[发明专利]由工程回收橡胶粉末制备的热固性组合物

说明书

由工程回收橡胶粉末制备的热固性组合物。一种热固性组合物材料，用于制造包括铁路枕轨的结构组分，包括一定量硫化橡胶颗粒的、基本上均匀的混合物，所述橡胶颗粒包括预定比例的不同颗粒尺寸；以及一种热固性弹性粘结剂，加入到硫化橡胶颗粒中。所述混合物可以包括大约30％至大约90％重量百分比的硫化橡胶颗粒，所述混合物在预定温度和压力下模压一段停留时间，形成所述组合物材料。选择不同颗粒尺寸的橡胶颗粒的比例，以使所述组合物材料具有希望的密度或者在希望的密度范围内。

交叉引用相关申请

本申请要求2010年6月4日申请的临时申请61/351,369的权利，并且在此将其整体引用组合。

技术领域

本发明涉及一种用于制备结构组分的组合物材料，以及制备所述组合物材料的方法。尤其是，本发明实施例涉及利用工程回收橡胶粉末制备的热固性组合物材料。

背景技术

已经出现了多种用于粉碎废弃橡胶制品，例如轮胎，的工艺和方法，其中，废弃橡胶制品剪切至能够重新用于制备新橡胶制品的尺寸，这种颗粒形式的橡胶产品也被称为橡胶屑或橡胶粉末。橡胶粉碎工艺和设备必须克服橡胶的高弹性，实际上，橡胶产品在环境温度下磨碎或切碎产生足够的热，所得橡胶颗粒相对是非反应形的，另外，这种工艺生产的橡胶屑包括更大的和不均匀的颗粒尺寸。然而这种工艺制备的橡胶屑，用来制造新的橡胶制品是便宜和经济的，但这种橡胶屑不能用来制成“橡胶基”产品，即，橡胶屑本质上被用作填充材料，因为橡胶聚合物不能与其它聚合物交联。

实际上，橡胶屑在工业组合物和产品中，已被用作第二成分，并未被用作主要基础聚合物，根据其设计复合物，其它添加剂和组分也被添加。一般商业上工业材料中用量在1％～15％范围内。这种例子中，橡胶屑被用作基础聚合物的非技术填料，例如，加入更多橡胶屑将明显降低组合物材料的抗拉强度。

由于它不能够化学键合，一些现有技术组合物设计为引入塑料作为基础聚合物，并利用挤出模压技术以将橡胶屑封装，另外，过去使用的热塑性弹性体(TPE’s)具有差的耐化学和耐热性，以及低的热稳定性，这种TPE’s常常在高温下软化或熔融，聚合链降解。使得组合物材料不能使用。

已经出现了其它粉碎橡胶制品的工艺，据此，某些工艺的步骤被热力学控制。即，橡胶颗粒温度被控制或保持在足够低的温度，因此，橡胶在工艺过程中的温度不会升高至导致弹性性能被破坏的玻璃化转变温度之上。这种工艺能够生产具有较小的颗粒尺寸和更均一的颗粒尺寸分布的橡胶屑粉末。另外，橡胶屑颗粒更具潜在的于其它聚合物的反应性和交联键合能力。然而，目前的工艺、方法或设备还没有发展到利用这一技术来生产被模压或配置用做功能和结构组分的组合物材料。

提供一种组合物材料，其包括作为基础材料的工程回收橡胶颗粒用来制备结构组分如铁路枕轨，是尤其有利的，由于发展中国家在恶劣的气候(极热/冷、潮湿、UV/阳光、昆虫)下建造它们的交通基础设施，更持久技术材料需要被使用以在长时间中和前期融资成本，和降低维护成本，这种组合物材料的应用能够克服在远程位置维护轨道的困难和降低废物处理。

发明内容

本发明一种实施例包括一种热固性组合物材料，其组合了工程回收橡胶颗粒(ERRP)作为基础聚合物和主要组分，其中还加入了补充成分，以增强和改善希望的机械和物理性能。一般重量包括30％重量分数的ERRP，或更多，一般范围在60％～90％；混合有热固性弹性结合剂。这种混合物在预定压力和温度下，被施加模压压力，以形成热固性组合物材料，其可用于例如铁路枕轨的结构组分。