專利名稱：有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種有機硅漿渣的應用，特別涉及處理有機硅漿渣方法。
背景技術：
近年來，我國對有機硅單體的需求量日益增加，在有機硅單體的生產過程中有大量的有機硅漿渣產生。據統計，有機硅漿渣的排放量約占有機硅單體產量的6-8%。有機硅漿渣是有機硅單體特別是甲基氯硅烷單體合成過程中所產生的廢棄物。有機硅漿渣的主要成分是有機硅單體、氯硅烷以及高含量的金屬銅以及少量的其它金屬。有機硅漿渣如果暴露在空氣中，就會燃燒和(或)形成強酸霧和液體，對環境造成嚴重污染，不僅污染環境，也造成大量的氯損失，必須進行無害化處理。目前對于有機硅廢漿渣，主要采用水解方法進行處理，水解反應會產生鹽酸氣體、 酸水和酸性固體廢渣三廢，對環境帶來的二次污染還非常的嚴重，不適于對有機硅生產行業的環保要求。然而目前除了水解沒有更好的漿渣環保處理技術，廢渣漿的處理問題已經成為制約有機硅工業發展的瓶頸。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中所存在的有機硅漿渣污染環境、不被利用的不足，提供了一種新的有機硅漿渣的應用方法，將有機硅漿渣的應用于制備硅橡膠改性母粒。 本發明有機硅漿渣的應用方法無三廢公害，環保，更重要的是，將硅橡膠、有機硅工業的漿渣廢液變廢為寶，所制備的硅橡膠改性母粒成本低廉、抗低溫性和耐氧化性能較好。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用。上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，包括將有機硅漿渣與活化橡膠粉、基質浙青混合，在捏合機中捏合得到硅橡膠改性母粒。上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述有機硅漿渣與活化橡膠粉、 基質浙青的捏合溫度為20-40°C。上述有機硅漿渣和活化橡膠粉的捏合溫度較低，有機硅漿渣與活化橡膠粉及浙青的鑲嵌結合反應作用較溫和，而活化橡膠粉與浙青的混合物起到了對有機硅漿渣吸附、包裹從而隔離空氣的作用，有機硅單體與活化橡膠粉發生可改善橡膠粉的彈性；同時，氯硅烷可與活化橡膠粉發生氯化反應，有助于增加活化橡膠粉的強度。優選的，上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述基質浙青在混合前需要預熱至120-160°c。預熱的基質浙青不僅具有活化橡膠粉的作用，而且可作為柔軟劑和粘合劑。最優選的，上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述基質浙青先與活化橡膠粉混合，所得混合物再與有機硅漿渣混合。之所以基質浙青先與活化橡膠粉先混合， 預熱的基質浙青不僅具有活化橡膠粉的作用，而且可作為柔軟劑和粘合劑，對下一步加入的有機硅漿渣進行吸附、包裹以隔離空氣，從而防止機硅漿渣吸附空氣中的水份而分解氯化氫氣體。優選的，上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例為有機硅漿渣活化橡膠粉基質浙青= (1-30) (90-105) 0-40)。上述硅橡膠改性母粒中，不僅加入了浙青、活化劑對廢舊輪胎粉進行改性，而且加入了有機硅漿渣，由于有機硅漿渣中含有有機硅單體、氯硅烷以及單質金屬銅，而活化橡膠粉中含有廢舊輪胎粉及活化劑，在單質金屬銅、活化劑存在的情況下，有機硅漿渣中的有機硅單體與廢舊輪胎粉發生嵌合反應，有助于增加橡膠顆粒的彈性； 同時，氯硅烷與橡膠顆粒發生氯化反應，有助于增加橡膠顆粒的強度；在上述兩種反應的協同作用下，所得橡膠粉顆粒的整體性能得以改善。另一方面，基質浙青不僅具有活化橡膠粉的作用，而且可作為柔軟劑和粘合劑，對有機硅漿渣進行吸附、包裹以隔離空氣，從而防止機硅漿渣吸附空氣中的水份而分解氯化氫氣體。優選的，上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例優選范圍為(1-20) (90-100) (5-30)。在上述比例范圍內，本發明的硅橡膠改性母粒的性能較佳，本發明的硅橡膠改性母粒經基質浙青高溫加熱 (200-250°C )混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青，得到的合成橡膠浙青的5°C下延伸度為13-25cm，軟化點為53-90°C，25°C下的針入度為83-97，彈性恢復為61-88%，180°C旋轉粘度為2. 43-4. 30，整體性能優于國家標準。優選的，上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例優選范圍為(5-15) (95-100) (5-15)。在上述比例范圍內，本發明的硅橡膠改性母粒的性能較佳，本發明的硅橡膠改性母粒經基質浙青高溫加熱 (200-250°C )混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青，得到的合成橡膠浙青的5°C下延伸度為17-29cm，軟化點為58-99°C，25°C下的針入度為76-106，彈性恢復為66-90%，180°C旋轉粘度為2. 78-4. 30，整體性能優于國家標準。優選的，上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例優選范圍為(5-10) 100 (10-30)。在上述比例范圍內，本發明的硅橡膠改性母粒整體性能效果最佳，本發明的硅橡膠改性母粒經基質浙青高溫加熱 (200-250°C )混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青，得到的合成橡膠浙青的5°C下延伸度為20-32cm，軟化點為73-105°C，25°C下的針入度為83-110，彈性恢復為72-95%, 180°CM 轉粘度為3. 11-4. 83，整體性能優于國家標準。優選的，上述有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，所述活化橡膠粉包括廢舊輪胎粉和活化劑，所述廢舊輪胎粉與活化劑的重量比例為(94-100) (3-10)，所述活化劑優選為己二醇或四甲基葵炔二醇。上述兩種改性劑有助于提高橡膠粉的粘著性，而且有助于有機硅單體與廢舊輪胎粉發生嵌合反應、氯硅烷與橡膠顆粒發生氯化反應，有助于改善硅橡膠改性母粒的整體性能。其中，己二醇是一種橡膠交聯劑，化學組份為2，5_ 二甲基-2，5-己二醇，英文名2，5-dimethyl-2，5-hexanediol，分子式為C8H18O2，為白色粉狀或片狀，具有促進基質浙青和橡膠碳氫分子低溫合成浙青的功能，能增加橡膠粉活化劑的滲透性。而且，根據本發明的實施例，在上述比例范圍內，己二醇對廢舊輪胎粉發生嵌合反應、 氯硅烷與橡膠顆粒發生氯化反應的促進作用較佳；活化劑也可選用四甲基葵炔二醇，四甲基葵炔二醇是一種多功能非離子表面活性劑，化學組分為2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4， 7- 二醇，分子式C14H26O2,為白色或微黃蠟狀物，具有顏料分散能力強，優異的低泡性和適度的消泡功能，另外，四甲基葵炔二醇具有防止橡膠浙青改性劑從浙青中離析的作用，不需要脫硫工序即可賦予橡膠粉較高的粘著性，恢復其生膠性質。而且，根據本發明的實施例，在上述比例范圍內，四甲基葵炔二醇對廢舊輪胎粉發生嵌合反應、氯硅烷與橡膠顆粒發生氯化反應的促進作用較佳。有機硅漿渣是有機硅單體特別是甲基氯硅烷單體合成過程中所產生的廢棄物，由于水解會產生二次污染而受到限制，目前只能積壓堆庫或是簡單的回收其中的金屬銅。有機硅漿渣量很大，一般產品作為處理有機硅漿渣的載體難以滿足要求，經考察比較，只有浙青才能吸納這么多的含氯漿渣量。浙青是一種用于柔性路面施工的粘結劑，具有良好的粘接性、不透水性、絕緣性和化學穩定性，是道路施工中不可缺少的材料。但由于浙青的溫度敏感性，在高溫下其剛性和強度降低，路面軟化，低溫則容易產生收縮裂縫等路面開裂現象，必須對其進行改性，以改善其在高、低溫下的機械性能，這屬于本領域技術人員所公知的。一般情況下，浙青和硅橡膠、橡膠不會發生化學反應，普通的橡膠浙青是以基質浙青為原料，加入橡膠粉拌合得到， 橡膠粉在浙青中發生溶脹，增加了浙青的粘結性，但是該橡膠浙青是物理摻合的混合物，其軟化點、針入度和延伸度并不是很理想。有機硅漿渣中含有有機硅單體、氯硅烷以及金屬銅等單質金屬，本發明將有機硅漿渣應用于制備硅橡膠改性母粒，活化橡膠粉與浙青作為有機硅漿渣的氯化載體，對有機硅漿渣進行吸附與包裹，使有機硅漿渣不會因吸附空氣中得水份而分解為氯化氫氣體；并且，在單質金屬銅的催化作用下，有機硅單體可以與活化橡膠粉、浙青發生鑲嵌結合反應， 可改善橡膠粉的彈性；同時，氯硅烷可與活化橡膠粉發生氯化反應，有助于增加活化橡膠粉的強度。本發明的有機硅漿渣處理和利用方法中所得到的硅橡膠改性母粒的抗低溫性和耐氧化性能都有所提高，便于長期儲存，在使用時經基質浙青高溫加熱O00-250°C)混合稀釋氯化，即可得到改性橡膠浙青，按相關國家標準檢驗，所得改性橡膠浙青延伸度為 13-32cm，軟化點為53-105°C，針入度為為71-110，整體性能優于國家標準。利用本發明制備得到的硅橡膠改性母粒，也可利用硫化工段模具在高溫下與其他橡膠混煉、硫化或與塑料混煉氯化制成橡塑制品。用戶可結合橡塑制品技術要求比對檢驗效果，靈活配方。本發明的有機硅漿渣處理和利用方法無三廢公害，環保，更重要的是，將硅橡膠、 有機硅工業的漿渣廢液變廢為寶，所制備的硅橡膠改性母粒成本低廉，本發明很好的利用了機硅工業中的廢棄物漿渣。
具體實施例方式下面結合具體實施例及試驗例對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明內容所實現的技術均屬于本發明的范圍。實施例1本實施例列舉的有機硅漿渣在硅橡膠改性母粒的應用，所述有機硅漿渣是甲基氯硅烷單體合成過程中所產生的廢棄物，有機硅漿渣的主要成分是有機硅單體、氯硅烷以及高含量的金屬銅以及少量的其它金屬，其主要成分的重量比例為有機硅單體氯硅烷 單質銅=38 60 2。本實施例列舉的有機硅漿渣在硅橡膠改性母粒的應用，包括將有機硅漿渣與活化橡膠粉、基質浙青混合，在捏合機中捏合得到硅橡膠改性母粒。所述捏合溫度為20_40°C。所述基質浙青在混合前預熱至160°C，所述基質浙青先與活化橡膠粉混合，所得混合物再與有機硅漿渣混合。所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的按重量比例稱取有機硅漿渣1. 5kg, 活化橡膠粉100kg，浙青10kg。所述活化橡膠粉由如下重量比的組份組成廢舊輪胎粉96kg，己二醇4kg。本實施例的硅橡膠改性顆粒按以下方法制備(1)、將基質浙青置于反應釜中，預熱至160°C ；(2)、按重量比例將IOkg基質浙青加入到摻入盛有IOOkg的活化橡膠粉的捏合機中，在20-40°C下保持捏合；(3)、基質浙青加入完畢，按重量比例將1.5kg有機硅漿渣加入捏合機保持捏合， 保持上述溫度在20-40°C，得到硅橡膠改性母粒。將本實施例所得硅橡膠改性母粒摻入190kg基質浙青中經高溫加熱Q00-250°C ) 混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青。道路浙青的質量常用以下指標進行評定延伸度主要用于反映浙青的低溫性能。浙青的延伸度是指在規定的拉伸速度和溫度下，拉伸標準試件的兩端到斷裂時的長度。延伸度是剪切面上剪切壓力大于浙青內聚力時的斷裂長度，隨溫度不同而變化。它反映浙青的粘彈性質，延伸度可按照ASTMD113或 GB/T4508方法測定。軟化點反應浙青的高溫性能。浙青的軟化點是浙青在一定條件下的等粘溫度，軟化點高表示浙青的等粘溫度高，混合料的高溫穩定性好，軟化點的測定方法可參照ASTMD36 或 GB/t4508。針入度是浙青的稠度指標。反映浙青在一定條件上的軟硬程度，浙青的針入度用標準針在一定負荷、時間和溫度條件下，垂直穿入浙青試樣的深度表示，單位為l/10mm，不同溫度針入度的對數與溫度呈線性關系，即工IgP = AT+K，其中P為溫度T時的針入度，A 反映針入度對數溫度的敏感性，簡稱針入溫度系數，K為常數。以上是評定浙青質量標準的三大技術指標，根據附JT/T798-2011行業標準，另有 180°C旋轉粘度(Pa. s)和彈性恢復(25°C，% )兩大指標來評定浙青的性能。附JT/T 798-2011 行業標準表1橡膠浙青技術指標
權利要求
1.有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用。
2.根據權利要求1所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，包括將有機硅漿渣與活化橡膠粉、基質浙青混合，在捏合機中捏合得到活化橡膠顆粒。
3.根據權利要求2所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述有機硅漿渣與活化橡膠粉、基質浙青的捏合溫度為20-40°C。
4.根據權利要求3所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述基質浙青在混合前預熱至120-160°C。
5.根據權利要求2-4任意一項所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述基質浙青先與活化橡膠粉混合，所得混合物再與有機硅漿渣混合。
6.根據權利要求5所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例為有機硅漿渣活化橡膠粉基質浙青 =(1-30) (90-105) (2-40)
7.根據權利要求6所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例為(1-20) (90-100) (5-30)。
8.根據權利要求7所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例為(5-15) (95-100) (5-15)。
9.根據權利要求8所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述有機硅漿渣、活化橡膠粉、基質浙青的重量比例為(5-10) 100 (10-30)。
10.根據權利要求5-8任意一項所述的有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，其特征在于，所述活化橡膠粉包括廢舊輪胎粉和活化劑，所述廢舊輪胎粉與活化劑的重量比例為(94-100) (3-10)，所述活化劑為己二醇或四甲基葵炔二醇。
全文摘要
本發明涉及一種有機硅漿渣的應用。本發明為有機硅漿渣在制備硅橡膠改性母粒的應用，包括將有機硅漿渣與活化橡膠粉、基質瀝青混合，在捏合機中捏合得到硅橡膠改性母粒。本發明有機硅漿渣的應用方法無三廢公害，環保，更重要的是，將硅橡膠、有機硅工業的漿渣廢液變廢為寶，所制備的硅橡膠改性母粒成本低廉，抗低溫性和耐氧化性能較好。
文檔編號C08L21/00GK102382324SQ20111042287
公開日2012年3月21日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者周其強, 周祥 申請人:周其強, 周祥