一種橡膠表面改性方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種橡膠表面改性方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）、將橡膠用氧化劑進行表面氧化；（2）、將表面氧化的橡膠與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)得到磺化橡膠；（3）、將磺化橡膠與石灰或其它鈣鹽作用，得到表面高親水性的磺化橡膠。本發(fā)明的改性方法制得的表面改性橡膠保持了相應(yīng)橡膠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，具有較好的韌性和變形性；膠粉的表面改性大大增強了膠粉與無機混合料的相容性，能夠大大降低由于膠粉與其它無機材料不相容引起的無機復(fù)合材料強度損失。本發(fā)明工藝簡單，所用試劑價廉易得，能耗低，環(huán)境污染小，便于推廣實施。
【專利說明】一種橡膠表面改性方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種橡膠的表面改性方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國目前橡膠消費占世界橡膠消費的第一位，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和家用車 輛大幅度增長，廢舊橡膠大量產(chǎn)生卻并沒有被很好的利用，造成資源的嚴重浪費。由于橡 膠不易降解，焚燒又會產(chǎn)生大氣污染，因此，日益增加的廢舊橡膠已經(jīng)成為影響到經(jīng)濟的可 持續(xù)發(fā)展的嚴重問題。目前我國的廢舊橡膠的循環(huán)利用主要通過以下幾種方式：熱分解煉 油，生產(chǎn)再生膠，制成膠粉。其中，熱分解煉油成本高、污染重；再生膠生產(chǎn)工藝復(fù)雜、耗能 多、生產(chǎn)過程污染環(huán)境，容易造成二次公害，二者都被列為淘汰產(chǎn)業(yè)。廢舊膠粉橡膠碎屑加 工過程簡單，不存在廢水、廢氣污染問題，若使用得好，既環(huán)保又能夠?qū)崿F(xiàn)資源有效利用，是 經(jīng)濟、環(huán)保、循環(huán)地利用廢舊橡膠的有效途徑。我國橡膠膠粉的研究主要集中在膠粉改性浙 青上，但是，膠粉改性浙青也存在耗能高、設(shè)備要求高，投資巨大等缺點，制約了膠粉改性浙 青技術(shù)的大力推廣，因此膠粉改性浙青消耗的膠粉是有限的。為此，國內(nèi)外的研究者逐漸將 目光投向廢舊橡膠改性水泥混凝土上。橡膠混凝土有彈性模量低，耗能低，塑性和抗沖擊性 好的特性，此外，這種摻入橡膠的水泥混凝土還具有輕質(zhì)、吸收噪聲和耐磨耐蝕等性能，防 止溫度裂縫等方面也優(yōu)于普通混凝土。
[0003] 然而，用橡膠碎屑部分代替骨料直接摻入到水泥混凝土中，材料的力學性能會隨 著膠粉摻量的增加急劇下降。這一方面由于橡膠自身較水泥石軟，另外在很大程度上是由 于膠粉表面性質(zhì)與水泥、骨料性質(zhì)存在巨大的差異，導致橡膠與水泥石的粘附性差所致。為 減少橡膠摻入對橡膠水泥混凝土強度的負面影響，本發(fā)明提供了一種增強橡膠表面極性， 增加橡膠表面硬度的橡膠表面改性方法。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種步驟少，成本低的橡膠表面改性方 法，增加橡膠粉表面的極性和親水性，用以增強膠粉與無機膠凝材料的界面粘結(jié)，以減少橡 膠水泥混凝土的強度損失。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種橡膠表面改性方法，其特征在于： 包括以下步驟： (1) 、將橡膠用氧化劑進行表面氧化； (2) 、將表面氧化的橡膠與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)得到磺化橡膠； (3) 、將磺化橡膠與石灰或其它鈣鹽作用，得到表面高親水性的硬化磺化橡膠。
[0007] 本方案先將橡膠適度氧化，使其表面產(chǎn)生大量的羧基、羰基、羥基等極性基團，羰 基又與亞硫酸鹽化合形成羥基磺酸鹽，各種酸性基和鄰二羥基再與石灰或其它鈣鹽進一步 作用以硬化橡膠表面。相關(guān)的反應(yīng)如下： 橡膠 + [氧化劑]-R-C (OH) -C (OH) -R + R-COOH +R2 C=O R2C=O +NaHSO3 ^ R2-C(OH)SO3^ R2-C(OH)SCV + Ca(OH)2 - [R2-C(OH)SOJ2Ca I R-COOH + Ca(OH)2 ^ [R-COOj2Ca I R-C(OH)-C(OH)-R + Ca(OH)2

【權(quán)利要求】
1. 一種橡膠表面改性方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 將橡膠用氧化劑進行表面氧化； (2) 將表面氧化的橡膠與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)得到磺化橡膠； (3) 將磺化橡膠與石灰或其它鈣鹽作用，得到表面高親水性的磺化橡膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠表面改性方法，其特征在于：在表面氧化之前，用氫氧化鈉 溶液或乙醇或丙酮浸泡橡膠，對橡膠進行預(yù)處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠表面改性方法，其橡膠形態(tài)特征在于：所述橡膠為各種廢 舊橡膠或原生橡膠的塊、屑、絲或粉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠表面改性方法，橡膠本質(zhì)特征在于：所述廢舊橡膠或原生 橡膠為丁苯橡膠、天然橡膠、丁腈橡膠、SBS彈性體、ABS橡膠、丁基橡膠或廢舊輪胎、廢舊膠 管、廢舊膠板、廢舊膠帶或膠鞋橡膠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠表面改性方法，其氧化劑特征在于：步驟（1)中，所述氧化 劑為高錳酸鉀、過氧化氫、過氧酸、次氯酸鹽、高氯酸、過硫酸鹽、臭氧中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述橡膠表面改性方法，其特征在于：步驟（1)中，氧化反應(yīng)介質(zhì)為 水或低級醇；臭氧氧化反應(yīng)為在一定臭氧分壓下的氣相氧化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述橡膠表面改性方法，其特征在于：步驟（1)中，橡膠在溶液 中進行氧化時，可用硫酸、磷酸、鹽酸、甲酸或乙酸調(diào)節(jié)PH值，反應(yīng)控制pH值為1-10。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠表面改性方法，其特征在于：步驟（2)中，所述亞硫酸氫鈉 溶液質(zhì)量濃度為〇. 1%-飽和溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠表面改性方法，其特征在于：步驟（3)中，其它鈣鹽為氯化 鈣或碳酸鈣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述橡膠表面改性方法，其特征在于：步驟（3)中，所述石灰為石灰 漿或飽和石灰水。
【文檔編號】C08J7/12GK104311865SQ201410535253
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】何亮, 馬育 申請人:重慶交通大學