專利名稱：廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子共混材料的制備方法，特別是一種廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法。
背景技術(shù)：
人類進入21世紀，廢舊高分子材料的回收和利用已成為一個緊迫的問題。在這些廢舊高分子材料中，廢橡膠的數(shù)量僅次于廢塑料，居第二位。大量廢橡膠的堆積不僅造成了資源的浪費，而且為老鼠、蚊子的繁殖提供了場所。堆積的廢橡膠很容易引起火災(zāi)，廢橡膠不完全燃燒會放出碳氫化合物和有毒氣體，其火焰很難撲滅。近年來，國內(nèi)外對廢橡膠制品進行了回收利用，如熱分解回收液體燃料和化學(xué)品、燃料利用、再生膠利用、膠粉利用等等。其中，制成膠粉利用因其工藝簡單、節(jié)能、節(jié)水、減少環(huán)境污染、產(chǎn)品性能較好等優(yōu)點已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。膠粉添加到橡膠、瀝青、混凝土中，可以制成橡膠制品、鋪路材料和建筑材料等等。此外，塑料中摻用膠粉，可以對塑料增韌，提高塑料材料的抗沖性能。然而由于膠粉的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，表面惰性，使得它們和基體之間的相容性很差，直接摻用在基體材料中，難以形成較好的粘接界面，共混材料的力學(xué)性能較差。為此，國內(nèi)外文獻中報道一些改性方法，以改善廢橡膠膠粉共混材料的力學(xué)性能。如USP5,506,283，KR2002017293-A，J.Appl.Polym.Sci.，2000，772595，Rubb.Chem.Technol.，1993，66664，J.Mater.Sci.，1986，211769報道用等離子體處理、輻射接枝、溶液接枝或者氯化處理膠粉的表面，提高膠粉表面的極性，但是這些處理工藝復(fù)雜，設(shè)備要求高，難以實現(xiàn)工業(yè)化；Plastic.Rubb.Comp.Proces.Appl.，1991，1587，Plastic.Rubb.Comp.Proces.Appl.，1995，24229，Plastic.Rubb.Comp.Proces.Appl.，1996，25448，Polym.Eng.Sci.，1993，33166，Rubb.Chem.Technol.，1992，65908，通過添加各種相容劑的方法提高了膠粉與基體樹脂的結(jié)合，但是采用這些方法得到的共混材料力學(xué)性能提高有限，效果不太明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于以廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂為基體材料，采用一種新型改性體系，提高共混材料的力學(xué)性能，并且加工工藝簡單、生產(chǎn)成本低，為廢橡膠的回收再利用提供新的技術(shù)方法。
本發(fā)明利用聚烯烴樹脂和廢橡膠膠粉在一定混煉溫度下共混，在廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物中依次加入橡膠、硅油和有機過氧化物進行混煉，制得的共混材料在適當?shù)臈l件下成型，得到?jīng)_擊強度和斷裂伸長率有很大提高的塑料材料。由于采用橡膠和硅油，在膠粉粒子和樹脂之間形成了柔軟的界面層，有利于緩解膠粉周圍的應(yīng)力集中。加入有機過氧化物后，廢橡膠膠粉與基體結(jié)合的更加緊密，從而提高了共混材料的力學(xué)性能。
本發(fā)明廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法是在開煉機或雙螺桿擠出機中，首先加入聚烯烴樹脂，再依次加入廢橡膠膠粉、橡膠、硅油和有機過氧化物，在100℃～200℃溫度下進行混煉，混煉時間為1～30分鐘，其中聚烯烴樹脂為100重量份，廢橡膠膠粉為10～60重量份，橡膠為0～30重量份，硅油為0～10重量份，有機過氧化物為0～0.5重量份。然后在平板硫化機中進行硫化，硫化溫度為100℃～200℃，硫化時間為1～20分鐘，得到廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物。
本發(fā)明使用的聚烯烴樹脂為低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)。
本發(fā)明使用的廢橡膠膠粉的粒徑為30～200目。
本發(fā)明使用的橡膠為二元乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、天然橡膠(NR)、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物。
本發(fā)明使用的硅油為甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油，其分子量在1000～50000。
本發(fā)明使用的有機過氧化物為過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧己烷。
本發(fā)明所采用的改性體系制得的廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混材料的沖擊強度和斷裂伸長率得到明顯的提高，可用于制作各種鋪裝材料、屋頂材料、墊層、橡塑板等各種橡塑制品。本發(fā)明加工工藝簡單、成本低、環(huán)境污染小，很大程度上解決了廢橡膠的回收利用問題，有著良好的工業(yè)化前景。
具體實施例方式下面的實施實例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實施例1-7廢橡膠膠粉/HDPE/EPDM/二甲基硅油/DCP共混物實施例1-7按各自的配方，在180℃的溫度下，在HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀中首先加入HDPE，然后依次加入廢橡膠膠粉、EPDM、二甲基硅油和DCP，共混時間為13min。將上述得到的共混物用平板硫化機硫化，硫化條件為190℃×8min。沖擊測試樣條尺寸為63.0mm×3.2mm×12.66mm，在沖擊樣條的一側(cè)機械加工V型缺口，缺口深度2.66mm，缺口底部半徑0.25mm。測試方式按照ASTM256進行選擇溫度為23℃，懸臂梁缺口沖擊方式，沖擊速度3.5m/s。拉伸強度的測量按照ASTMD638進行測試。測試結(jié)果如下表所示。實例1 2 3 4 5 6 7配方(重量份數(shù))HDPE100 100 100100100100100廢橡膠膠粉 40 10 20 30 40 50 60EPDM- 10 10 10 10 10 10二甲基硅油 - 4 4 4 4 4 4DCP - 0.2 0.20.20.20.20.2物理機械性能沖擊強度，J/m 124 390 374353298296260拉伸強度，MPa 14.315.714.4 13.2 11.6 11.0 10.1斷裂伸長率，％ 46 233 19512311383 69
實施例8-9廢橡膠膠粉/PP/NR/二甲基硅油/DCP共混物在190℃的溫度下，首先將100重量份的PP投入HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀中，然后依次加入40重量份的廢橡膠膠粉、10重量份的NR、4重量份的二甲基硅油、0.2重量份的DCP，共混時間為13min。將上述得到的共混物用平板硫化機硫化，分別按照ASTM D638、ASTM D256測試拉伸性能和沖擊性能。測試結(jié)果如下表所示。
實例 89配方(重量份數(shù))PP 100 100廢橡膠膠粉 40 10NR -10二甲基硅油 -4DCP -0.2物理機械性能沖擊強度，J/m19 56拉伸強度，MPa28 22斷裂伸長率，％ 14 3權(quán)利要求
1.廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法，其特征是在開煉機或雙螺桿擠出機中，首先加入聚烯烴樹脂，再依次加入廢橡膠膠粉、橡膠、硅油和有機過氧化物，在100℃～200℃溫度下進行混煉，混煉時間為1～30分鐘，其中聚烯烴樹脂為100重量份，廢橡膠膠粉為10～60重量份，橡膠為5～30重量份，硅油為0～10重量份，有機過氧化物為0～0.5重量份。然后在平板硫化機中進行硫化，硫化溫度為100℃～200℃，硫化時間為1～20分鐘，得到廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法，其特征是聚烯烴樹脂為低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法，其特征是廢橡膠膠粉的粒徑為30～200目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法，其特征是橡膠為二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、天然橡膠、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法，其特征是硅油為甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油，其分子量在1000～50000。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法，其特征是有機過氧化物為過氧化二異丙苯、二叔丁基過氧化物、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧己烷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物的制備方法。在開煉機或雙螺桿擠出機中在廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂中依次加入橡膠、硅油和有機過氧化物進行混煉，然后在平板硫化機中進行硫化。得到的廢橡膠膠粉/聚烯烴樹脂共混物，具有優(yōu)良的沖擊強度和斷裂伸長率。本方法加工工藝簡單，生產(chǎn)成本低，環(huán)境污染小，而且使廢橡膠得到最大程度利用，保護了生態(tài)環(huán)境，具有很好經(jīng)濟和保護環(huán)境的價值。
文檔編號B29C47/38GK1425708SQ02155008
公開日2003年6月25日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
發(fā)明者李巖, 張勇, 張隱西 申請人:上海交通大學(xué)