[发明专利]橡胶改性母粒

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶改性母粒，特别涉及包含多晶硅工业废料四氯化硅的橡胶改性母粒。

背景技术

目前，由废轮胎加工的橡胶粉，主要成分是橡胶及各种轮胎制造助剂，与其它材料相容性差，故影响其应用范围，必须经过活化处理，才能使其重获生胶性质，在一定程度上恢复粘性性质；活化后的橡胶粉可用于基质沥青改性、橡塑复合材料等领域。

为了提高废橡胶颗粒的粘着性能，目前工业上活化废橡胶所采用的办法一是采用叔丁酚甲醛树脂为硫化剂、氯化亚锡为促进剂的硫化体系，用卤化的方法提高其硫化速度和粘性；二是在高温下用活化剂420(多烷基苯酚二硫化物)及增大氯化亚锡用量的方法来解决橡胶粘性及硫化速度，使废橡胶粉脱硫还原生胶粘附性质，继而保证与其它材料的混融性，达到对其它材料的改性目的。也就是说，常规的提高废橡胶颗料的粘着性能方法都是采用脱硫的办法来达到目的的，但是脱硫过程复杂，环境污染较重，同时也要耗费能源，十分不经济。同时，经过脱硫活化得到的废橡胶颗粒与基质沥青掺和是一个物理混合的过程，废橡胶颗粒没有发生化学胶溶，所制备的活化橡胶颗粒强度不好、耐溶耐候抗车辙性能差，不具备抗低温和耐氧化性能。

多晶硅废料是生产多晶硅过程中产生的副产物，根据被氢化回收再利用次数及其它反应条件的不同，其成分有所不同，但主要成分都为四氯化硅，且约占废料总重量的99%，余量为其它杂质。据报道，生产1公斤多晶硅将产生10-15公斤的四氯化硅，1000吨/年的多晶硅厂一年生产的副产物四氯化硅将达到1-1.5万吨，如果将这些四氯化硅简单水处理甚至排放，将会对环境保护造成巨大的压力，也增加了原料硅粉和液氯的消耗。

考虑到多晶硅废料对环境造成的压力，为了节能减排，目前，通常的做法是对多晶硅废料中的四氯化硅进行氢化反应，回收再利用于多晶硅生产中。这种做法虽然能够在一定程度上减轻多晶硅废料对环境的危害，降低多晶硅生产中对原料的消耗，但是其回收处理难度高，增加了复杂的回收处理工艺和昂贵的回收处理设备，扩大了设备占地面积，使得回收处理成本高，让多晶硅生产丧失掉成本竞争力，这让很多企业无奈地选择对废料进行简单水处理甚至排放，不仅对环境造成巨大污染，还对废料中的四氯化硅造成了巨大浪费。

所以，关于多晶硅废料的处理，目前已经成为制约我国多晶硅行业发展的瓶颈。若寻找一种方法，变废为宝，将它作为原料合成成一种对环境无污染、性能好且市场需求量大的材料，对多晶硅行业来说将具有里程碑式的重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有活化橡胶颗粒弹性和强度不高、不具备抗低温和耐氧化性能以及多晶硅废料处理的问题，提供一种改进的橡胶改性母粒。本发明多晶硅废料中四氯化硅可与活化橡胶粉发生氯化反应，得到橡胶改性母粒，该橡胶改性母粒成本低廉，具有良好的抗低温和耐氧化性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

橡胶改性母粒，包括活化橡胶粉、基质沥青、多晶硅废料，各组分的重量比例为：活化橡胶粉: 基质沥青:多晶硅废料=（90-105）: （2-38） :（1-30），所述活化橡胶粉包括废旧轮胎粉和活化剂，所述废旧轮胎粉与活化剂的重量比例为：（94-100）:（2-10）。

上述橡胶改性母粒中，不仅加入了基质沥青、活化剂对废旧轮胎粉进行改性，而且还加入了多晶硅废料，由于多晶硅废料中含有四氯化硅，四氯化硅可与橡胶颗粒发生氯化反应，有助于增加橡胶颗粒的强度，使所得橡胶母粒的整体性能得以改善。另一方面，基质沥青不仅具有活化橡胶粉的作用，而且可作为柔软剂和粘合剂，对多晶硅废料进行吸附、包裹以隔离空气，从而防止多晶硅废料吸附空气中的水份而分解氯化氢气体。

优选的，上述橡胶改性母粒中，各组分的重量比例优选为：活化橡胶粉:基质沥青:多晶硅废料=（90-100）:（5-30 ）:（1-20）。在上述比例范围内，本发明的橡胶改性母粒的性能较佳，本发明的橡胶改性母粒经基质沥青高温加热（200-250℃）混合稀释氯化，即可得到合成橡胶沥青，得到的合成橡胶沥青的5℃下延伸度为19-23cm，软化点为60-75℃,25℃下的针入度为85-90，弹性恢复为69-88%，180℃旋转粘度为2.00-3.78，整体性能优于国家标准。