專利名稱：功能化的環(huán)保再生硅橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功能化的環(huán)保再生硅橡膠及其制備方法，屬于廢舊高分子材料循環(huán)再利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅橡膠具有耐高低溫性、耐候性、絕緣性、無毒環(huán)保和生理惰性等特點，已廣泛應(yīng)用在電子電氣、航空、航天、汽車、機(jī)械、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。硅橡膠制品生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中，每天都會產(chǎn)生大量的硅橡膠硫化膠邊角料以及廢次品，這些硫化膠邊角料以及廢次品往往被遺棄或者當(dāng)成廢品賣掉。而且我國每年也產(chǎn)生大量的廢舊硅橡膠制品如各種硅橡膠墊圈、墊片、硅橡膠膠管、按鍵、硅橡膠廚具、嬰幼兒用品、醫(yī)療衛(wèi)生用品等等，這些廢棄物處理不當(dāng)也將造成環(huán)境的污染。在硅橡膠制品生產(chǎn)過程中，不可避免地會出現(xiàn)不合格產(chǎn)品及硫化膠邊角料等；硅橡膠制品使用一段時間后也會變成廢舊物品。為了節(jié)省資源和減輕環(huán)境污染，有必要將這些廢品回收利用。在回收利用廢舊硅橡膠制品時，通常使用酸堿催化裂解法回收二甲基環(huán)硅氧烷混合物DMC，但該方法存在容易產(chǎn)生設(shè)備腐蝕、廢液污染等缺點。而采用熱裂解法[吳世維.硅橡膠邊角廢料裂解生產(chǎn)有機(jī)硅環(huán)體的方法.中國:CN1201796A[P], 1998-12-16.]制備DMC時，需要在高溫和氮氣保護(hù)下進(jìn)行，裂解過程能耗大，反應(yīng)條件苛刻，制備過程經(jīng)濟(jì)性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有硅橡膠硫化膠邊角料或廢舊硅橡膠制品沒有得到有效利用的現(xiàn)狀，通過機(jī)械剪切方法制備具有良好加工性以及功能性的再生硅橡膠混煉膠，混煉膠經(jīng)硫化后可制得高硬度或者導(dǎo)電或阻燃或?qū)峁柘鹉z制品。

本發(fā)明的另一目的在于提供所述再生硅橡膠的制備方法。一種功能化的環(huán)保再生硅橡膠的制備方法:將甲基乙烯基硅橡膠硫化膠邊角料或者廢舊硅橡膠制品按顏色分類，清洗，干燥，然后將同一顏色的硫化膠邊角料或廢舊硅橡膠制品投入橡膠開煉機(jī)中，調(diào)大棍距至3 5mm,過棍3 6次,再調(diào)小棍距至I 2mm,加入硅微粉和抗靜電劑，待再生硅橡膠成片包輥后，加入50 70度硅橡膠混煉膠和結(jié)構(gòu)控制齊U，之后加入功能性填料和二甲基硅油，出片，然后將混合物放入熱鼓風(fēng)烘箱中150°C熱處理I 2小時,將混合物重新包棍,最后加入硫化劑雙(叔丁基過氧化異丙基)苯，混煉均勻，出片，總混煉時間為20 35分鐘，將再生硅橡膠混煉膠在平板硫化機(jī)上140°C 180°C下硫化5 20分鐘后制成試片，再在熱鼓風(fēng)干燥箱中150°C 200°C下二段硫化2 4小時；以質(zhì)量百分比計，各原料的用量為:硅橡膠硫化膠邊角料或廢舊硅橡膠制品15.5 65.5%;50 70度硅橡膠混煉膠13.0 40.0 % ;娃微粉2.0 6.0% ；
功能性填料15.0 36.0%; 結(jié)構(gòu)控制劑0.2 0.6 % ;二甲基硅油2.0 8.0%;雙叔丁基過氧化異丙基苯0.5 1.0%;抗靜電劑0.2 0.4%所述功能性填料為氣相白炭黑、鍍銀玻璃微珠、氫氧化鎂、硼酸鋅、三聚氰胺聚磷酸鹽和氮化硼中的一種或兩種；所述結(jié)構(gòu)控制劑為羥基硅油和二苯基硅二醇中的一種或兩種；所述抗靜電劑為十八烷基胺乙基二甲基-β -羥基胺硝酸鹽簡稱抗靜電劑SN或烯丙基磺酸鈉。進(jìn)一步地，所述 二甲基硅油的粘度范圍優(yōu)選為0.5 5Pa.S。所述硅微粉的粒徑范圍優(yōu)選為I 5 μ m。所述總混煉時間優(yōu)選為20 25分鐘。一種功能化的環(huán)保再生硅橡膠，由上述方法制備。本發(fā)明采用機(jī)械剪切法對硅橡膠硫化膠邊角料或者廢舊硅橡膠制品進(jìn)行再生，一方面，添加硅微粉提高了橡膠開煉機(jī)輥筒表面的摩擦力，有利于再生硅橡膠粘接成片，使得再生過程中產(chǎn)生的靜電能夠通過開煉機(jī)輥筒快速傳導(dǎo)并消耗，另一方面，在廢舊硅橡膠中添加抗靜電劑，可以吸收空氣中的水份以在材料內(nèi)部形成導(dǎo)電通道，降低材料表面電阻率達(dá)到抗靜電目的，因此硅微粉和抗靜電劑發(fā)揮協(xié)同抗靜電作用，有效地防止了硅橡膠膠粉顆粒的靜電排斥，將廢舊硅橡膠的再生時間縮短50%以上，大幅度提高了廢舊硅橡膠的再生效率，降低了娃橡膠再生能耗，有利于降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)。通過在再生膠中添加新的硅橡膠混煉膠和結(jié)構(gòu)控制劑，既防止了混煉膠的結(jié)構(gòu)化，又改善了混煉膠的流動性和力學(xué)性能。選用高硬度、導(dǎo)電、阻燃、導(dǎo)熱等功能性填料，賦予再生硅橡膠高硬度、導(dǎo)電、阻燃、導(dǎo)熱等性能，同時二甲基硅油作為一種潤滑劑和填料分散劑，能夠改善功能性填料的團(tuán)聚現(xiàn)象，提高了功能性填料在硅橡膠基體中的分散性，減少功能性填料的用量，保持再生硅橡膠的力學(xué)性能，改善再生硅橡膠的加工性能；同時加入功能性填料和二甲基硅油的硅橡膠經(jīng)熱鼓風(fēng)烘箱熱處理之后，有利于功能性填料的活化以及加快其在硅橡膠基體中的遷移并進(jìn)一步均勻分散，從而最大程度地發(fā)揮其在硅橡膠基體中的增硬或阻燃或?qū)щ娀驅(qū)岬裙δ堋Ｏ鄬τ诂F(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果:現(xiàn)用的硅橡膠再生技術(shù)常是采用高溫裂解法或化學(xué)裂解法制備低分子量的有機(jī)硅環(huán)體。其制備工藝存在能耗大，設(shè)備腐蝕、廢液處理成本高等缺點，本發(fā)明采用機(jī)械剪切方法，通過合適的配方技術(shù)，將硅橡膠硫化膠邊角料或廢舊硅橡膠制品制成再生硅橡膠混煉膠，并賦予再生硅橡膠高硬度或?qū)щ娀蜃枞蓟驅(qū)岬裙δ苄裕哂猩a(chǎn)工藝簡單，制備時間短，能耗較低，無毒無污染等優(yōu)點，可用作高硬度、或?qū)щ姟⒒蜃枞?、或?qū)峁柘鹉z制品，從而達(dá)到減少硅橡膠廢棄物，減輕環(huán)境污染和資源循環(huán)再利用的目的。
具體實施例方式為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明的實施方式不限如此。實施例1一種再生硅橡膠混煉膠的制備方法:將硅橡膠制品企業(yè)在生產(chǎn)硅橡膠廚具過程中產(chǎn)生的無色透明的硫化膠邊角料作為原料，該廢硫化膠邊角料均為厚度小于1_且形狀無規(guī)的橡膠薄片。將硅橡膠硫化膠邊角料用水清洗干凈，經(jīng)烘箱干燥，冷卻。將硫化硅橡膠膠邊角料投入橡膠開煉機(jī)中，調(diào)大輥距至3mm，過輥5次，調(diào)小輥距至I 2mm，逐漸加入粒徑范圍為I 5 μ m的硅微粉和抗靜電劑十八烷基胺乙基二甲基-β -羥基胺硝酸鹽(簡稱抗靜電劑SN，江蘇省海安石油化工廠產(chǎn))，待再生硅橡膠成片包輥后，加入70度硅橡膠混煉膠(邁圖精細(xì)高新材料深圳有限公司產(chǎn))和羥基硅油(型號GY-209，成都晨光化工研究院產(chǎn))，然后加入氣相白炭黑(型號QS-20，日本Tokuyama公司產(chǎn))和粘度為5Pa-s的二甲基硅油(成都晨光化工研究院產(chǎn))，出片，然后將混合物放入熱鼓風(fēng)烘箱中150°C熱處理I小時，將 混合物重新包輥，最后加入硫化劑雙叔丁基過氧化異丙基苯(上海方瑞達(dá)化學(xué)品有限公司產(chǎn))，混煉均勻，出片。將再生硅橡膠混煉膠在平板硫化機(jī)上140°C下硫化20分鐘后制成試片，再在熱鼓風(fēng)干燥箱中150°C下二段硫化4小時。以質(zhì)量百分比計，再生硅橡膠混煉膠原料的用量情況如下:硅橡膠廚具硫化膠邊角料65.5%;70度硅橡膠混煉膠13.0%;硅微粉2.7% ;氣相白炭黑15.0%;二甲基硅油2.0%;羥基硅油0.47%;雙叔丁基過氧化異丙基苯0.93%;十八烷基胺乙基二甲基羥基胺硝酸鹽0.4%。再生硅橡膠硫化后的力學(xué)性能測試方法和結(jié)果如表I所示:表I
權(quán)利要求
1.一種功能化的環(huán)保再生硅橡膠的制備方法，其特征在于:將甲基乙烯基硅橡膠硫化膠邊角料或者廢舊硅橡膠制品按顏色分類，清洗，干燥，然后將同一顏色的硫化膠邊角料或廢舊硅橡膠制品投入橡膠開煉機(jī)中，調(diào)大輥距至3 5mm，過輥3 6次，再調(diào)小輥距至I 2mm，加入硅微粉和抗靜電劑，待再生硅橡膠成片包輥后，加入50 70度硅橡膠混煉膠和結(jié)構(gòu)控制劑，之后加入功能性填料和二甲基硅油，出片，然后將混合物放入熱鼓風(fēng)烘箱中150°C熱處理I 2小時,將混合物重新包棍,最后加入硫化劑雙(叔丁基過氧化異丙基)苯，混煉均勻，出片，總混煉時間為20 35分鐘，將再生硅橡膠混煉膠在平板硫化機(jī)上140°C 180°C下硫 化5 20分鐘后制成試片，再在熱鼓風(fēng)干燥箱中150°C 200°C下二段硫化2 4小時； 以質(zhì)量百分比計，各原料的用量為: 硅橡膠硫化膠邊角料或廢舊硅橡膠制品15.5 65.5% ; 50 70度硅橡膠混煉膠13.0 40.0 % ; 硅微粉2.0 6.0%; 功能性填料15.0 36.0%; 結(jié)構(gòu)控制劑0.2 0.6%; 二甲基硅油2.0 8.0%; 雙叔丁基過氧化異丙基苯0.5 1.0% ； 抗靜電劑0.2 0.4 % 所述功能性填料為氣相白炭黑、鍍銀玻璃微珠、氫氧化鎂、硼酸鋅、三聚氰胺聚磷酸鹽和氣化砸中的一種或兩種； 所述結(jié)構(gòu)控制劑為輕基娃油和二苯基娃二醇中的一種或兩種； 所述抗靜電劑為十八烷基胺乙基二甲基-β -羥基胺硝酸鹽或烯丙基磺酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化的環(huán)保再生硅橡膠的制備方法，其特征在于:所述二甲基硅油的粘度范圍為0.5 5Pa.S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化的環(huán)保再生硅橡膠的制備方法，其特征在于:所述硅微粉的粒徑范圍為I 5 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能化的環(huán)保再生硅橡膠的制備方法，其特征在于:所述總混煉時間為20 25分鐘。
5.一種功能化的環(huán)保再生硅橡膠，其特征在于其由權(quán)利要求1-4任一項所述方法制備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能化的環(huán)保再生硅橡膠及其制備方法。該方法將甲基乙烯基硅橡膠硫化膠邊角料或者廢舊硅橡膠制品按顏色分類，清洗，干燥，將同一顏色的硫化膠邊角料或者廢舊硅橡膠制品投入橡膠開煉機(jī)中，先調(diào)大輥距至3～5mm，軋煉3～6次，后減小輥距至1～2mm，加入硅微粉和抗靜電劑，然后加入50～70度硅橡膠混煉膠和結(jié)構(gòu)控制劑，加入功能性填料和二甲基硅油，出片，熱處理，將混合物重新包輥，最后加硫化劑雙叔丁基過氧化異丙基苯，出片。本發(fā)明有效地防止了硅橡膠膠粉顆粒的靜電排斥，將廢舊硅橡膠的再生時間縮短50％以上，工藝過程簡單，能耗較低，無毒環(huán)保，可硫化制成高硬度或?qū)щ娀蜃枞蓟驅(qū)岬墓柘鹉z制品。
文檔編號C08K3/02GK103173021SQ201310069799
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者郭建華, 曾幸榮 申請人:華南理工大學(xué)