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超细胶粉母料,目前已有建材、废轮胎循环利用等技术领域使用了这一新名词,但需注意的是,此词在各领域所表述的内涵一般是不相同的。在废轮胎循环利用领域,由于制备硫化橡胶粉技术所经历的各个技术发展阶段和其对应的胶粉细度的差异所致,行业中一般将20~40目的胶粉叫粗胶粉,将40~100目的胶粉叫精细胶粉,100~200目的叫超细胶粉,细于200目的就称微细胶粉。而将100~200目的超细胶粉称作母料,其中的一个原因是由于所述物料是含有100~200目的超细胶粉和别的物料的混合物所致。在废轮胎循环利用领域,超细胶粉母料是指对一类由至少是在100~200目范围的包括废轮胎在内的废橡胶超细胶粉,与也包括废轮胎在内的废橡塑制品热裂解渣的至少是过200目筛的粉末的设定比例混合物产品的简称或俗称。目前正在寻求产业化实施的废轮胎源的超细胶粉母料产品,是按对废轮胎资源实施“全额、绿色、高值、节能”化的至少是四项工艺要求全扣合理念开发的胶粉类产品。此产品系列及其生产方法和成套装备等的全套核心技术由中国的陈汇宏和胡嘉庆发明。其核心技术专利包括但不限于ZL200810083330.6。
用废轮胎制超细胶粉母料的制备工艺是:
用脱除了钢丝的粗轮胎胶粉,如20~30目废轮胎粗胶粉,将其与废轮胎的热裂解炭黑渣粉按如100:10~50等的设定比例混合,再用粉碎机在常温下将此粗胶粉与炭黑渣粉的混合物先粉碎至过100目筛,然后再将过100目筛的超细胶粉与炭黑渣粉的混合物与塑化助剂进行配方改性,所述的改性,其处理过程,是一个在室温条件下的混合过程,经改性混合过程后即得到超细胶粉母料产品。用废轮胎制备超细胶粉母料,其副产物是钢丝和燃料油或是它们的深加工产品。超细胶粉母料和钢丝、燃料油或是它们的深加工产品,都是市场中长期紧缺的原料产品。
此项胶粉类产品技术,对废轮胎的利用率能达到97.5%~99.0%;生产过程能实现无污染;所得产品皆为绿色和高价值的二次原料产品;其电耗能降至现有废轮胎再生橡胶吨耗电量的一半以下。用废轮胎制备超细胶粉母料,此项技术是集成了现有废轮胎各利用技术的长处,使其长处更长;是集成利用现有废轮胎各利用技术的短处,使其短处变无或变长。此产品经检测后确认的特点是:
(1)、粒度细 细于100目且经塑化处理,用其掺入胶料,能在模压的硫化胶料的刀切断面中看不到明显的胶粉颗粒;
(2)、比重小 ≈1.17~1.3(远小于普通炭黑的1.8);
(3)、含胶多 ≥40%;
(4)、复原好 能保留原废轮胎中硫化橡胶拉伸强度的2/3左右(拉伸强度一般在12MPa以上),并能保留胶粉所携原轮胎料中的多种助剂的原物性;
(5)、耐磨好 超细胶粉母料样品在加入量不多于60份时,其混合硫化胶的磨耗不会高于被加入的背景胶料;在加入量等于20~30份时,其混合硫化胶的磨耗会有一明显远低于背景胶料的磨耗下降[如:57~45(mm3/40m)];硫化温度从155℃~180℃范围内,不会引起磨耗曲线的增量变化,当超细胶粉母料被大剂量加入时,如30~240份范围,其磨耗曲线仅呈平坦缓慢的上升直线[如:上升斜率为0.235(mm3/40m)/份(超细胶粉母料)]。
(6)、分散佳 入辊即能成团,混炼方便,有助于降低混炼能耗;
(7)、多功能 能改进硫化胶料的某些物理性能,如改善其硬度,定伸应力,疲劳生热等指标;在橡胶制品硫化过程中具有消汽效应,能使产品合格率上升;能减少或省略塑炼工序(因其中含有嚼解剂组份);
(8)、环保好 超细胶粉母料所用的配合剂中不含煤焦油、松焦油、芳烃油、妥而油等有臭有毒物料,符合环保清洁产品的要求;
(9)、掺量大 橡胶制品配方中超细胶粉母料掺入量大,在24~8Mpa拉伸强度的高、中档制品胶料配方中,通常至少可掺入15~400份;
(10)、易掺配 加工中不掺入碳酸钙、陶土等体质填料,既能方便地配入不用碳酸钙、陶土等体质填料的高档胶料,也能与掺入碳酸钙、陶土等体质填料的中档胶料配方相衔接。
超细胶粉母料的主要用途:
由于超细胶粉母料具有不同于现时市场上的再生橡胶、精细胶粉、塑化或活化精细胶粉、高强力再生橡胶等二次原料橡胶的诸多优点,因此,超细胶粉母料会被更多地在占据产业主流地位的高、中档橡胶制品的配方中采用,这对缓解我国橡胶资源长期对量大面广的高、中档橡胶制品领域需求紧缺的现实,并能有效解决新原料橡胶及其所涉辅配料不断上涨给橡胶制品厂带来成本上涨的压力,更具有雪中送炭的积极作用。
具体地讲,由于再生橡胶、高强力再生橡胶因具有严重的特征性恶臭,它们在近人的室内、车内制品领域受到*;又因再生橡胶、高强力再生橡胶的耐磨、耐压性较差,它们在轮胎胎面胶中的应用受到了很大*;另外由于精细胶粉、塑化或活化精细胶粉的颗粒过粗,用它们掺配的胶料,在其硫化胶的刀切断面上能见有明显的颗粒,导致此种胶料的耐磨、耐折性亦较差。
由此解释可以明了,现时用废轮胎生产的再生橡胶、精细胶粉、塑化或活化精细胶粉、高强力再生橡胶等二次原料橡胶,由于它们的物性,不能被高、中档橡胶制品业大量使用,致使其市场价格与天然橡胶价格的距离持续拉大。
超细胶粉母料在配方中替代精细胶粉等传统二次原料橡胶的相对量,一般至少在2~6倍范围,但其价格却低于精细胶粉等传统二次原料橡胶的2倍价;在配方中使用超细胶粉母料,会使下游橡胶制品企业在提高其产品质量的基础上,能较使用传统二次原料橡胶的配方价不变或大幅下降。
据2012年的行业统计,中国每年轮胎等橡胶制品生产所需新原料橡胶约740万吨,估计到2015年新原料橡胶需求将近900万吨左右,此量仍约占世界产量的30%。“超细胶粉母料”是细于100目废轮胎胶粉和废轮胎裂解所得的携有氧化锌的炭黑等的无污染提质改性混合物,其能部分替代或大部分替代新原料胶(天然胶或合成胶)、炭黑、氧化锌等高价物料的集合,被用于耗用新原料橡胶70%的中高档主流橡胶制品中,且其价格尚低于新原料胶市价的1/3(≥8MPa扯断强度的中高档主流橡胶制品的胶料配方价≥新原料橡胶市价的2/5),因此本产品在中国橡胶产业界,拥有远大现实的市场需求。
它是目前已知的,超越完成我们国家七部委联合颁布的《废物资源化科技工程十二五专项规划》中所制定的废轮胎利用“研发规划”的新成果之一,其中的三项子成果分别在上海市三届发明竞赛上分获了二等奖和金奖,2009年5月成为上海市总工会、知识产权局推荐的二十项职工创新成果之一,入选《长三角职工科技创新新成果推介项目汇编》。