[发明专利]用于聚合物废料处理的方法、工艺和设备

说明书

技术领域

本发明总体涉及聚合物废料处理。更具体地，本发明涉及可能与非聚合物材料或金属关联的聚合物废料的处理。

在具体的实施例中，本发明涉及结合金属增强体的聚合物废料，例如使用过的轮胎、传送带、呼吸设备等。本发明还涉及废料处理装置和处理聚合物废料的方法。

虽然参照部分轮胎分解过程将便于描述本发明，但是本发明不限于该应用，并且可用于其他类型的聚合物废料，以提供可之后用于其他应用中的产物。

背景技术

贯穿本说明书的讨论由于发明人的认识和/或发明人对一些相关技术领域的问题的辨识而产生，并且，本说明书中包括对文件、装置、行为或知识的讨论用于说明本发明的内容。不应被认为是认可形成现有技术库的一部分或本发明的并且在本文中要求的优先权日当天或之前澳大利亚或其他国家中相关技术领域中的公知常识的任何材料。

应意识到，本说明书中包括文件、装置、行为或知识的任何讨论用于说明本发明的内容。进一步地，贯穿本说明书的讨论由于发明人的认识和/或发明人对一些相关技术领域的问题的辨识而产生。而且，包括本说明书中的例如文件、装置、行为或知识的材料的任何讨论用来根据发明人的知识和经验说明本发明的内容，并且因此，任何这样的讨论不应被认为是认可形成现有技术库的一部分或本发明的并且在本文中和发明人的澳大利亚临时专利申请2009902282中要求的优先权日当天或之前在澳大利亚或其他国家中相关技术领域中的公知常识的任何材料。

轮胎废料

聚合物废料，例如使用过的轮胎，已经变成世界范围的经济和生态问题。轮胎包含多种聚合物，所述聚合物包括天然橡胶共聚物和合成橡胶，例如SBR(丁苯橡胶)和丁二烯橡胶、氰基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶和聚硫橡胶。轮胎还包含金属，例如锌和钢。多种其他有机和无机化学物质也添加到轮胎聚合物，包括硫化剂、促进剂、抑制剂、颜料、填料、缔合剂、软化剂、抗氧化剂、防老化剂和干燥剂。

处置

而且，轮胎中的聚合物仅为整体结构的一部分。橡胶首先连接到例如由钢丝或织物和钢丝绳制成的带等的轮胎增强体。

大量当前用于处置废弃轮胎的方法不仅代表了作为原材料的聚合物的经济浪费，而且还促成与在陆地和海洋环境中倾倒垃圾相关的生态问题。。特别地，无机和有机化学物质从倾倒的轮胎的浸析将毒素释放到环境中，并且造成相当大的火灾危险。

用于解决与轮胎处置相关的问题的一些现有技术方法包括以下所列：

●燃烧，是使轮胎燃烧。但是污染是与该方法相关的严重问题。

●高温分解，是橡胶到炭黑和气态及液态有机化合物的转变工艺。但是该工艺由于涉及的高温而消耗大量的能量并且所得产物工业用量小。

●低温冷冻法，是将橡胶制品冷冻来使其脆化，随后机械破坏，并且去除大部分关联元件。但是，需要高能耗来提供足够的液氮量且不均匀冷冻橡胶是使用该方法的严重问题，这不能使轮胎内的不同质量的橡胶选择处理。

●其他机械橡胶破坏方法，例如轮胎的切割和研磨。但是，这些方法出现与低效的橡胶从金属增强体分离、高能耗、高设备损耗和低产量并且不能使轮胎内不同质量的橡胶选择处理相关的问题。

●再生，是制备新的可塑产品。但是，再生工艺往往产生相对高水平的污染。

●其他橡胶产品的处理方法，包括同时将橡胶暴露于机械载荷和包含气体的臭氧，以使橡胶破裂，并且促使橡胶从其增强体材料分离。这些包括例如EP 0 816 035A1/B1和US 6 579 950B2中公开的方法和装置。当前与这些方法相关的问题是其高能耗，具有使得该装置的技术实现非常困难的复杂的结构，在包含臭氧的腔室中包括复杂的轮胎变形装置，具有低产率，并且不能选择处理轮胎内不同质量的橡胶。

●进一步地，特别指出本发明关于下面的现有技术的区别：

1.LT 2004025A，其中重要的是，本发明利用聚合物废料的初始变形及其形成的材料的特性，所述聚合物废料的初始变形发生在本发明的反应腔室外部，在其进入所述反应腔室之前，并且在与例如臭氧气体等腐蚀介质接触之前。另外，在本发明中，可允许腐蚀介质进入反应腔室中，清除存在的任何空气，或者，在允许腐蚀介质进入反应腔室之前可排空壳体。