[发明专利]制备聚合物改性的磨碎的轮胎橡胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备包含热塑性聚合物和硫化橡胶(例如磨碎的轮胎橡胶)的可成形组合物的方法，涉及由该方法制备的组合物，还涉及其应用。更具体来说，本发明涉及由废液来形成包含被热塑性聚合物包覆的硫化橡胶的储存稳定的可流体化颗粒的方法，还涉及所述可流体化颗粒，还涉及由所述可流体化颗粒制备的成形制品。

背景技术

废料橡胶或硫化橡胶，例如磨碎的轮胎橡胶能够保持新鲜橡胶的许多机械性质；但是，能够有效地重新利用这些废料的手段仅限于将其用作人行道和地面覆盖物的填料，用于操场或景观设计材料。人们需要将这些废料硫化橡胶用于更高级的用途，以便实现其中材料更多的价值。

人们已知表面改性的固体交联聚合物颗粒，例如改性的磨碎的轮胎橡胶，此类颗粒是通过原位聚合，使得胶乳聚合物在浆液中凝结而制得的。这些方法会产生大量的没有与橡胶颗粒连接的聚合物聚集体，因此无法足够高效地用于大规模应用。另外，这些方法经常使用高浓度的化学凝结试剂，因此带来废水处理的问题。

例如，Woods等人在美国专利第4269740号中公开了通过一种方法使用预先塑化的乙烯基聚合物的胶乳，在稀水性浆液中对高弹体颗粒进行包覆，所述方法包括将凝结剂的稀水溶液缓慢加入所述浆液和胶乳的混合物中，然后使得该混合物缓慢凝结，然后将固体从水中过滤或分离，然后进行热空气干燥。该方法很慢，难以控制，容易产生聚合物聚集体以及包覆的颗粒。另外，该方法使用邻苯二甲酸盐/酯、苯甲酸盐/酯和酯之类的增塑剂，这些增塑剂价格昂贵，容易迁移到颗粒的表面，由此降低机械性质，并且会导致用所述颗粒配制的树脂基质容易沾污，发霉和变色。

其它的已知的彩色微粒树脂通过包括以下步骤的方法制备：将增塑剂、有机溶剂和粉末状着色剂与微粒树脂(例如聚氯乙烯)混合，形成彩色微粒树脂，然后加入合成聚合物乳液并连续混合，然后进行加热以形成彩色微粒树脂。虽然这些方法能够使用常规的混合设备，但是无法制得在使用之前能够长时间储存的可流体化的颗粒，而且仅限于需要加入增塑剂和有机溶剂的用途，所述增塑剂和有机溶剂都会破坏储存稳定性。本发明人所努力解决的问题是以高效的方法形成不含增塑剂的可流体化的颗粒以及由该颗粒制造的成形制品，所述颗粒和制品含有很大比例的废料橡胶或废料硫化橡胶，所述方法使用常规的混合设备，而且不会造成废料处理问题。

发明内容

根据本发明，提供了一种固相混合(SPM)方法，该方法包括在存在钝化剂(passivating agent)的条件下混合以下组分：以固体总重量计，35-89.95重量％、优选等于或大于50重量％、或者优选最高79.95重量％的网眼粒度(mesh particle size)为10-800微米、或者优选等于或小于400微米、或者优选等于或大于60微米的一种或多种硫化橡胶颗粒，优选废料硫化橡胶，例如磨碎的轮胎橡胶；以及以固体总重量计，10-65重量％、或者优选等于或小于49.95重量％、或者优选等于或大于20重量％的热塑性聚合物的乳液形式的一种或多种聚合物的固体；以固体总重量为基准计，所述钝化剂的含量为0.05-3.0重量％，优选等于或小于1.0重量％，所述钝化剂是例如多价金属或化合物、盐或氢氧化物，例如Ca(OH)₂；通过该混合形成湿混合物，该湿混合物包含被热塑性聚合物包覆的硫化橡胶，总固体含量等于或大于65重量％；然后对所述湿混合物进行干燥，形成粒状颗粒。所述湿混合物可以在常温或升高的温度下快速干燥，优选在流化床干燥器中干燥。

具体实施方式

在本发明的固相混合法中，优选可以在加入和混合钝化剂之前，将硫化橡胶与热塑性聚合物的乳液，包括任何着色剂，进行混合，以形成湿混合物。

可以在流化床干燥器或真空烘箱中进行干燥，或者在真空加热和搅拌条件下进行干燥，例如在螺条混合器中进行干燥。

在本发明的方法中，可以先对所述硫化橡胶的颗粒进行磨碎操作，然后再与热塑性聚合物的乳液混合。

本发明的方法还可以包括例如对包含热塑性聚合物包覆的硫化橡胶的湿混合物或者制得的可流体化颗粒进行热塑性加工，以形成成形的制品，或者形成颗粒或丸粒用于以后的应用。

或者，在本发明的SPM法中，所述混合和干燥操作可以包括对硫化橡胶和热塑性聚合物的乳液进行挤出，所述挤出机包括混合区、脱水区和脱挥发成份区。在此方法中，所述挤出机可以用来制造丸粒，用于之后的用途，或者直接形成成形制品，例如形成膜。