[发明专利]橡胶粒料或橡胶粉末的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理含有不同橡胶类型的粒状橡胶或粉状橡胶的方法并且涉及通过该方法处理的粒状橡胶或粉状橡胶的用途。

背景技术

“处理”指的是物质或物质混合物的处理，通常用于增加所期望的成分。因此，处理方法一般为分离方法。

每年，全球增加数以百万吨废轮胎，其中大约25％为多用途车辆轮胎。仅在欧洲，每年增加大约320万吨的废轮胎，废多用途车辆轮胎的比例为大约80万。面临原料日益匮乏，出于能源目的，大部分废轮胎被用于水泥工业，并因此不可再用于进一步的物理利用。

至今，对于混合物中粒料或粉末形式的废轮胎材料用于新轮胎，仅存在非常有限的物理利用手段。最重要的物理利用为从废轮胎生产的各种粒径的粒状橡胶或粉状橡胶(也称为磨碎的橡胶)在橡胶垫或其他动态无应力橡胶产品中的使用。

在用多用途车辆轮胎来生产粒状橡胶或粉状橡胶的过程中，基本上存在两种不同产品：

第一产品为粒状/磨碎的全胎材料。由于全胎被颗粒化/研磨，从而其含有轮胎中所有的轮胎混合物，从含内部密封的丁基或卤丁基的内衬混合物直至由天然橡胶制成的胎面。为了长时间保持轮胎内气压恒定，所有轮胎均具有一种内衬混合物，该内衬混合物主要包含丁基橡胶、氯化橡胶、或溴化丁基橡胶作为该橡胶。如果将全胎粉粹并磨碎，则这些粒料或粉末也还始终包含该内衬混合物。大量的这种材料供给市面，并且一些被用作沥青中的填料。

另一类型粒状的/磨碎的轮胎材料由经再修整的多用途车辆轮胎的剃去的胎面及胎侧组成，其中该类粒状的/磨碎的轮胎材料的生产非常受限。这种材料几乎完全由天然橡胶组成。

在轮胎生产中，来自多用途车辆轮胎的已知粒状橡胶或粉状橡胶可作为一种聚集体少量添加至新生产的轮胎混合物中。然而，就量值方面而言其使用非常受限，因为在新轮胎的混合物中，这些粒状轮胎颗粒相当于小的夹杂物。在这种行为的其他原因之中，一个为在轮胎混合物硫化之后，这种粒状废轮胎的强度及拉伸明显不同于新混合物的强度及拉伸。硫化之后，接着再次将新产品中的粒状轮胎颗粒硫化。粒状轮胎材料的第一硫化已在废轮胎(粒状轮胎材料的起始材料)中进行了。现在已经再次被硫化的废轮胎颗粒显示出了与新轮胎混合物界面处强度/拉伸特性的差异，从而对动态性能会产生不利影响。在许多未受到动态应力的橡胶产品中，例如橡胶垫，移动交通标志道路工程地点的架子或倾斜的人行道斜坡，有可能添加粒状轮胎材料或其他橡胶产品的其他粒料至新的混合物中，因为在这种情况下轮胎中无动态应力。

然而，为了能够在轮胎中的使用中高值地利用粒状废轮胎，已知且常规地是使该粒状材料再生。在再生过程中，塑化该被这种被硫化的粒状轮胎材料，这意味着藉由降解橡胶链及通过硫化作用形成的硫桥，将该材料从弹性状态转变至塑性状态。

众多用于硫化的粒状/磨碎的轮胎材料的再生或脱硫化的方法一直在被采用。所有方法具有再生(即，分裂)其交联结构的目的。借助于不同的聚合物链降解的及硫桥降解的化学品，辊轧机或混合机内热能和机械能的作用解聚了这些硫化的粒状/磨碎的废轮胎材料的分子，并且还降解了硫桥。这种操作通常被称为再生。

目前，于这些工艺中产生且具有一定义粘度的塑料产品可在市面上作为一种再生的材料用于分别添加至轮胎混合物及工业橡胶混合物中，并且该塑料产品显示出在带动态应力的产品中不可再生的粒状/磨碎的轮胎材料的不利性能明显减小。

然而，仍然存在的丁基、氯化或溴化丁基橡胶成分在该粒状或粉状材料中有着不利影响。

这些丁基、氯化或溴化丁基橡胶的粒料因为它们的分子结构当在天然及合成橡胶的新生产混合物中混合/掺杂天然橡胶及其他橡胶类型时，显示出不相容性。它们形成了未分布的丁基及卤化丁基橡胶的区域。如自轮胎工业的研究及实践所示，这些橡胶类型相当于混合物中的分离层，可导致产品性能上显著的缺点。这些橡胶难以与其他橡胶如天然橡胶在混合物中均质化，并且在新的混合物中，它们的化学成分导致不良的结合。

在轮胎工业中，与丁基及卤化丁基橡胶的混合物(如内衬混合物)的不利反应是众所周知的，并且该不利反应限制了来自全多用途车辆轮胎的粒状橡胶或粉状橡胶的再生材料作为大量添加的有价值混合物的用途。来自于粒状/粉状全多用途车辆轮胎材料的含天然橡胶的再生材料的更多使用是可能的，如果在再生过程之前将来自于该材料的丁基、氯化或溴化丁基橡胶的比例减小的话。

同样地，在从废橡胶产品而不是轮胎来生产粒状橡胶及粉状橡胶的情况下，在该橡胶产品中存在几种橡胶类型的情况中再利用中可能存在着不相容性。

发明内容