本發(fā)明涉及橡膠再利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，人們對(duì)于汽車的使用越來(lái)越多，大量的廢舊輪胎的產(chǎn)生給人類周圍的環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的危害，因此如何有效的對(duì)廢舊輪胎回收循環(huán)利用將是我們面對(duì)的一個(gè)世界性的難題。廢舊輪胎回收利用主要是通過(guò)將廢舊輪胎經(jīng)破碎設(shè)備破碎分離得到橡膠顆粒，然后通過(guò)磨粉機(jī)磨成膠粉，最后通過(guò)物理、化學(xué)或生物法方式將對(duì)其進(jìn)行脫硫再生生產(chǎn)得到再生橡膠，將膠粒、膠粉、再生橡膠這三類產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用。這三類產(chǎn)品與生膠(天然橡膠或合成橡膠)相比，由于其中存在三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或脫硫時(shí)主鏈分子被破壞，從而導(dǎo)致其力學(xué)性能、與其他物質(zhì)并用的相容性等性能大大降低，而限制了其應(yīng)用范圍。因此需通過(guò)一定的方法來(lái)對(duì)其各種性能的缺陷進(jìn)行改性提高，使其接近生膠性能或具備生膠所不具備的特殊性能，從而很大程度上擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。傳統(tǒng)方法直接將膠粒、膠粉進(jìn)行活化改性將其應(yīng)用于橡膠制品或改性瀝青中，但是還是存在相容性差、穩(wěn)定性差、不均勻等缺陷，因此急需開(kāi)發(fā)出一種能夠集廢舊橡膠斷硫再生、膠粉活化改性及與其它性能優(yōu)異材料的復(fù)合得到的具備更大應(yīng)用范圍的新型材料的新方法，對(duì)于解決資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)意義重大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)基于廢舊橡膠采用膠粉方式回收利用過(guò)程中產(chǎn)生材料因加工困難而難以直接作為原材料繼續(xù)使用，同時(shí)普通改性膠粉在防水卷材、道路瀝青及下游橡膠制品中的應(yīng)用存在強(qiáng)度低、耐高低溫及腐蝕性能、相容性差且穩(wěn)定性差等問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)、采用全自動(dòng)破碎分離生產(chǎn)線將廢舊橡膠破碎分離得到所需橡膠顆粒，然后將其置于螺旋給料裝置中微波加熱升溫?cái)嚢枰欢螘r(shí)間并以一定速度通入超臨界co2溶脹來(lái)實(shí)現(xiàn)部分?jǐn)嗔虻玫饺苊浵鹉z顆粒；(2)、將步驟(1)得到的溶脹橡膠顆粒經(jīng)過(guò)冷卻裝置冷卻至一定溫度后輸送至螺桿擠出粉碎設(shè)備粉碎并篩分得到所需膠粉，然后將其輸送至反應(yīng)釜中并按照一定比例加入濃度為30～40％雙氧水，經(jīng)電磁加熱維持在一定溫度范圍內(nèi)恒溫?cái)嚢枰欢螘r(shí)間后得到表面氧化改性膠粉；(3)、將步驟(2)得到的表面氧化改性膠粉、玄武巖纖維與納米碳化硅按照一定比例置于給料裝置中攪拌均勻并預(yù)熱至一定溫度后共同加入到磨盤型磨粉機(jī)中，在磨盤型磨粉機(jī)中經(jīng)磨盤的旋轉(zhuǎn)對(duì)混合物進(jìn)行螺旋式擠壓、環(huán)向剪切、拉伸作用，冷卻后得到所需廢舊橡膠改性復(fù)合材料。所述的一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，破碎得到的橡膠顆粒大小為3～5mm，微波頻率為1500～2000mhz，升溫至60～70℃，攪拌時(shí)間為45～60min，攪拌速度為350～400r/min超臨界co2的通入速度控制在5～10g/min。所述的一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中橡膠顆粒冷卻至1～5℃，膠粉粒徑為40-60目，膠粉與雙氧水的質(zhì)量比為10～15：1～3，電磁加熱溫度為30-60℃，攪拌時(shí)間為1～2h。所述的一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中的表面氧化改性膠粉、玄武巖纖維與納米碳化硅的質(zhì)量比為25～35：4～8：5～9，攪拌時(shí)間為30-45min，預(yù)熱溫度為70～90℃，磨盤型磨粉機(jī)中磨盤的轉(zhuǎn)速控制在100-120r/min，磨盤間的溫度控制在105-125℃，混合時(shí)間45-60min。優(yōu)化的，一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，破碎得到的橡膠顆粒大小為4mm，螺旋給料裝置中微波頻率為1800mhz，升溫至65℃，攪拌時(shí)間為48min，攪拌速度為380r/min，超臨界co2的通入速度控制在8g/min。一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中冷卻裝置中橡膠顆粒冷卻至3℃，所述膠粉粒徑為50目；輸送至反應(yīng)釜中的膠粉與雙氧水的質(zhì)量比為12：2，電磁加熱溫度為45℃，攪拌時(shí)間為1.5h。一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟(3)中的加入給料裝置中的表面氧化改性膠粉、玄武巖纖維與納米碳化硅的質(zhì)量比為28：5：7，攪拌時(shí)間為38min，預(yù)熱溫度為80℃；磨盤型磨粉機(jī)中磨盤的轉(zhuǎn)速控制在110r/min，磨盤間的溫度控制在115℃，混合時(shí)間50min。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：1.以超臨界co2的強(qiáng)滲透和溶脹作用替代傳統(tǒng)軟化劑，加速增大橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)橡膠顆粒起到溶脹軟化作用并借助于微波極強(qiáng)的穿透能力可迅速對(duì)橡膠顆粒實(shí)現(xiàn)均勻加熱后部分鍵能弱的c-s和s-s鍵斷裂，實(shí)現(xiàn)部分?jǐn)嗔颉?.鑒于部分?jǐn)嗔蚣床糠纸宦?lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞從而與未經(jīng)處理的橡膠顆粒生產(chǎn)膠粉相比更為容易可在相對(duì)較低的溫度下實(shí)現(xiàn)橡膠顆粒破碎成膠粉，該方法與傳統(tǒng)磨粉相比更加節(jié)能、產(chǎn)品穩(wěn)定性好且粒徑更加均勻。3.采用雙氧水對(duì)其氧化實(shí)現(xiàn)表面改性，使其表面形成羥基或羧基等基團(tuán)，后續(xù)與玄武巖纖維、納米碳化硅、基質(zhì)瀝青形成復(fù)合材料更加容易結(jié)合且相容性和穩(wěn)定性更好。4.玄武巖纖維存在耐溫性、抗拉強(qiáng)度、與硅酸鹽的天然相容性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗熱振穩(wěn)定性、介電性能、優(yōu)良的滲透性能和一定的吸波性能、來(lái)源綠色環(huán)保且成本低等性能、納米碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫等性能，若與表面氧化改性膠粉混合反應(yīng)形成均勻的復(fù)合材料，可用于用于軍工、民用如防水卷材、道路瀝青及特殊要求橡膠制品等領(lǐng)域。具體實(shí)施方式一種廢舊橡膠改性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)、采用全自動(dòng)破碎分離生產(chǎn)線將廢舊橡膠破碎分離得到所需橡膠顆粒，然后將其置于螺旋給料裝置中微波加熱升溫?cái)嚢枰欢螘r(shí)間并以一定速度通入超臨界co2溶脹來(lái)實(shí)現(xiàn)部分?jǐn)嗔虻玫饺苊浵鹉z顆粒；(2)、將步驟(1)得到的溶脹橡膠顆粒經(jīng)過(guò)冷卻裝置冷卻至一定溫度后輸送至螺桿擠出粉碎設(shè)備粉碎并篩分得到所需膠粉，然后將其輸送至反應(yīng)釜中并按照一定比例加入濃度為30～40％雙氧水，經(jīng)電磁加熱維持在一定溫度范圍內(nèi)恒溫?cái)嚢枰欢螘r(shí)間后得到表面氧化改性膠粉；(3)、將步驟(2)得到的表面氧化改性膠粉、玄武巖纖維與納米碳化硅按照一定比例置于給料裝置中攪拌均勻并預(yù)熱至一定溫度后共同加入到磨盤型磨粉機(jī)中，在磨盤型磨粉機(jī)中經(jīng)磨盤的旋轉(zhuǎn)對(duì)混合物進(jìn)行螺旋式擠壓、環(huán)向剪切、拉伸作用，冷卻后得到所需廢舊橡膠改性復(fù)合材料。步驟(1)中，破碎得到的橡膠顆粒大小為4mm，螺旋給料裝置中微波頻率為1800mhz，升溫至65℃，攪拌時(shí)間為48min，攪拌速度為380r/min，超臨界co2的通入速度控制在8g/min。步驟(2)中冷卻裝置中橡膠顆粒冷卻至3℃，所述膠粉粒徑為50目；輸送至反應(yīng)釜中的膠粉與雙氧水的質(zhì)量比為12：2，電磁加熱溫度為45℃，攪拌時(shí)間為1.5h。步驟(3)中的加入給料裝置中的表面氧化改性膠粉、玄武巖纖維與納米碳化硅的質(zhì)量比為28：5：7，攪拌時(shí)間為38min，預(yù)熱溫度為80℃；磨盤型磨粉機(jī)中磨盤的轉(zhuǎn)速控制在110r/min，磨盤間的溫度控制在115℃，混合時(shí)間50min。廢舊橡膠改性復(fù)合材料實(shí)施例1-4原料配方列于表1。實(shí)施例1-4之廢舊橡膠改性復(fù)合材料的表面情況、力學(xué)性能、耐高低溫及耐腐蝕性能等進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2所示。表1實(shí)施例1-4廢舊橡膠改性復(fù)合材料原料配方單位：質(zhì)量比表2實(shí)施例1-4廢舊橡膠改性復(fù)合材料的表面、力學(xué)、耐高低溫及耐腐蝕等性能實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4表面情況凹凸不平凹凸不平均勻均勻拉伸強(qiáng)度mpa16182633拉斷伸長(zhǎng)率％214226365386撕裂強(qiáng)度mpa26295362低溫柔性-8℃不斷裂-10℃不斷裂-36℃不斷裂-42℃不斷裂耐高溫性55℃流淌57℃流淌98℃不流淌99℃不流淌離析6.25.80.20.1當(dāng)前第1頁(yè)12