[发明专利]一种废旧橡胶粉表面改性方法

说明书

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体来说，涉及到一种废旧橡胶粉表面改性方法。所述方法具体步骤如下：1)废旧橡胶粉表面清水处理；2)废旧橡胶粉表面碱性溶液处理；3)废旧橡胶粉表面偶联剂处理；4)废旧橡胶粉表面纳米二氧化硅包覆处理；5)改性废旧橡胶粉团聚体破碎处理。与现有技术相比，本发明所述废旧橡胶粉表面改性方法可显著提升废旧橡胶粉的综合力学性能以及与如环氧树脂、水泥浆体等胶结料的界面相容性和界面粘接强度。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体来说，涉及到一种废旧橡胶粉表面改性方法。

背景技术

伴随着全球汽车工业的快速发展，废旧轮胎数量越来越大，废旧轮胎在自然环境中上百年也难以分解，严重影响环境的安全和美化。如何高效合理利用废旧轮胎已成为世界各国亟待解决的一个重要课题。

将废旧轮胎破碎成橡胶粉掺入混凝土中制备橡胶混凝土并用于公路路面工程，是一种非常有前景的处置方式。现有水泥混凝土路面脆性大，抗冲击能力弱，在内部应力(温度应力和湿度应力)作用下也容易产生裂缝，废旧橡胶掺入水泥混凝土中可形成吸收应变能的结构变形中心，显著改善混凝土的脆性和抗冲击性，减少内部应力造成的各种病害。

但橡胶的掺入会导致混凝土压缩和弯曲强度大幅度下降，主要原因为：橡胶材料为有机材料，亲水性差；水泥浆体为无机材料，亲水性强，两者的物理化学性质差异大，相容性差，界面粘接力弱，导致混凝土强度明显降低，阻碍了橡胶混凝土在路面工程中的大规模应用。

目前,众多科研工作者主要采用NaOH溶液、NaCl溶液、清水、CCl₄溶液、聚合物乳液及聚丙烯酰胺、聚乙烯醇缩醛、硅烷偶联剂等对橡胶粉表面进行改性处理，以改善橡胶粉与水泥浆体的界面相容性和界面粘接强度，拟提高橡胶混凝土的强度,但采用上述处理方法时,随橡胶掺量的增加,混凝土弯曲强度下降仍较为明显。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种废旧橡胶粉表面改性方法，可有效改善废旧橡胶粉与胶结料的相容性，显著提高两者之间的界面粘接强度。

本发明所述的一种废旧橡胶粉表面改性方法，所述方法具体步骤如下：1)废旧橡胶粉表面清水处理；2)废旧橡胶粉表面碱性溶液处理；3)废旧橡胶粉表面偶联剂处理；4)废旧橡胶粉表面纳米二氧化硅包覆处理；5)改性废旧橡胶粉团聚体破碎处理。

本发明所述的废旧橡胶粉表面改性方法，所述废旧橡胶粉表面纳米二氧化硅包覆处理方法为：将废旧橡胶粉掺入纳米二氧化硅溶胶-凝胶体系中，然后60℃干燥处理1h，最后150℃热烧结处理1h，纳米二氧化硅在废旧橡胶粉表面沉积。

本发明所述的废旧橡胶粉表面改性方法，所述纳米二氧化硅溶胶-凝胶体系参数如下：配方原料为正硅酸乙酯(TEOS)、无水乙醇(EtOH)、去离子水(H₂O)、浓盐酸(HCl)；配方体积比例为TEOS∶EtOH∶H₂O∶HCl＝15∶45∶4∶0.06，反应温度为20-25℃，反应时间3-5h，陈化时间3天。

本发明所述的废旧橡胶粉表面改性方法，所述纳米二氧化硅溶胶-凝胶体系配制步骤为：1)取一定量无水乙醇溶液分为两份，一份与正硅酸乙酯在磁力搅拌机上混合10min，为A液；2)另一份与浓盐酸和去离子水在磁力搅拌机上混合，为B液；3)在B液搅拌过程中，将A液缓慢滴加到B液中；4)滴加完成后得到C液，C液用保鲜膜密封好继续在磁力搅拌机上室温搅拌3-5h；5)静置，陈化3天，得到SiO₂溶胶。

本发明所述的废旧橡胶粉表面改性方法，所述废旧橡胶粉为100目-200目的超细橡胶粉。

本发明所述的废旧橡胶粉表面改性方法，所述废旧橡胶粉表面清水处理方法为：废旧橡胶粉在清水中浸泡且不断搅拌下处理20分钟以上，然后晾干，以除去废旧橡胶粉表面的浮尘和污染物。