[发明专利]再生橡胶产品和方法

说明书

技术领域

本公开大体上涉及一种再生橡胶产品以及用于制造再生橡胶产品的工艺和材料。

背景技术

通过脱硫来再生使用过的或丢弃的硫化橡胶产品(包括但不限于轮胎、鞋类、生产废料、工业零件和其它橡胶产品)已被证明是一个极具挑战性的问题。这个问题可以归因于硫化作用使橡胶或弹性体中的聚合物与硫交联这一事实。得到的交联橡胶或弹性体是热固性的，从而防止其熔融或重新形成其它产品，如热塑性聚合物或金属。使用再生材料的关键挑战包括确保化工原料持续地进料到新零件中以及将所述化工原料掺入现有橡胶制剂中，性能没有损失。

越来越迫切地需要回收和脱硫用过的或丢弃的轮胎和其它橡胶产品，和以安全地、经济地且可预测地产生再生橡胶产品的方式回收它们，所述再生橡胶产品具有与仅使用原胶作为橡胶输入制得的硫化橡胶产品类似的均一微结构和结构特性。

本发明包括一种再生橡胶产品，其具有与仅使用原胶制得的那些产品类似的期望结构特性。本发明包括一种具有商业可行的再生橡胶，用于以用于使用原胶制造硫化橡胶产品所用的相同或类似工艺制造高品质、高性能、耐久的、消费橡胶产品和工业零件和物品。

本发明包括一种再生橡胶复合物，其重构硫化橡胶，所述硫化橡胶具有与可用于橡胶产品制造工艺中的原胶足够类似的结构特性。虽然其它现有方法已将再生橡胶与大量原胶混合以避免低品质的再生橡胶聚合物或弹性体的缺陷，但是此种混合减少了使用再生橡胶代替原胶的能量、环境和商业优点。

Fan等人的美国专利号7,767,722中公开了用于将橡胶脱硫的方法，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。诸位发明人已经发现，取决于被选择用于再生的橡胶的类型、用于脱硫的条件、用于加工脱硫橡胶的条件和用于硫化脱硫橡胶的条件，可以获得具有各种不同特性的再生橡胶产品。具体来说，本文所描述的发明涉及一种再生橡胶产品和用于制造再生橡胶产品的工艺，其中脱硫橡胶产品具有与原胶类似的均一结构特性，并且硫化再生橡胶产品具有与仅使用原胶作为橡胶输入而制得的硫化橡胶产品类似的特性。

发明内容

本发明的一个方面提供一种具有与原胶类似的均一结构特性的脱硫橡胶产品。本发明的另一个方面提供一种用于安全地、经济地且可预测地制造具有与原胶类似的均一结构特性的脱硫橡胶产品的工艺。

本发明的另一个方面提供一种再生硫化橡胶产品，其具有与使用原胶作为唯一橡胶输入材料而制得的硫化橡胶产品类似的结构特征。本发明的另一个方面提供一种用于以可预测的且在环境上和经济上有利的工艺制造再生硫化橡胶产品的方法，所述再生硫化橡胶产品具有与使用原胶作为唯一橡胶输入材料而制得的硫化橡胶产品类似的结构特性。

根据本发明的一个方面，再生橡胶产品是用于制造最终硫化再生橡胶产品的前体材料。所述前体材料是通过使用松节油液体作为脱硫剂以加工含有硫交联物的硫化橡胶而制得的。

松节油液体是选自由以下组成的组的任何一种或多种液体：天然松节油、合成松节油、松油、d-柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油醇、β-松油醇、γ-松油醇、3-蒈烯、茴香脑、二戊烯(对薄荷-1,8-二烯)、萜烯树脂、诺卜醇(nopol)、蒎烷、莰烯、对伞花烃、茴香醛、氢过氧化2-蒎烷、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、乙酸异冰片酯、水合萜二醇、罗勒烯、2-蒎烷醇、二氢月桂烯醇、异冰片、α-松油醇、别罗勒烯、别罗勒烯醇、香叶醇、2-甲氧基-2,6-二甲基-7,8-环氧辛烷、樟脑、对薄荷-8-醇、乙酸α-松油酯、柠檬醛、香茅醇、7-甲氧基二氢香茅醛、10-樟脑磺酸、对薄荷烯、乙酸对薄荷-8-酯、香茅醛、7-羟基二氢香茅醛、薄荷醇、薄荷酮、其聚合物和其混合物。

根据本发明的一个优选方面，松节油液体是选自由α-蒎烯、β-蒎烯、α-松油醇、对伞花烃、其聚合物和其混合物组成的组的任何一种或多种液体。

根据本发明的一个方面，硫化橡胶可以用便于与松节油液体接触的任何尺寸提供。橡胶可以厚块、一片或多片、或块体的形式提供，例如汽车轮胎或卡车轮胎的大片段或碎片、汽车零件、鞋底、工业产品、橡胶生产废物等。橡胶可以包括完整装置或物品，例如完整轮胎或薄板。根据本发明的一个优选方面，硫化橡胶以硫化橡胶粒的形式提供。根据本发明的一个优选方面，橡胶粒具有约0.074毫米到约50毫米的平均粒度。