[发明专利]来自废弃物以及固化橡胶和轮胎帘布中的至少一种成分的复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及对包括固化橡胶和/或轮胎废弃物的废弃物进行加工的方法和从对废弃物进行加工而获得的产品。

背景技术

在美国，每年会废弃大约2.8亿个轮胎，其中只有0.3亿个被翻新或再使用，每年会剩下约2.5亿个废轮胎留待处理。除了需要对这些废轮胎进行处理之外，估计这些年来已经堆积了可能有多达20到30亿个轮胎并且大量贮存。天然橡胶不断上涨的价格为对废轮胎进行再循环的环境激励提供了经济驱动力。

一个典型的废汽车轮胎重达9.1kg。约5.4-5.9kg（13lb）由可回收的橡胶组成，由35百分比天然橡胶和65百分比合成橡胶构成。一个典型的卡车轮胎重达18.2kg，并且也含有从60到70百分比的可回收的橡胶。卡车轮胎典型地含有65百分比天然橡胶和35百分比合成橡胶。现代的轮胎中大多数都是钢丝帘子午线轮胎，含有10%-15%金属和10%帘布（例如聚酯、尼龙或人造丝）。

每年产生的2.5亿个轮胎中大约有45百分比被安排进行填埋、贮存或非法倾倒。约7百分比被出口到外国，8百分比被再循环成新产品，并且约40百分比被用作来源于轮胎的燃料，呈完整或碎裂的形式。目前，对于废轮胎来说最大的单一用途是作为不同的行业中的燃料。每年至少9百万个废轮胎被加工成磨碎的橡胶。磨碎的轮胎橡胶用于橡胶制品（例如地垫、毡毯衬垫以及车辆挡泥板）、塑料制品中以及用作沥青磨耗层中的细集料添加料（干式工艺）。碎橡胶已经用作热混合沥青路面中的沥青结合料改性剂（湿式工艺）。

轮胎橡胶废弃物被分成通过其尺寸和生产方法来界定的类别，即长条轮胎（slit tire）、切碎轮胎或碎裂轮胎、磨碎的橡胶以及碎橡胶。

橡胶再循环工艺从切碎开始。在去除大部分的钢和加强帘布后，进行二次研磨，并且所得到的橡胶粉末准备用于产品再制造。可以利用这种惰性材料的制造应用局限于不要求对其进行脱固化的那些应用。在橡胶再循环工艺中，脱固化从使固化橡胶分子交联的硫-硫键的裂解开始，由此推动新的交联的形成。已经开发出两种主要的橡胶再循环工艺：改进的油工艺和水-油工艺。在这些工艺的每一个中，将油和一种再生剂添加到再生橡胶粉末中，该再生橡胶粉末在特殊的设备中经受长时间（5-12小时）的高温和高压，并且还要求大量的机械后加工。来自这些工艺的再生橡胶具有改变的特性，并且不适合用于许多产品，包括轮胎。典型地，这些不同的脱固化工艺已经无法产生显著的脱固化，已经无法实现一致的品质，或者已经太过于昂贵。

目前，轮胎加强纤维（或轮胎帘布）很少用于再循环并且在轮胎再循环行业中引起另一个重大的问题。用于对轮胎帘布进行再循环的一种方法的一个罕见实例由美国专利第3,468,974号提供，该专利传授一种模制组合物，该模制组合物含有64%-91%轮胎帘布（聚酰胺）和3%-36%固化橡胶，它是通过对轮胎帘布材料进行挤出制粒所产生的。另一方面，生产由来源于轮胎的橡胶制成的产品需要一个使该橡胶脱固化的步骤。举例来说，在WO2009/019684中，揭示一种用于从用过的矿物油、植物油和/或动物脂肪水解的废弃物以及废汽车和/或其他轮胎和/或其他橡胶废弃物制造聚合的塑料制品的方法。

已知将塑料与固化橡胶混合用于使固化橡胶再循环。举例来说，美国专利申请第2001/0056155号提供了从超低密度聚乙烯与一种可能包含再循环橡胶的填充剂的混合物压缩模制。

美国专利申请第2005/0279965号描述了一种用于生产复合材料的方法，该方法包括在一个高剪切混合器中将来自再循环的轮胎的碎橡胶、塑料以及沥青混合。

美国专利第6,558,773号和第6,703,440号披露了一种压缩模制产品，该压缩模制产品是通过将橡胶和一种粘合剂（例如超低密度聚乙烯）一起共混并加热并且挤出该共混物，接着将其压缩模制成所希望的产品来制成的。

美国专利第6,169,128号传授了一种用粘合剂对废弃的塑料和橡胶进行加工以获得可加工的材料的方法和由此获得的有用的产品。

WO2004/074594传授了一种用于屋项或壁板应用的面板，该面板优选地由橡胶轮胎与圆筒（drum）的共混物制成。

发明概述

主题披露了一种复合材料，该复合材料包含一种第一组分和一种第二组分，该第一组分包含一种有机成分和一种热塑性成分，并且该第二组分包含选自下组的至少一种成分，该组由固化橡胶和轮胎帘布组成。

主题进一步披露了一种方法，该方法包括：