《一种再生裂解炭黑的固相接枝改性方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种再生裂解炭黑的固相接枝改性方法.pdf（5页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103265828 A (43)申请公布日 2013.08.28 CN 103265828 A *CN103265828A* (21)申请号 201310165196.5 (22)申请日 2013.05.08 C09C 1/56(2006.01) C09C 3/08(2006.01) C08K 9/04(2006.01) C08K 3/04(2006.01) (71)申请人 明溪县宝福再生资源开发中心 地址 365203 福建省三明市明溪县沙溪乡永 溪村王山 申请人 三明学院 (72)发明人 苏志忠 方丽华 (74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限 公司 351。
2、00 代理人 蔡学俊 (54) 发明名称 一种再生裂解炭黑的固相接枝改性方法 (57) 摘要 本发明公开了一种再生裂解炭黑的固相接枝 改性方法， 在废旧橡胶、 塑料高温裂解产生的热裂 解炭黑中加入有机化合物， 借助粉磨设备， 使有机 化合物原位接枝到热裂解炭黑的表面， 得到固相 接枝改性的再生裂解炭黑。本发明所述的接枝改 性工艺不仅无需溶剂、 无污染、 工艺简单、 成本低， 而且可以大批量连续工业化生产。这种固相接枝 改性裂解炭黑， 在天然橡胶、 丁苯橡胶、 顺丁橡胶 等天然的或合成橡胶中的补强效果可以与 N550、 N660、 N770、 N774 等工业炭黑相媲美， 炭黑 BET 比 表面。
3、积至少为 60m3/g、 DBP 吸油值达 8010-5m3/ kg。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 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 (10)申请公布号 CN 103265828 A CN 103265828 A *CN103265828A* 1/1 页 2 1. 一种再生裂解炭黑的固相接枝改性方法， 其特征在于 ： 在废旧橡胶、 塑料高温裂解 产生的热裂解炭黑中加入有机化合物， 借助粉磨设备， 使有机化合物原位接枝到热裂解炭 黑的表面， 得到固相接枝改性的再生裂解炭黑。 2. 根据权利要求 1 所述的再生裂。
4、解炭黑的固相接枝改性方法， 其特征在于 ： 所述的有 机化合物包括硬脂酸， 具有或能产生自由基的酚类化合物、 胺类化合物， 受阻酚、 受阻胺类 化合物， 磷酸酯类化合物、 含硫类化合物 ； 以 100 重量份数的热裂解炭黑为基准， 有机化合 物的用量为 3-200 份。 3. 根据权利要求 2 所述的再生裂解炭黑的固相接枝改性方法， 其特征在于 ： 所述的具 有或能产生自由基的酚类化合物、 胺类化合物包括抗氧剂 1010、 抗氧剂 1076、 抗氧剂 1098、 抗氧剂 168、 抗氧剂 2246、 防老剂 264、 防老剂 BHT。 4. 根据权利要求 2 所述的再生裂解炭黑的固相接枝改性方。
5、法， 其特征在于 ： 所述的受 阻酚、 受阻胺类化合物包括 AO-80、 AO-60、 AO-40。 5. 根据权利要求 2 所述的再生裂解炭黑的固相接枝改性方法， 其特征在于 ： 所述的含 硫类化合物为硫醇、 硫酚或硫醚类化合物。 6. 根据权利要求 1 所述的再生裂解炭黑的固相接枝改性方法， 其特征在于 ： 所述的粉 磨设备包括气流粉碎机、 超音速气流粉碎机、 HAAKE 转矩流变仪、 球磨机、 磨盘机、 粉碎机、 超 细粉碎机、 气流分级机或其它任何一种市售的能产生机械剪切力作用的混合设备。 7. 根据权利要求 1 所述的再生裂解炭黑的固相接枝改性方法， 其特征在于 ： 炭黑改性 的加工。
6、温度是 30-160， 加工停留时间是 10min-90min。 8. 根据权利要求 1 所述的再生裂解炭黑的固相接枝改性方法， 其特征在于 ： 所述的废 旧橡胶、 塑料包括废旧轮胎、 输送带、 橡皮垫圈、 废旧橡塑制品、 废旧塑料、 废旧塑料制品。 权 利 要 求 书 CN 103265828 A 2 1/3 页 3 一种再生裂解炭黑的固相接枝改性方法 技术领域 0001 本发明属于橡胶工业、 塑料工业及油墨、 涂料、 干电池等领域， 具体涉及一种再生 裂解炭黑的固相接枝改性方法。 背景技术 0002 随着聚合物工业的日益发展， 如何消除废旧高聚物污染， 进行资源的回收利用， 对 于实现工业。
7、生态化和循环经济具有十分重要的意义。 废轮胎是世界上最大的废旧高聚物来 源之一， 它的利用越来越受到各国的关注。 目前废轮胎、 废旧橡胶的回收利用主要的渠道是 利用废轮胎生产硫化橡胶粉和热裂解生产热解炭黑。 热裂解炭黑填料用于橡胶制品在生产 成本、 能源资源消耗、 环境保护等方面与补强炭黑、 白炭黑等传统的增强填料相比具有很大 的优势， 因而越来越引起人们的关注。 与天然气热裂解法炭黑类似， 再生裂解炭黑是由大量 球形、 椭圆形炭和量熔接粒子组成， 具有粒径大、 比表面积小、 结构低、 流动性好、 高填充量 等特点。 因其表面活性低， 属于非补强性炭黑， 在轮胎气密层、 胶管、 胶带、 油封、。
8、 氟胶制品中 应用较为广泛。 0003 为推广废橡胶热裂解技术， 如何提高热裂解炭黑的质量， 达到半补强炭黑性能要 求是关键。 CN1900175A、 发明名称为 “废橡胶制备纳米级碳黑的方法” 的中国专利中， 公开了 一种废橡胶制备纳米级碳黑的方法， 将粗碳黑粉碎至微米级后， 与工业酒精按一定比例混 合成胶体溶液再高速剪切粉碎。CN1200710061320.8、 发明名称为 “一种由废轮胎热解炭制 备炭黑和活性炭的方法” 的中国专利中， 公开了一种由废轮胎热解炭黑的改性处理制备炭 黑和活性炭的方法。 上述的热裂解炭黑改性方法均在溶液体系中进行， 不利于规模生产， 且 容易污染环境。如果炭黑。
9、的改性处理在固相下进行， 进一步改进工艺， 不仅提高产品性能， 而且可以降低成本、 易于工业化应用。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种再生裂解炭黑的固相接枝改性方法， 该接枝改性工艺 不仅无需溶剂、 无污染、 工艺简单、 成本低， 而且可以大批量连续工业化生产。 这种固相接枝 改性裂解炭黑， 在天然橡胶、 丁苯橡胶、 顺丁橡胶等天然的或合成橡胶中的补强效果可以与 N550、 N660、 N770、 N774 等工业炭黑相媲美， 炭黑 BET 比表面积至少为 60m3/g、 DBP 吸油值达 8010-5m3/kg。 0005 为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案 ： 一种再生裂。
10、解炭黑的固相接枝改性方法， 在废旧橡胶、 塑料高温裂解产生的热裂解炭 黑中加入有机化合物， 借助粉磨设备， 使有机化合物原位接枝到热裂解炭黑的表面， 得到固 相接枝改性的再生裂解炭黑。 0006 所述的有机化合物包括硬脂酸， 具有或能产生自由基的酚类化合物、 胺类化合物， 受阻酚、 受阻胺类化合物， 磷酸酯类化合物、 含硫类化合物 ； 以 100 重量份数的热裂解炭黑 为基准， 有机化合物的用量为 3-200 份。 说 明 书 CN 103265828 A 3 2/3 页 4 0007 所述的具有或能产生自由基的酚类化合物、 胺类化合物包括抗氧剂 1010、 抗氧剂 1076、 抗氧剂 109。
11、8、 抗氧剂 168、 抗氧剂 2246、 防老剂 264、 防老剂 BHT。 0008 所述的受阻酚、 受阻胺类化合物包括 AO-80、 AO-60、 AO-40。 0009 所述的含硫类化合物为硫醇、 硫酚或硫醚类化合物。 0010 所述的粉磨设备包括气流粉碎机、 超音速气流粉碎机、 HAAKE 转矩流变仪、 球磨机、 磨盘机、 粉碎机、 超细粉碎机、 气流分级机或其它任何一种市售的能产生机械剪切力作用的 混合设备。 0011 炭黑改性的加工温度是 30-160， 加工停留时间是 10min-90min。 0012 所述的废旧橡胶、 塑料包括废旧轮胎、 输送带、 橡皮垫圈、 废旧橡塑制品、。
12、 废旧塑 料、 废旧塑料制品。 0013 本发明的显著优点在于 ： （1） 本发明最终解决的是废旧轮胎、 废旧橡胶、 废旧塑料的高附加值利用问题。把废旧 轮胎、 废旧橡胶热裂解产物粗炭黑， 通过改性转变为半补强工业炭黑， 不仅解决了固体废弃 物的出路问题， 有利于改善环境， 避免危害人体健康， 而且实现了废弃物的高附加值利用， 经济效益明显。 0014 （2） 本发明所述的改性再生裂解炭黑的制备方法， 是采用固相原位接枝方法， 减少 污染、 保护环境， 而且易于工业化规模生产。 0015 （3） 这种固相接枝改性裂解炭黑， 在天然橡胶、 丁苯橡胶、 顺丁橡胶等天然的或合 成橡胶中的补强效果可以。
13、与 N550、 N660、 N770、 N774 等工业炭黑相媲美， 如补强天然橡胶， 其撕裂强度达 40kN/m 以上， 拉伸强度达 20.0 MPa 以上， 300% 定伸强度达 8.5 MPa 以上， 断 裂伸长率达 650% 以上， 达到工业半补强炭黑的性能要求。炭黑 BET 比表面积至少为 60m3/ g、 DBP 吸油值达 8010-5m3/kg。 具体实施方式 0016 下面结合实施例对本发明作进一步说明， 但本发明的保护范围并不限于此。 0017 实施例 1 以废旧轮胎、 废旧橡胶、 废旧塑料高温裂解得到的粗炭黑为原料， 在 50kg 粗炭黑中 加入 5kg 防老剂 264 并。
14、混合均匀， 通过超音速气流粉碎机粉磨、 分级得到产品接枝改性裂 解炭黑。产品改性炭黑的平均粒径为 3.225 微米， BET 比表面积为 68m3/g、 DBP 吸油值为 9210-5m3/kg。该改性裂解炭黑用于补强天然橡胶， 试验配方 ： 天然橡胶 100.0g、 硬脂酸 3.0g、 氧化锌 5.0g、 促进剂 DM 0.6g、 硫磺 2.5g、 炭黑 50.0g。硫化条件 ： 145 30min。其 撕裂强度 40.2kN/m， 拉伸强度 22.0 MPa， 300% 定伸强度 8.9 MPa， 扯断伸长率 650%。 0018 实施例 2 以废旧轮胎、 废旧橡胶、 废旧塑料高温裂解得到。
15、的粗炭黑为原料， 在 50kg 粗炭黑中加 入 4kg 抗氧剂 1076 并混合均匀， 通过超音速气流粉碎机粉磨、 分级得到产品接枝改性裂 解炭黑。产品改性炭黑的平均粒径为 3.823 微米， BET 比表面积为 64m3/g、 DBP 吸油值为 9710-5m3/kg。该改性裂解炭黑用于补强天然橡胶， 试验配方 ： 天然橡胶 100.0g、 硬脂酸 3.0g、 氧化锌 5.0g、 促进剂 DM 0.6g、 硫磺 2.5g、 炭黑 50.0g。硫化条件 ： 145 30min。其 撕裂强度 43.2kN/m， 拉伸强度 21.0 MPa， 300% 定伸强度 9.0 MPa， 扯断伸长率 66。
16、0%。 说 明 书 CN 103265828 A 4 3/3 页 5 0019 实施例 3 以废旧轮胎、 废旧橡胶、 废旧塑料高温裂解得到的粗炭黑为原料， 在 50kg 粗炭黑中加 入 6kg 受阻酚类化合物 AO-80 并混合均匀， 通过超细粉碎机粉磨、 分级得到产品接枝改性 裂解炭黑。产品改性炭黑的平均粒径为 3.433 微米， BET 比表面积为 67m3/g、 DBP 吸油值 为 9810-5m3/kg。该改性裂解炭黑用于补强天然橡胶， 试验配方 ： 天然橡胶 100.0g、 硬脂酸 3.0g、 氧化锌 5.0g、 促进剂 DM 0.6g、 硫磺 2.5g、 炭黑 50.0g。硫化条件。
17、 ： 145 30min。其 撕裂强度 45.2kN/m， 拉伸强度 21.9 MPa， 300% 定伸强度 11.0 MPa， 扯断伸长率 640%。 0020 实施例 4 以废旧轮胎、 废旧橡胶、 废旧塑料高温裂解得到的粗炭黑为原料， 在 60kg 粗炭黑中加 入6kg受阻酚类化合物AO-80并混合均匀， 通过超音速气流粉碎机粉磨、 分级得到产品接枝 改性裂解炭黑。产品改性炭黑的平均粒径为 3.330 微米， BET 比表面积为 65m3/g、 DBP 吸油 值为 9210-5m3/kg。该改性裂解炭黑用于补强天然橡胶， 试验配方 ： 天然橡胶 100.0g、 硬脂 酸 3.0g、 氧化锌。
18、 5.0g、 促进剂 DM 0.6g、 硫磺 2.5g、 炭黑 50.0g。硫化条件 ： 145 30min。 其撕裂强度 44.3kN/m， 拉伸强度 22.3 MPa， 300% 定伸强度 10.8 MPa， 扯断伸长率 640%。 0021 对比例 1 以废旧轮胎、 废旧橡胶、 废旧塑料高温裂解得到的粗炭黑即未改性炭黑， 为补强填料用 于补强天然橡胶， 试验配方 ： 天然橡胶 100.0g、 硬脂酸 3.0g、 氧化锌 5.0g、 促进剂 DM 0.6g、 硫磺 2.5g、 粗炭黑 50.0g。硫化条件 ： 145 30min。其撕裂强度 25.3kN/m， 拉伸强度 18.3 MPa， 300% 定伸强度 3.8 MPa， 扯断伸长率 630%。 0022 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰， 皆应属本发明的涵盖范围。 说 明 书 CN 103265828 A 5 。