为废旧轿车轮胎胎面胶。
B步骤所述的表面活性剂优选为十二烷基苯磺酸钠;溶胀剂优选为邻苯二甲酸二丁酯,种球与溶胀剂的质量比例为:1:1~5。优选致孔剂为正庚烷、正辛烷、甲苯或环己烷,种球与致孔剂质量比为1:15~25。B步骤所述的溶胀温度为20~60℃。
C步骤所述的引发剂优选为VOCl3-Al(C2H6)2Cl,引发剂用量占乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体混合物质量的0.5%~10%。
C步骤所述的稳定剂优选为聚乙烯醇,用量与单体混合物的体积质量比为50~60ml/10~12g,稳定剂的质量分数为5%。
C步骤所述的种球与乙烯、丙烯、5-亚乙基-2-降冰片烯单体混合物的质量比为10:60~70:30~40:4~5,所述的聚合温度为30~50℃聚合时间为1~48小时,优选聚合时间为24小时。
本发明所涉及的废橡胶多孔微球的制备过程如下流程所示:

制备得到的多孔橡胶胶粒呈多孔形态,孔径分布大多为0.5~0.6nm,累计比表面积为35~45m2·g-1,大大提高了橡胶颗粒自身的吸附性能和表面性状。以胶粉与树脂混炼为例,一般来说,胶粉比表面积越大,胶粉粒子与连续相树脂分子之间的相互作用越强,两者之间的界面结合力提高,共混物的抗冲击性能越强。
与现有技术比较本发明的有益效果:本发明的材料能改善胶粉表面性状,多孔状的表面形态更有利于提高精细胶粉与其他物质的相容性,二次溶胀中单体聚合为三元乙丙橡胶,促进了多种橡胶的配合使用。在提高精细胶粉的应用范围和产品质量方面存在着潜在的应用价值。
附图说明
图1为实施例1及实施例2多孔橡胶微粒表面形态。
图中,a为实施例1多孔橡胶微粒表面形态;b为实施例2多孔橡胶微粒表面形态。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,通过以下实例进行说明:
实施例1
将废旧轿车轮胎除去其中金属、纤维等成分,得到胎面胶,用粉碎机磨成24目的颗粒。
称取上述得到的废旧橡胶颗粒1g、十二烷基苯磺酸钠0.6g及去离子水100g,在常温条件下,经超声活化处理15min后,加入3.7g溶胀剂邻苯二甲酸二丁酯室温活化24h,而后再加入致孔剂17.0g正庚烷继续溶胀24h。
通入单体乙烯6.8g、丙烯4g、5-亚乙基-2-降冰片烯0.5g和0.1g引发剂VOCl3-Al(C2H6)2Cl继续室温溶胀24h。最后加入55ml质量分数为5.0%的稳定剂聚乙烯醇升温至45℃进行第二次溶胀聚合24h。所制备的微球经常规闪蒸,蒸出的单体回收后循环利用,余下的混合物经常规洗涤、凝聚、筛分等过程,将溶剂回收循环使用,分离出引发剂残渣,然后真空干燥,得到多孔微粒。
实施例2
将废旧轿车轮胎除去其中金属、纤维等成分用磨碎机磨成30目的细粉。称取上述得到的废旧橡胶颗粒1g、十二烷基苯磺酸钠6g及去离子水80g,在常温条件下,经超声活化处理15min后,加入2g溶胀剂邻苯二甲酸二丁酯室温活化24h,而后再加入致孔剂20.0g环己烷继续溶胀24h。
通入单体乙烯6.0g、丙烯3.55g、5-亚乙基-2-降冰片烯0.45g和0.1g引发剂VOCl3-Al(C2H6)2Cl继续室温溶胀24h。最后加入50ml质量分数为5.0%的稳定剂聚乙烯醇升温至45℃进行聚合24h。所制备的微球经常规闪蒸,蒸出的单体回收后循环利用,余下的混合物经洗涤、凝聚、筛分等过程,将溶剂回收循环使用,分离出引发剂残渣,然后真空干燥,得到多孔微粒。
表1多孔橡胶微粒孔径分布及累计比表面积

实施例3
聚苯乙烯和橡微胶粒(分别加入市售普通橡胶颗粒及按照实施例1方法处理得到的多 孔橡胶颗粒)以2:5的质量比在热辊开炼机中混合塑炼、薄通,得到共混物,分别测试其力学性能。由表2可知,多孔橡胶微粒的共混物力学性能最佳。
表2聚苯乙烯及聚苯乙烯和橡胶的共混物力学性能对比

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资源描述

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1、10申请公布号CN104151598A43申请公布日20141119CN104151598A21申请号201410359120022申请日20140725C08J9/28200601C08L21/00200601C08L23/16200601C08F210/1820060171申请人南京红太阳新材料有限公司地址211300江苏省南京市高淳县经济开发区古檀大道3号72发明人李健葛九敢刘善和陶峻薛谊74专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218代理人徐冬涛尹慧晶54发明名称废橡胶制备多孔微球的方法57摘要本发明公开了一种废橡胶制备多孔微球的方法,该方法是将废旧轿车轮胎胎面胶粉碎成颗粒作为种。

2、球,经过两步种子溶胀法合成多孔橡胶微球,二次溶胀中单体聚合为三元乙丙橡胶,促进了多种橡胶的配合使用,本发明各步反应均在较温和条件下进行。制备得到的材料能改善胶粉表面性状,多孔状的表面形态更有利于提高精细胶粉与其他物质的相容性,在提高精细胶粉的应用范围和产品质量方面存在着潜在的应用价值。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104151598ACN104151598A1/1页21废橡胶制备多孔微球的方法,其特征在于该方法包括如下步骤A废橡胶粉碎为2430目大小颗粒;B以废橡胶颗粒为种球,加入。

3、表面活性剂及去离子水,超声作用下进行活化后,加入溶胀剂室温活化2472H,再加入致孔剂,进行一步溶胀2472H;其中,废橡胶颗粒、表面活性剂、溶胀剂、致孔剂及去离子水质量比为1012550100;C再加入乙烯、丙烯、5亚乙基2降冰片烯单体混合物和引发剂室温溶胀2448H,最后加入稳定剂聚合;其中,所述的乙烯、丙烯、5亚乙基2降冰片烯单体质量比为6070304045;D完成聚合后经闪蒸,回收蒸出的单体,余下的混合物经洗涤、凝聚、筛分步骤,回收溶剂,分离引发剂残渣,再真空干燥,得到废橡胶多孔微球。2如权利要求1所述的方法,其特征在于A步骤所述的废橡胶为废旧轿车轮胎胎面胶。3如权利要求1所述的方法,。

4、其特征在于B步骤所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。4如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的溶胀剂为邻苯二甲酸二丁酯,种球与溶胀剂的质量比例为115。5如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的超声活化温度为2050。6如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的致孔剂为正庚烷、正辛烷、甲苯或环己烷,种球与致孔剂质量比为11525。7如权利要求1所述的方法,其特征在于B步骤所述的溶胀温度为2060。8如权利要求1所述的方法,其特征在于C步骤所述的引发剂为VOCL3ALC2H62CL,引发剂用量占乙烯、丙烯、5亚乙基2降冰片烯单体混合物质量的0510。9如权利要求1所述的方法,其特。

5、征在于C步骤所述的稳定剂为聚乙烯醇,用量与单体混合物的体积质量比为5060ML/1012G,稳定剂的质量分数为5。10如权利要求1所述的方法,其特征在于C步骤所述的种球与乙烯、丙烯、5亚乙基2降冰片烯单体混合物的质量比为106070304045,所述的聚合温度为3050聚合时间为148小时,优选聚合时间为24小时。权利要求书CN104151598A1/3页3废橡胶制备多孔微球的方法技术领域0001本发明属于化工领域,具体涉及一种废橡胶制备多孔微球的方法。背景技术0002近些年,随着汽车工业的迅猛发展,我国每年产生的废轮胎也迅速增长,而另一方面,我们橡胶资源十分匮乏,生胶70依赖进口。并且,对废。

6、轮胎进行掩埋、焚烧、堆放无助于根治“黑色污染”,因此,发展再生胶产业迫在眉睫。0003以废轮胎橡胶制取的胶粉,可取代部分生胶掺用在生胶料中,不但可以降低橡胶制品的成本,如果配方适宜,不仅可以适当加大胶粉的掺用量,还可以提高橡胶制品的某些性能,并能改善胶料的工艺性能。单纯的生产再生胶发展前途并不大,必须着力于走深加工之路,促进废橡胶的利用。0004目前工业化制取得到的胶粉粒径偏大,使用性能较差,且胶粉颗粒表面平滑,不利于与其他材料结合,只能用于生产低价值产品,影响使用效果。使用二次溶胀法将废旧橡胶颗粒制成多孔微粒,能明显改善胶粉表面性状,多孔状的表面形态更有利于提高精细胶粉与其他物质的相容性,在。

7、提高精细胶粉的应用范围和产品质量方面存在着潜在的应用价值,此路线未见报道。发明内容0005本发明的目的在于克服上述不足之处提供一种废橡胶制备多孔微球的方法。0006本发明通过如下措施实现0007废橡胶制备多孔微球,其特征在于其合成方法包括如下步骤0008A废橡胶粉碎为2430目大小颗粒;0009B以废橡胶颗粒为种球,加入表面活性剂及去离子水,超声作用下进行活化后,加入溶胀剂室温活化2472H,再加入致孔剂,进行一步溶胀2472H;其中,废橡胶颗粒、表面活性剂、溶胀剂、致孔剂及去离子水质量比为1012550100;0010C再加入乙烯、丙烯、5亚乙基2降冰片烯单体混合物和引发剂室温溶胀2448H。

8、,最后加入稳定剂聚合;其中,所述的乙烯、丙烯、5亚乙基2降冰片烯单体质量比为6070304045;0011D完成聚合后经闪蒸,回收蒸出的单体,余下的混合物经洗涤、凝聚、筛分步骤,回收溶剂,分离引发剂残渣,再真空干燥,得到得到废橡胶多孔微球。0012A步骤所述的废橡胶可为废旧轿车轮胎胎面胶。0013B步骤所述的表面活性剂优选为十二烷基苯磺酸钠;溶胀剂优选为邻苯二甲酸二丁酯,种球与溶胀剂的质量比例为115。优选致孔剂为正庚烷、正辛烷、甲苯或环己烷,种球与致孔剂质量比为11525。B步骤所述的溶胀温度为2060。0014C步骤所述的引发剂优选为VOCL3ALC2H62CL,引发剂用量占乙烯、丙烯、5。

9、亚乙基2降冰片烯单体混合物质量的0510。说明书CN104151598A2/3页40015C步骤所述的稳定剂优选为聚乙烯醇,用量与单体混合物的体积质量比为5060ML/1012G,稳定剂的质量分数为5。0016C步骤所述的种球与乙烯、丙烯、5亚乙基2降冰片烯单体混合物的质量比为106070304045,所述的聚合温度为3050聚合时间为148小时,优选聚合时间为24小时。0017本发明所涉及的废橡胶多孔微球的制备过程如下流程所示00180019制备得到的多孔橡胶胶粒呈多孔形态,孔径分布大多为0506NM,累计比表面积为3545M2G1,大大提高了橡胶颗粒自身的吸附性能和表面性状。以胶粉与树脂混。

10、炼为例,一般来说,胶粉比表面积越大,胶粉粒子与连续相树脂分子之间的相互作用越强,两者之间的界面结合力提高,共混物的抗冲击性能越强。0020与现有技术比较本发明的有益效果本发明的材料能改善胶粉表面性状,多孔状的表面形态更有利于提高精细胶粉与其他物质的相容性,二次溶胀中单体聚合为三元乙丙橡胶,促进了多种橡胶的配合使用。在提高精细胶粉的应用范围和产品质量方面存在着潜在的应用价值。附图说明0021图1为实施例1及实施例2多孔橡胶微粒表面形态。0022图中,A为实施例1多孔橡胶微粒表面形态;B为实施例2多孔橡胶微粒表面形态。具体实施方式0023为了更好的理解本发明,通过以下实例进行说明0024实施例10。

11、025将废旧轿车轮胎除去其中金属、纤维等成分,得到胎面胶,用粉碎机磨成24目的颗粒。0026称取上述得到的废旧橡胶颗粒1G、十二烷基苯磺酸钠06G及去离子水100G,在常温条件下,经超声活化处理15MIN后,加入37G溶胀剂邻苯二甲酸二丁酯室温活化24H,而后再加入致孔剂170G正庚烷继续溶胀24H。0027通入单体乙烯68G、丙烯4G、5亚乙基2降冰片烯05G和01G引发剂VOCL3ALC2H62CL继续室温溶胀24H。最后加入55ML质量分数为50的稳定剂聚乙烯醇升温至45进行第二次溶胀聚合24H。所制备的微球经常规闪蒸,蒸出的单体回收后循环利用,余下的混合物经常规洗涤、凝聚、筛分等过程,。

12、将溶剂回收循环使用,分离出引发剂残渣,然后真空干燥,得到多孔微粒。0028实施例20029将废旧轿车轮胎除去其中金属、纤维等成分用磨碎机磨成30目的细粉。称取上述得到的废旧橡胶颗粒1G、十二烷基苯磺酸钠6G及去离子水80G,在常温条件下,经超声活化处理15MIN后,加入2G溶胀剂邻苯二甲酸二丁酯室温活化24H,而后再加入致孔剂200G环说明书CN104151598A3/3页5己烷继续溶胀24H。0030通入单体乙烯60G、丙烯355G、5亚乙基2降冰片烯045G和01G引发剂VOCL3ALC2H62CL继续室温溶胀24H。最后加入50ML质量分数为50的稳定剂聚乙烯醇升温至45进行聚合24H。所制备的微球经常规闪蒸,蒸出的单体回收后循环利用,余下的混合物经洗涤、凝聚、筛分等过程,将溶剂回收循环使用,分离出引发剂残渣,然后真空干燥,得到多孔微粒。0031表1多孔橡胶微粒孔径分布及累计比表面积00320033实施例30034聚苯乙烯和橡微胶粒分别加入市售普通橡胶颗粒及按照实施例1方法处理得到的多孔橡胶颗粒以25的质量比在热辊开炼机中混合塑炼、薄通,得到共混物,分别测试其力学性能。由表2可知,多孔橡胶微粒的共混物力学性能最佳。0035表2聚苯乙烯及聚苯乙烯和橡胶的共混物力学性能对比0036说明书CN104151598A1/1页6图1说明书附图CN104151598A。

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