[发明专利]制造补强橡胶制品用碳化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造补强橡胶制品用碳化物的方法，特别涉及能够有效利用聚合物废弃物的制造补强橡胶制品用碳化物的方法。

背景技术

通常，为了开发功能性材料，各种聚合物材料如橡胶材料和树脂材料等已经工业生产。另一方面，聚合物工业的发展已导致通用材料的大批量生产和消耗，聚合物废弃物的处理是必须尽快解决的关键问题。为了解决该问题，聚合物材料的再利用和回收等方面的技术进步是必需的。例如，随着机动化的传播，作为必需的汽车组件，现在大批量生产和大量消耗橡胶材料制造的轮胎，产生庞大数量的废轮胎。因此，促进了对废轮胎回收和有效利用的研究，特别是可用料的回收已变成主要问题。例如，JP8-027394A(PTL1)公开了一种通过有机废物如废轮胎的热分解或不完全燃烧生产炭黑的方法。

通过聚合物废弃物热分解或不完全燃烧得到的碳化物通常包括除烃以外的物质，因此不同于通过烃的热分解或不完全燃烧得到的、几乎完全由碳构成的碳材料(即就本意来说的炭黑)，在与橡胶组合时，该碳化物未显示出对橡胶组合物的足够补强效果。因此，在由聚合物废弃物提供的回收和有效利用的价值中，仍存在改进的余地。

因此，JP2010-141099A(PTL2)公开了一种通过将碳化物与炭黑混合得到补强橡胶用碳材料的方法，即使当与橡胶组分组合时，所述碳材料也具有足够的补强效果，尽管包含碳化物通常认为具有微弱的橡胶补强性质。

引文列表

专利文献

PTL1:JP8-027394A

PTL2:JP2010-141099A

发明内容

然而，使用PTL2中公开的该方法，在碳化物和炭黑的混合物的混合过程中，已观察到物理性质的大幅下降。因此，已认为必须找到有效利用聚合物废弃物的制造增强用碳化物的方法，其即使在制造炭黑过程中占主导地位的粉末结构组分的混合物中也能够获得与预期的炭黑大致相同的橡胶配混物理性质。

为了解决传统方法中发现的上述问题，因此本发明的目的是提供一种能够有效利用聚合物废弃物的制造补强橡胶制品用碳化物的方法。

本发明人充分研究了如何实现上述目的，结果发现，通过调节补强橡胶用碳化物的制造过程中的造粒条件，所述碳化物包括通过聚合物废弃物的热分解或不完全燃烧得到的碳化物，对于通常认为补强效果差的粉末材料的粒状混合物，能够获得比得上纯炭黑或造粒物的混合物的效果，从而导致了本发明的完成。

即，根据本发明所述制造补强橡胶制品用碳化物的方法包括下述步骤：将碳化物(A)与炭黑(B)混合以得到所述碳化物(A)和所述炭黑(B)的混合物，所述碳化物(A)是通过聚合物废弃物的热分解或不完全燃烧并通过粉碎而变成粉末来得到的；和使用造粒机在70rpm-130rpm的转速下将所述混合物造粒。

通过调节所述碳化物(A)和所述炭黑(B)的混合方法、混合装置和混合条件等以满足特定的要求，能够改善所得到的造粒物与橡胶组合时的橡胶配混性质。

根据本发明所述制造补强橡胶制品用碳化物的方法，所述碳化物(A)与所述炭黑(B)的混合质量比(A/B)优选在1/99至50/50的范围内。根据本发明所述制造补强橡胶制品用碳化物的方法包括下述步骤：通过保持被造粒物相对于造粒空间的填充率(供给)低和保持所述空间中的转速低，以保持将所述造粒物粉碎至低水平所需的力和导致在1,000psi-10,000psi的压力范围下在水银孔隙仪中出现水银压入现象，将造粒混合物造粒。

在根据本发明所述制造补强橡胶制品用碳化物的方法中，在将所述混合物造粒的步骤中，所述造粒机的转速优选为110rpm-130rpm。

此外，所述炭黑(B)优选是粉末材料，或在炭黑制造过程中得到的造粒后的造粒物的粉碎物。

根据本发明，通过调节补强橡胶用碳化物的制造过程中的造粒条件，所述碳化物包括通过聚合物废弃物的热分解或不完全燃烧得到的碳化物，对于已注意到具有差的硫化橡胶性质、特别是拉伸应力性质的粉末材料的混合造粒物，在与橡胶组合时，能够获得比得上纯炭黑或者是造粒物的混合物的效果。

附图说明

参考所述附图，以下将进一步描述本发明，其中：

图1示意性示出在制造所述碳化物(A)中使用的热分解装置；