具有微粉化橡胶粉的热塑性弹性体组合物制造技术

公开了包含微粉化或粉碎的橡胶粉的热塑性弹性体，其物理性质等同于原始热塑性弹性体的物理性质。例如，使用更细目的MRP(例如，会通过40目或更小尺寸的颗粒)制造热塑性弹性体导致具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质的热塑性弹性体。类似地，使用缩水甘油基官能三元共聚物(任选地与偏苯三酸酐或“TMA”组合)制造包含MRP的热塑性弹性体导致具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质的热塑性弹性体。此外，使用苯乙烯‑乙烯/丁烯‑苯乙烯热塑性物质(例如“SEBS”)代替基础聚丙烯热塑性弹性体制造包含MRP的热塑性弹性体也导致具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质的热塑性弹性体。

Thermoplastic elastomer composition with micronized rubber powder

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有微粉化橡胶粉的热塑性弹性体组合物专利技术背景专利
本专利技术一般地涉及热塑性弹性体，并且更具体地，涉及包含回收的硫化橡胶如微粉化或粉碎的橡胶粉的热塑性弹性体。相关技术的描述包括硫化弹性体材料的再生弹性体材料(例如“再生材料”、“磨碎的轮胎橡胶”、“GTR”、“微粉化的橡胶粉”或“MRP”)用于各种应用，所述各种应用包括弹性体组合物(例如，用于车辆轮胎的轮胎胎面复合物)、塑料组合物(例如，作为用于聚烯烃的填料)、沥青填料等。在这些应用中的许多应用中，微粉化的橡胶粉代替部分原始复合物材料用作填料。使用再生弹性体材料的主要原因之一是成本，因为橡胶粉，无论是GTR还是MRP，通常比原始(即非再生)橡胶或塑料显著更便宜，并且当用作弹性体或塑料组合物中的填料时，倾向于降低组合物的整体制造成本。此外，由于微粉化的橡胶粉通常由回收或再生材料(例如，来自制造过程的硫化废料以及用过的轮胎或其他弹性体产品如EPDM复合物)制成，因此将它们重新掺入弹性体和塑料组合物中减少填埋废物，并产生更环保的产品。最后，使用回收的GTR或MRP可对基于石油的供应链价格和供应波动提供战略性的供应链防范。热塑性弹性体(也称为“TPE”)是一类共聚物，其包含既具有热塑性性能(例如，关于特定温度的柔韧性，但冷却时的坚固性)又具有弹性体性能(例如，粘度、弹性、弱分子间力等)的材料。商业上可行的热塑性弹性体应具有接近原始热塑性弹性体的物理性质的物理性质(例如，拉伸断裂能为至少4MPa，结合最小弹性伸长率为至少100％)。再生弹性体材料不经常用作热塑性弹性体中的填料，因为那些热塑性弹性体的物理性质不具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质。因此，对具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质的包含微粉化或粉碎的橡胶粉的热塑性弹性体存在长期但未解决的需求。专利技术概述本专利技术的具体实施方案包括热塑性弹性体组合物及其制备方法。包括热塑性弹性体组合物，其包含基础弹性体、回收的硫化橡胶和反应性三元共聚物。具体实施方案可以进一步包含共反应剂如酸酐、TMA、PPA。实施方案可以包含仅一种这样的共反应剂或它们的组合。实施方案还可以包含加工助剂。在具体实施方案中，基础弹性体可以是聚烯烃弹性体、聚丙烯弹性体、聚乙烯弹性体和/或SEBS。从以下对本专利技术的具体实施方案的更详细的描述，本专利技术的前述和其他目的、特征和优点将显而易见。具体实施方案的详述简要地描述的并且根据具体实施方案，本公开内容的方面一般地涉及包含微粉化或粉碎的橡胶粉的热塑性弹性体，其物理性质与原始热塑性弹性体的物理性质等同。通常，磨碎的轮胎橡胶或GTR包含粒径分布为2mm至0.5mm的再生弹性体材料，并以多种方式制备，所述多种方式包括研磨方法如低温研磨。微粉化橡胶粉或MRP，之所以如此称呼是因为它通常包含再生弹性体材料，其中大部分颗粒的尺寸小于100微米。MRP也可以通过常温或低温研磨方法制备。粉末如GTR和MRP，通常通过其目尺寸指定。例如，尺寸为10-30目的粉末通常被认为是GTR，而40-300目的材料通常被认为是MRP。GTR通常比MRP更便宜，因为制造较小的颗粒需要较高的制造成本。由于这种成本差异，通常使用GTR代替MRP，除非特定的应用需要的性能是仅通过使用MRP才能实现的。用于制造GTR和MRP的再生弹性体材料通常是从先前制造的产品(例如，用过的和未用过的车辆轮胎)以及制造过程中产生的硫化废料(例如，由轮胎制造过程产生的硫化废料)获得的，并且，因此，GTR和MRP通常是硫化的，并且缺乏任何官能化或表面活化。GTR和MRP相对惰性(例如，颗粒不与原始基体材料发生反应)。因此，GTR和MRP在用作热塑性弹性体组合物中的组分方面受到了限制，因为当以高含量添加时，所得的热塑性弹性体表现出降低的性能特征。如本公开内容中进一步描述的，使用较细目的MRP(例如，会通过40目或更小的尺寸的颗粒)制造热塑性弹性体导致具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质的热塑性弹性体。类似地，使用缩水甘油基官能三元共聚物(任选地与偏苯三酸酐“TMA”、多磷酸“PPA”或其他酸酐组合)制造包含MRP的热塑性弹性体导致具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质的热塑性弹性体。此外，使用苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯热塑性弹性体(例如“SEBS”)代替基础聚丙烯热塑性弹性体制造包含MRP的热塑性弹性体也导致具有与原始热塑性弹性体的物理性质等同的物理性质的热塑性弹性体。一般地，在一个实施方案中，据信本文公开的热塑性弹性体的性能归因于有利的三元共聚物的缩水甘油基基团和橡胶(例如MRP)之间的反应。酸酐和/或PPA通常是促进该反应的共反应剂。在缩水甘油基基团与沥青质相互作用的沥青体系中，已经观察到类似的行为。在一个实施方案中，橡胶和沥青质中的炭黑确实在结构上具有一些相似性(例如，碳环上的一些潜在的反应性极性基团)，这就是为什么认为本文公开的热塑性弹性体的性能归因于有利的三元共聚物的缩水甘油基基团和橡胶之间的反应。所公开的热塑性弹性体包含MRP代替一些基础弹性体和/或聚合物，并且适合于通过挤出成型和注射成型两者制造。如本文所使用的，术语“MicroDyne”或“MD”是指由Tucker,GA的LehighTechnologies,Inc.制备的硫化弹性体颗粒(例如，固化橡胶颗粒、回收的橡胶颗粒、磨碎的轮胎橡胶、GTR、微粉化橡胶粉或MRP)的品牌名称。根据具体实施方案，本文所述的颗粒通过名称为ProcessandApparatusforManufacturingCrumbandPowderRubber的第7,445,170号美国专利所述的低温研磨系统和名称为Conical-ShapedImpactMill的第7,861,958号美国专利所述的冲击式研磨机制备。在本公开内容的其他实施方案中，这些微粉化的橡胶粉是通过本领域普通技术人员将会想到的各种其他已知的方法和技术制备的，并且本文使用的粉末不限于本文所描述的特定低温研磨方法。也如本文中所使用并在所附证据中记载的，“MD-400”通常是指符合常规目标准(例如，美国标准筛系列，ASTME11:95)的再生弹性体材料组合物(即，微粉化的橡胶粉)，其颗粒尺寸会通过具有较大开口的筛，但会被40目筛(例如，开口尺寸为0.425mm)保留，“MD-180”通常是指符合常规目标准的MRP，其颗粒尺寸会通过具有较大开口的筛，但会被80目筛(例如，开口尺寸为0.180mm)保留，“MD-105”通常是指符合常规目标准的MRP，其颗粒尺寸会通过具有较大开口的筛，但会被140目筛(例如，开口尺寸为0.106mm)保留，依此类推。此外，“TR”通常是指由轮胎橡胶制造的MRP，并且“EP”通常是指由乙烯丙烯二烯单体(例如，“EPDM”)橡胶制造的MRP。这样，MD-400-TR、MD-180-EP、MD-105-TR、MD-105-EP等是专有品牌名称，用于描述由LehighTechnologies,Inc.制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热塑性弹性体组合物，其包含基础弹性体、回收的硫化橡胶和反应性三元共聚物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170503 US 62/5006471.一种热塑性弹性体组合物，其包含基础弹性体、回收的硫化橡胶和反应性三元共聚物。


2.权利要求1所述的组合物，还包含共反应剂。


3.权利要求2所述的组合物，其中，所述共反应剂选自酸酐、TMA、PPA及其组合。


4.前述权利要求中任一项所述的组合物，其还包含加工助剂。


5.前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述基础弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·罗森迈耶，
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