包含宽尺寸分布的回收的硫化弹性体颗粒和化学改性的硫化的弹性体颗粒的弹性体的组合物制造技术

本申请涉及包含宽尺寸分布的回收的硫化弹性体颗粒和化学改性的硫化的弹性体颗粒的弹性体的组合物。描述了包含未固化的弹性体和回收的弹性体的弹性体组合物。在一个实施例中，这些组合物包含具有宽粒度分布的回收的弹性体材料(微粉化的橡胶粉末)，该回收的弹性体材料比传统的具有窄粒度分布的回收的弹性体材料更便宜。有利地，通过使用硫化的和脱硫化的材料的一种组合，有可能将更大重量百分比的回收的材料结合进一种弹性体组合物中，从而提供附加的成本节省同时保持高水平的机械特性。此外，使用该回收的材料减少了填埋废物，从而导致一种对环境更友好的产品。

Composition of elastomers containing recovered vulcanized elastomer particles with wide size distribution and chemically modified vulcanized elastomer particles

The present application relates to compositions of elastomers comprising recovered vulcanized elastomer particles with wide size distribution and chemically modified vulcanized elastomer particles. Elastomer compositions comprising uncured elastomers and recovered elastomers are described. In one embodiment, the compositions comprise a recycled elastomeric material (micronized rubber powder) with a wide particle size distribution, which is cheaper than the traditional recycled elastomeric material with a narrow particle size distribution. Beneficially, by using a combination of vulcanized and desulfurized materials, it is possible to incorporate a larger percentage of the recovered material into an elastomer composition, thereby providing additional cost savings while maintaining a high level of mechanical properties. In addition, the use of recycled materials reduces landfill waste, resulting in a more environmentally friendly product.

【技术实现步骤摘要】
包含宽尺寸分布的回收的硫化弹性体颗粒和化学改性的硫化的弹性体颗粒的弹性体的组合物本申请是申请日为2012年06月08日，申请号为201280034170.0，专利技术名称为“包含宽尺寸分布的回收的硫化弹性体颗粒和化学改性的硫化的弹性体颗粒的弹性体的组合物”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2011年6月8日提交的、并且题目为“包括具有宽粒度分布的微粉化的橡胶粉末的橡胶组合物(RubberCompositionsIncludingMicronizedRubberPowderHavingBroadParticleSizeDistribution)”的美国临时专利申请号61/494,739，以及于2011年8月19日提交的、并且题目为“包括回收的硫化的弹性体颗粒与化学改性的硫化的弹性体颗粒的弹性体组合物(ElastomerCompositionsIncludingReclaimedVulcanizedElastomerParticlesandChemicallyModifiedVulcanizedElastomerParticles)”的美国临时专利申请号61/525,571的权益，它们二者都通过引用结合在此，如同以其全文在此提出。
本披露总体上涉及包含回收的弹性体颗粒的弹性体组合物，并且更具体地，涉及包含具有硫化的(vulcanized)和脱硫化的(devulcanized)(或以其他方式化学改性的)弹性体颗粒的回收的弹性体材料(微粉化的橡胶粉末或固化(cured)的橡胶颗粒)的弹性体的组合物，其中这些弹性体颗粒具有宽的和/或不同的尺寸分布。
技术介绍
回收的弹性体材料，或“微粉化的橡胶粉末”(“MRP”)，包括回收的硫化的弹性体颗粒，用于多种应用中，包括弹性体的组合物(例如，用于车辆轮胎的胎面胶料)、塑料组合物(例如，相用于聚烯烃的填充剂)、沥青填充剂、以及其他的。在这些应用的大多数中，这些回收的弹性体颗粒用作“填充剂”来代替纯净的(virgin)聚合物材料的一部分。使用硫化的弹性体颗粒的主要的理由之一是成本。即，这些硫化的弹性体颗粒典型地比纯净的(即，非回收的)橡胶或塑料显著地更便宜，并且在弹性体或塑料组合物中可以用作一种“填充剂”以便降低组合物的总制造成本。此外，由于硫化的弹性体颗粒典型地由再利用的或回收的材料(例如，来自制造工艺的硫化的废料和用过的轮胎或其他弹性体的产品)制成，将硫化的弹性体颗粒再结合进弹性体和塑料组合物中减少了填埋废物并且产生一种对环境更友好的产品。总体上，在这样的回收的弹性体材料中使用的硫化的弹性体颗粒或MRP在尺寸上是小的(例如，2mm或更小的直径)并且是以多种方式生产的，包括通过冷冻研磨、化学工艺、以及其他的方法。如以上所提出的，用于制造这些颗粒的回收的弹性体材料典型地从早先制造的产品(例如，未使用的或用过的车辆轮胎)或从一种制造工艺过程中产生的硫化的废料(例如，从轮胎制造工艺产生的硫化的废料)获得。常规地，这些回收的弹性体材料的组合物符合美国材料与试验协会(AmericanSocietyforTestingandMaterials)(ASTM)标准(并且，具体地，符合用于橡胶混合料的ASTMD-5603-01)，这种标准根据构成组合物的颗粒的最大尺寸对材料分类。总体上，根据美国标准筛目尺寸(或简单地，“筛目”)来对粒度进行分类。例如，80筛目的颗粒包含约177μm的直径，140筛目的颗粒包含约105μm的直径，325筛目的颗粒包含约44μm的直径等等。美国标准筛目尺寸易于从很多公共资源获得并且对于本领域普通技术人员是已知的。迄今为止，硫化的弹性体颗粒的尺寸在一种给定分类的回收的弹性体材料(即，微粉化的橡胶粉末)中倾向于集中在配制品中的最大粒度周围，在该具体分类中具有很小的颗粒尺寸分布或改变(即，粒度分布是相对均匀的)。早先，假定的是具有宽粒度范围的回收的弹性体材料组合物将呈现不良的性能特征并且因此，对于很多应用来说将是相对不希望的。然而，通过某些研磨工艺(例如冷冻涡轮研磨工艺)来产生具有均匀的粒度分布的回收的弹性体材料组合物可能是昂贵的，因为典型地必需对硫化颗粒进行小心的筛选、拣选、以及分配。此外，回收的硫化的弹性体颗粒是相对惰性的并且因此与纯净的弹性体基质材料是无反应性的。因此，包含回收的硫化的弹性体颗粒的回收的弹性体材料组合物作为填充剂在橡胶或塑料组合物中具有有限的应用，因为高水平的回收的硫化的弹性体颗粒总体上降低了橡胶和塑料组合物的总物理特性。这种限制可以通过使用脱硫化的弹性体颗粒来减小，这些弹性体颗粒即，已经经受了对固化的弹性体颗粒的表面产生化学改性的脱硫化处理或其他处理方法(例如，热的、机械的、或化学的)的颗粒。对回收的弹性体颗粒的表面的此类化学改性引起了这些回收的颗粒与纯净的弹性体基质材料之间的改善的相互作用。然而，由于涉及的附加的处理，脱硫化的或以其他方式化学改性的弹性体颗粒倾向于是比回收的硫化的弹性体颗粒更昂贵的。因此，对弹性体的组合物存有一种长期存在但是未解决的需求，这些弹性体的组合物包含回收的弹性体材料但是与常规弹性体的组合物相比可以更便宜地进行生产同时还保有与不含回收的材料的弹性体的组合物可比的机械特性。披露的简要概述简要描述的，并且根据一个实施例，本披露的多个方面总体上涉及包含回收的硫化的弹性体材料(微粉化的橡胶粉末)的弹性体的组合物，其中这些弹性体颗粒具有宽的和/或不同的尺寸分布。例如，本文中所描述的弹性体的组合物可以包含回收的硫化的弹性体材料(微粉化的橡胶粉末)，这些弹性体材料在同一组合物中包含大于50筛目并且还小于140筛目的颗粒。根据一个实施例，这些回收的硫化的弹性体材料在标准的橡胶混合物(例如用于车辆轮胎的那些)中用作具有相对均匀粒度分布的、常规的、回收的硫化的弹性体材料(符合ASTM标准)的替代物。如本文中所述的，实验已经确定，结合了具有宽粒度分布的、回收的硫化的弹性体材料的弹性体的组合物(例如，胎面橡胶混合物)表现得与包含传统的具有窄粒度分布的、回收的硫化的弹性体材料的那些类似，但是可以更便宜地产生。根据一个另外的实施例，本披露的方面还涉及包含硫化的和脱硫化的(或以其他方式化学处理的)回收的弹性体材料(微粉化的橡胶粉末)二者的弹性体的组合物。例如，在本文中所描述的弹性体的组合物可以包含10％的回收的硫化的弹性体材料，其中该回收的弹性体材料的一半是硫化的并且一半是脱硫化的。如将理解并且认识到的，该“脱硫化”工艺可以通过对固化/硫化的颗粒的一些化学改性，或通过一些功能化工艺，等来进行。如在本文中所描述的，实验已经确定，包含硫化的和脱硫化的回收的弹性体的材料二者的弹性体的组合物表现得与仅包含回收的硫化的弹性体材料的那些类似，但是可以更便宜地产生。本申请涉及以下方面：1).一种用于在制造硫化的弹性体产品中使用的微粉化的弹性体粉末配制品，该配制品包含：多个固化的弹性体颗粒，其中该多个固化的弹性体颗粒包含按重量计至少1％的尺寸50筛目或更大的颗粒，并且其中该多个固化的弹性体颗粒包含按重量计至少20％的尺寸140筛目或更小的颗粒。2).如项目1)所述的微粉化的弹性体粉末配制品，其中该多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性体组合物，所述弹性体组合物包含：未固化的弹性体；回收的弹性体；填充剂；以及交联剂；其中所述回收的弹性体包含冷冻研磨的颗粒、硫化的弹性体颗粒和化学改性的硫化的弹性体颗粒。

【技术特征摘要】
2011.06.08 US 61/494,739;2011.08.19 US 61/525,5711.一种弹性体组合物，所述弹性体组合物包含：未固化的弹性体；回收的弹性体；填充剂；以及交联剂；其中所述回收的弹性体包含冷冻研磨的颗粒、硫化的弹性体颗粒和化学改性的硫化的弹性体颗粒。2.如权利要求1所述的弹性体组合物，其中所述未固化的弹性体包含苯乙烯丁二烯、聚丁二烯、天然橡胶、丁腈橡胶、以及它们的组合。3.如权利要求1所述的弹性体组合物，其中所述弹性体组合物包含在按所述弹性体组合物的重量计的至少5％的量的所述回收的弹性体。4.如权利要求1所述的弹性体组合物，其中所述弹性体组合物包含在按重量计5％和20％之间的所述回收的弹性体。5.如权利要求1所述的弹性体组合物，其中所述弹性体组合物包含按所述弹性体组合物的重量计的...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·罗森迈尔，弗兰克·帕普，
申请(专利权)人：利哈伊技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US