本發明涉及橡膠材料,尤其涉及一種提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑及其制備方法。
背景技術:
1、隨著汽車工業和交通運輸業的迅速發展,廢舊輪胎的產生日益增加,如何有效處理這些廢舊輪胎成為了一個重要的環境問題。廢舊輪胎不僅占據了大量的土地資源,且其不易降解,給生態環境帶來了極大壓力。為了實現資源的循環利用,廢舊輪胎膠粉作為一種廉價的材料,被廣泛應用于改性瀝青、橡膠制品、道路工程等領域。由于膠粉的表面性質與瀝青的物理化學特性存在較大差異,廢舊輪胎膠粉在瀝青中往往呈現出沉淀、團聚現象,這使得膠粉的改性效果未能充分發揮,降低了改性瀝青的力學性能、抗裂性能和耐老化性能等。
2、為了提高廢舊輪胎膠粉與瀝青的相容性,常用的方法包括表面處理和化學改性。活化劑的引入可以改善膠粉的表面化學特性,降低與瀝青的界面張力,從而促進其在瀝青中的分散性能,有效提高其與瀝青的相容性。
3、專利技術文獻cn202110330068.6提供了一種脫硫膠粉,包括以下重量份數的制備原料:廢舊輪胎膠粉92-96份,脫硫劑2-4.5份,活化劑1.5-4份和抗老化劑0.1-0.6份,所述脫硫劑包括脫硫劑rvs。該發明提供的脫硫膠粉能夠有效降低橡膠瀝青的粘度,并提高其儲存穩定性。但是廢舊輪胎膠粉的交聯網絡結構會導致其分子鏈的靈活性較差,傳統的活化劑可能出現局部活化不均勻的情況,導致最終效果不佳。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明的目的在于提出一種提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑及其制備方法,以解決廢舊輪胎膠粉與瀝青的相容性差,導致膠粉改性瀝青的改性效果差的問題。
2、基于上述目的,本發明提供了一種提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,包括活化劑a和活化劑b,所述廢舊輪胎膠粉先在活化劑a中溶脹進行一次活化,得到一次活化廢舊輪胎膠粉,再將一次活化廢舊輪胎膠粉和活化劑b混合,進行二次活化,最后破碎,得到二次活化廢舊輪胎膠粉。
3、進一步的,所述活化劑a為硬脂酸鋅的白油溶液,硬脂酸鋅的含量為3wt%-5wt%;
4、進一步的,所述活化劑b為苯乙烯、丙烯酰胺、n-烯丙基苯磺酰胺、引發劑和抗氧劑按重量比10-20:5-15:1-3:0.1-0.5:1-2的混合物。
5、優選的,所述廢舊輪胎膠粉在活化之前用丙酮洗滌。
6、優選的,所述一次活化的溫度為80-90℃,時間為3-5h。
7、優選的,所述二次活化的溫度為170-180℃,時間為1.5-2.5h,轉速為1000-1200rpm。
8、優選的,所述二次活化廢舊輪胎膠粉的粒度為80目。
9、優選的,所述白油為5號白油。
10、優選的,所述引發劑為過氧化二異丙苯。
11、優選的,所述抗氧劑為抗氧劑1010。
12、優選的,所述二次活化廢舊輪胎膠粉用于瀝青改性。
13、進一步的,本發明還提供了一種提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑的制備方法,包括以下步驟:
14、(1)將硬脂酸鋅溶解在白油中,得到活化劑a;
15、(2)將苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨、引發劑和抗氧劑混合均勻,得到活化劑b。
16、本發明的有益效果:
17、本發明提供的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑巧妙的采用活化劑a和活化劑b配合,利用兩次活化過程有效地提高了廢舊輪胎膠粉的活性,其中第一次活化為溶脹活化劑a,第二次活化為接枝活化劑b,有效的提高廢舊輪胎膠粉的活性,將其摻入瀝青制備成改性瀝青,改性瀝青的針入度、延度、軟化點以及粘度指標均得到改善。
18、本發明活化劑a中的硬脂酸鋅可以顯著提高針入度,這主要是由于硬脂酸鋅一方面作為填充劑填充入廢舊輪胎膠粉的分子網絡中,另一方面作為活化劑提高廢舊輪胎膠粉的活性。
19、本發明活化劑b中的n-烯丙基苯磺酰胺和丙烯酰胺協同提高了廢舊輪胎膠粉的活性,這主要是由于n-烯丙基苯磺酰胺和丙烯酰胺的酰胺與瀝青中的酸基之間具有化學反應,形成的三維網絡結構進一步加強了廢舊輪胎膠粉和瀝青的相互作用。
1.一種提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,包括活化劑a和活化劑b,所述廢舊輪胎膠粉先在活化劑a中溶脹進行一次活化,得到一次活化廢舊輪胎膠粉,再將一次活化廢舊輪胎膠粉和活化劑b混合,進行二次活化,最后破碎,得到二次活化廢舊輪胎膠粉;
2.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述廢舊輪胎膠粉在活化之前用丙酮洗滌。
3.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述一次活化的溫度為80-90℃,時間為3-5h。
4.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述二次活化的溫度為170-180℃,時間為1.5-2.5h,轉速為1000-1200rpm。
5.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述二次活化廢舊輪胎膠粉的粒度為80目。
6.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述白油為5號白油。
7.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述引發劑為過氧化二異丙苯。
8.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述抗氧劑為抗氧劑1010。
9.根據權利要求1所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑,其特征在于,所述二次活化廢舊輪胎膠粉用于瀝青改性。
10.一種根據權利要求1-9任一項所述的提高廢舊輪胎膠粉活性的活化劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: