通過熱解廢膠獲得炭黑粉末的方法、由此獲得的炭黑及其用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于再生廢膠的方法，所述方法包括熱解廢膠以獲得焦料并研磨由此獲得的焦料的步驟。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的炭黑粉末和炭黑丸粒。此外，本發(fā)明涉及所述炭黑粉末的用途并涉及包括所述炭黑粉末的組合物。
【專利說明】通過熱解廢膠獲得炭黑粉末的方法、由此獲得的炭黑及其 用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及再生廢膠的方法，所述方法包括熱解廢膠以獲得焦料（char material)并研磨由此獲得的焦料的步驟。本發(fā)明還涉及通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的炭 黑粉末和炭黑丸粒（pellets)。此外，本發(fā)明涉及所述炭黑粉末的用途并涉及包括所述炭黑 粉末的組合物。

【背景技術(shù)】
[0002] 輪胎再生或橡膠再生是將由于磨耗或不可修補(bǔ)的損壞（例如刺穿）造成不再 適用于車輛的輪胎（通常是車輛的輪胎）再生的方法。這些輪胎也被稱為報廢輪胎 ('End-of-Life'（ELT)tyres)。由于大體積生產(chǎn)和它們的耐久性，這些輪胎在廢棄物的最 大且問題最多的來源之列。
[0003] 來源如汽車和卡車的使用過的橡膠輪胎包括如果成功再生便可用于各種工 業(yè)用途的材料。延長此類輪胎中材料的壽命是特別是在輪胎工業(yè)中搖籃至搖籃產(chǎn)品 (cradle-to-cradle products)的實(shí)施中十分關(guān)注的領(lǐng)域。
[0004] 然而，再生輪胎是困難且昂貴的處理，結(jié)果每年有成千上萬的輪胎磨損并積累在 填埋場中。廢胎的體積大，且即使壓實(shí)它們也占據(jù)大量空間。此外，此類使用過的輪胎如果 燃燒還引起空氣污染。
[0005] 再生輪胎的一個已知方法是借助熱解。熱解在缺氧下使用熱來分解輪胎產(chǎn)生鋼、 揮發(fā)性氣體和碳質(zhì)焦（carbonaceous char)。碳質(zhì)焦料富有可用于大量用途的炭黑。
[0006] 然而，將廢胎再加工為有價值的最終材料在經(jīng)濟(jì)上可行的方式還不了解?？膳浠?源自廢膠的炭黑粉末的有價值的產(chǎn)品的實(shí)例包括轎車和輕型貨車輪胎、鞋底和鞋跟、輸送 帶、汽車和家居用品墊（car-and houseware-mats)、制動器和離合器墊、V-帶、地板、電纜絕 緣、軟管。
[0007] 目前，源自廢胎的炭黑粉末具有與之相關(guān)的許多問題，例如高揮發(fā)分含量妨礙現(xiàn) 有技術(shù)的炭黑研磨至小于40微米的粒徑。這是因?yàn)榇罅繐]發(fā)分降低焦炭被研磨的能力。在 本領(lǐng)域中，具有高揮發(fā)分含量的焦料被認(rèn)為是'脆的'。這種所謂的脆性是決定材料的可研 磨性的關(guān)鍵因素，從而隨著揮發(fā)分含量的增加使焦料逐漸不太可研磨。因此，此類炭黑不能 加入所述有價值的產(chǎn)品中。
[0008] US5037628公開了在一步熱解法中通過熱解廢胎從廢胎再生碳質(zhì)材料以形成焦料 的熱解方法。
[0009] US2002119089記載了涉及使用旋轉(zhuǎn)鉆孔機(jī)（rotating auger)的用于熱解廢胎的 一階段法。炭黑產(chǎn)品具有〇. 125mm的平均粒徑，使得產(chǎn)品僅適用于低級別的用途。
[0010] US 2008286192記載了兩階段輪胎熱解的分批法。焦料不被研磨而是直接用于橡 膠制劑中。
[0011] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法通過熱解廢膠獲得的焦料的問題是不能將焦料研磨成適用 于有價值的產(chǎn)品的粒徑。存在于所得焦料中的不能接受的高水平揮發(fā)分妨礙研磨成炭黑粉 末。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的問是頁
[0013] 因此，本發(fā)明的目的是提供熱解廢胎的方法來生產(chǎn)可被研磨的焦料，從而生產(chǎn)可 用于橡膠和熱塑性組合物的炭黑粉末。
[0014] 本發(fā)明的另一目的是提供炭黑粉末用作具有改進(jìn)性質(zhì)的橡膠中的填料或補(bǔ)強(qiáng)劑。
[0015] 本發(fā)明的另一目的是提供使用更廉價且更容易獲得的原料（廢胎）但具有某些商 購可得的炭黑粉末的粒徑分布的炭黑粉末。
[0016] 用于解決問題的方案
[0017] 第一方面中本發(fā)明提供一種用于再生廢膠、特別是輪胎的方法，所述方法包括下 列步驟：
[0018] i)熱解廢膠以獲得焦料；
[0019] ii)研磨在步驟i)中獲得的焦料以獲得炭黑粉末；
[0020] 所述方法的特征在于在步驟i)中的熱解至少包括兩階段熱解過程，其中所述兩 階段熱解過程包括：
[0021] a)第一熱解階段以獲得中間焦料和
[0022] b)第二熱解階段以獲得焦料和其中階段a)或b)的至少之一在回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行。
[0023] 在一個實(shí)施方案中，在第一熱解階段a)中，存在于所述廢膠中的揮發(fā)分的百分比 降低至約5-10重量％的量，基于所述中間焦料的總重量，和其中將中間焦料引入第二熱解 階段b)，所述第二熱解階段b)中揮發(fā)分百分比進(jìn)一步降低至小于2. 5重量％、優(yōu)選小于 2. 0重量％的百分比，基于所述焦料的總重量。
[0024] 在一個實(shí)施方案中，在第一熱解階段a)期間的溫度優(yōu)選500-800°C、更優(yōu)選 600-700°C和甚至更優(yōu)選 630-670°C。
[0025] 在一個實(shí)施方案中，在第二熱解階段b)期間的溫度優(yōu)選在550-800°C之間、更優(yōu) 選650-750°C和甚至更優(yōu)選680-720°C。
[0026] 在一個實(shí)施方案中，第一熱解階段a)和第二熱解階段b)各自的停留時間獨(dú)立地 在20-50分鐘之間，優(yōu)選25-45分鐘和更優(yōu)選30-40分鐘。
[0027] 在一個實(shí)施方案中，第一熱解階段a)和第二熱解階段b)各自的停留時間在持續(xù) 時間上基本相等。
[0028] 在一個實(shí)施方案中，在第二熱解階段a)中揮發(fā)分百分比降低至小于1. 0重量％， 基于所述焦料的總重量。
[0029] 在一個實(shí)施方案中，步驟ii)的研磨使用壓縮空氣或蒸汽通過噴磨（jet milling)來進(jìn)行。
[0030] 在一個實(shí)施方案中，步驟ii)的研磨以使得從步驟ii)獲得的所述炭黑粉末具 有D50〈10 μ m且D99〈40 μ m的粒徑分布、優(yōu)選D50〈5 μ m且D99〈20 μ m的粒徑分布、更優(yōu)選 D50〈l μ m且D99〈10 μ m的粒徑分布、甚至更優(yōu)選D50〈0. 5 μ m且D99〈2 μ m的粒徑分布這樣 的方式進(jìn)行。
[0031] 在一個實(shí)施方案中，在步驟ii)之后進(jìn)行丸?；母郊硬襟E（（步驟iii))。
[0032] 在一個實(shí)施方案中，步驟iii)的丸?；ㄟ^將粘合劑與步驟ii)中獲得的炭黑粉 末混合并將由此獲得的混合物丸?；垣@得丸粒狀炭黑粉末來進(jìn)行。
[0033] 在一個實(shí)施方案中，粘合劑為預(yù)膠凝化淀粉。
[0034] 本發(fā)明還涉及一種源自廢膠的炭黑粉末，其中所述源自廢膠的炭黑粉末包括：
[0035] a) 60-98重量％的炭黑，
[0036] b)小于2. 0重量％的揮發(fā)分，
[0037] c) 0-30重量％的二氧化硅。
[0038] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末另外包括基于所述炭黑粉 末的總重量的1-5重量％的氧化鋅，
[0039] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末另外包括基于所述炭黑粉 末的總重量的1-5重量％的硫化鋅。
[0040] 在另一實(shí)施方案中，氧化鋅和硫化鋅之間的比例在1:10至10:1之間，優(yōu)選在1:2 和2:1之間。
[0041] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末具有優(yōu)選D99小于30μπι 且D50小于6 μ m、優(yōu)選D99小于20 μ m且D50小于4 μ m、更優(yōu)選D99小于9 μ m且D50小于 3 μ m、甚至更優(yōu)選D99小于4 μ m且D50小于0. 3 μ m的粒徑分布。
[0042] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末具有至少60m2/g、優(yōu)選至 少70m 2/g的BET表面積和甚至更優(yōu)選至少75m2/g的BET表面積。
[0043] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末具有D50〈0. 5μπι的粒徑 分布和至少75m2/g的BET表面積。
[0044] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末具有在46_86m2/g之間、優(yōu) 選59-79m 2/g、甚至更優(yōu)選64-74m2/g的STSA (統(tǒng)計厚度）表面積。
[0045] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末具有小于0. 50mg/kg、優(yōu)選 小于 0.25mg/kg、更優(yōu)選小于 0.01mg/kg 的多環(huán)芳煙（polyaromatic hydrocarbon, PAH)含 量。
[0046] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末具有在67_97m3/g之間、優(yōu) 選在72_92m 3/g之間、更優(yōu)選在77_87m3/g之間的吸油值（oil absorption number)。
[0047] 在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末具有在20_40nm之間、優(yōu) 選在26_36nm之間、更優(yōu)選28_34nm之間的一次粒徑。
[0048] 本發(fā)明還涉及一種源自廢膠的炭黑丸粒，其包括：
[0049] a) 60-98重量％的炭黑，
[0050] b)〈2. 5重量％的揮發(fā)分，
[0051] c) 0-30重量％的二氧化硅和
[0052] d)0. 5-1.0重量％的粘合劑。
[0053] 還在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑丸粒具有粘合劑，所述粘合 劑為淀粉，優(yōu)選預(yù)膠凝化淀粉。
[0054] 還在另一實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的丸粒狀炭黑粉末具有所述源自廢 膠的炭黑丸粒的總重量的優(yōu)選〇. 1和6. 0重量％之間、更優(yōu)選0. 3和5. 0重量％之間、甚至 更優(yōu)選0. 5和3. 0重量％之間、甚至更優(yōu)選0. 5和1. 5重量％之間的淀粉濃度。
[0055] 本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末作為橡膠組 合物、墨、涂料（paint)、浙青、熱塑性組合物或熱塑性彈性體中的填料或補(bǔ)強(qiáng)劑的用途。
[0056] 本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明涉及包括根據(jù)本發(fā)明的源自廢膠的炭黑粉末的橡膠 組合物，所述橡膠組合物具有15_30MPa之間、優(yōu)選20-29MPa之間、更優(yōu)選22-28MPa之間的 拉伸強(qiáng)度。
[0057] 本發(fā)明更多的實(shí)施方案引自所附權(quán)利要求。下面將在詳細(xì)的描述中進(jìn)一步闡明本 發(fā)明。

【具體實(shí)施方式】
[0058] 定義
[0059] 下文為在整個說明書和權(quán)利要求中使用的一些術(shù)語的定義。
[0060] '廢膠'意指橡膠廢料。一般而言，但并不專指該廢膠由不再適合使用的輪胎獲得。
[0061] '焦料'意指由廢膠料的熱解獲得的固體碳質(zhì)材料。焦料的典型組分為炭黑、料渣 (residue material)、二氧化娃、揮發(fā)分和水。
[0062] '料渣'意指存在于焦料（或如此處定義的炭黑粉末）中構(gòu)成焦料的質(zhì)量平衡的 一種或多種無機(jī)灰和任何其它化合物或元素。料渣可任選地包含氧化鋅（ZnO)、硫化鋅 (ZnS)、二氧化鈦（Ti02)、氧化興（CaO)、氧化錯（A1203、氧化鐵（Fe 203)、氧化鎂（MgO)、鈉、磷、 溴、氯、鉀和氟。
[0063] '炭黑'意指無定形碳的黑色細(xì)小分散形式。換言之，膠粒形式的幾乎純的 元素碳。炭黑為例如通過氣態(tài)或液態(tài)烴在受控條件下不完全燃燒或熱分解（thermal decomposition)產(chǎn)生的。其物理外觀即為黑色細(xì)小分散丸粒或粉末。其在輪胎、橡膠和塑 料制品、印刷油墨和涂料（coatings)中的用途涉及比表面積、粒徑和結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性和顏色 的性質(zhì)。
[0064] 如此處使用的炭黑的定義不包括煙黑（在有機(jī)物質(zhì)如煤不完全燃燒期間從火焰 沉積的細(xì)小分散碳）或黑碳（black carbon)(通過含碳材料不完全燃燒獲得的幾種連接形 式的純碳）。煙黑和黑碳為兩種最常見的適用于由含碳材料如油、燃料油或汽油、煤、紙、橡 膠、塑料和廢料的不完全燃燒所得的各種不需要的碳質(zhì)副產(chǎn)物的總稱。煙黑和黑碳還包含 大量二氯甲烷和甲苯可提取材料，并可顯示50%以上的灰分含量。
[0065] 炭黑與煙黑和黑碳在化學(xué)和物理上不同。大多數(shù)類型的炭黑含有超過97%的元素 碳，所述元素碳通常排列為如成串葡萄（葡萄狀簇）的顆粒（particulate)。
[0066] 在商購可得的炭黑的情況中，有機(jī)污染物如多環(huán)式芳香族烴或多環(huán)芳烴（PAHs ; 如下定義））以極少量存在（例如在200-736mg/kg之間，取決于級別、制造方法和原料類 型），因此，它們不被認(rèn)為是生物可利用的。
[0067] '爐法炭黑'意指商購可得的源自液態(tài)烴在受控條件下不完全燃燒的炭黑。該方法 由于其高產(chǎn)量而適用于批量生產(chǎn)，并允許廣泛控制其性質(zhì)如粒徑或結(jié)構(gòu)。這是目前最常見 的用于制造從橡膠補(bǔ)強(qiáng)到著色的各種用途用炭黑的方法。爐法炭黑的實(shí)例包括由如Birla Carbon、Cabot Corporation和Orion Engineered Carbons 等公司制造的N110、N220、N330、 N550、N660 和 N772。
[0068] '熱裂法炭黑（thermal carbon black) '意指源自天然氣在缺氧下的熱分解的炭 黑。
[0069] '炭黑粉末'意指炭黑的粉末狀。換言之，炭黑的細(xì)顆粒。通過研磨焦料獲得根據(jù) 本發(fā)明的組合物中的炭黑粉末，所述炭黑粉末包括例如炭黑、料渣、二氧化硅、揮發(fā)分和水。
[0070] '源自廢膠的炭黑粉末'意指源自廢膠的炭黑粉末，優(yōu)選由廢膠熱解獲得的炭黑粉 末。
[0071] '熱解'意指在缺氧下在高溫下有機(jī)材料的熱化學(xué)分解的方法。
[0072] '兩階段熱解'意指在至少兩個單獨(dú)的階段（即至少第一階段和至少第二階段）進(jìn) 行熱解的方法。換言之，進(jìn)行至少兩個相繼的熱解處理。因此顯而易見的是，本發(fā)明還涉及 包括超過兩個連續(xù)步驟的兩階段熱解，例如，至少第三熱解步驟和任選地例如至少第四熱 解步驟。還可能的是存在兩個第一熱解階段，換言之，其中在第一和第二階段a)和b)之間 引入附加階段。至少第一熱解階段的產(chǎn)物在這里稱作中間焦料，至少第二熱解階段的產(chǎn)物 在這里稱作焦料。至少第二熱解階段還可稱作研磨階段（polishing stage)。兩個階段可 在相同的熱解設(shè)備中或在兩個單獨(dú)的熱解設(shè)備中進(jìn)行。兩個階段可在例如回轉(zhuǎn)爐中，例如 在兩個回轉(zhuǎn)爐中，或例如在間歇式反應(yīng)器和回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行。
[0073] '回轉(zhuǎn)爐'意指圓筒形容器，稍微向水平線傾斜，繞其軸旋轉(zhuǎn)。將要加工的材料進(jìn)給 至圓筒的上端。隨著爐的旋轉(zhuǎn)，材料逐漸朝下端向下移動，并可進(jìn)行一定量的攪拌和混合。 熱氣沿爐而過。氣體可以以相同方向隨著加工材料沿爐而過（并行），但優(yōu)選以相反方向沿 爐而過（逆行）。熱氣可在外部熔爐中產(chǎn)生，或可例如通過火焰在爐內(nèi)產(chǎn)生。
[0074] '揮發(fā)分'意指在廢膠熱解期間以氣態(tài)除去的任何元素或化合物。換言之，容易蒸 發(fā)的元素或化合物。典型地，熱解期間釋放的揮發(fā)分可分為不凝和可凝的。
[0075] '非可凝揮發(fā)分'是具有_200°C和80°C之間的低沸點(diǎn)的揮發(fā)分。實(shí)例為氫氣（H2)、 甲烷（CH 4,沸點(diǎn)-162°C )、乙烷（C2H6，沸點(diǎn)-89°C )、丙烷（C3H8，沸點(diǎn)-42°C )、丁烷（C4H1Q，沸點(diǎn) 〇°C )、戊烷（C5H12，沸點(diǎn)36°C )、己烷（C6H14，沸點(diǎn)69°C )、一氧化碳（C0)、二氧化碳（C02)、硫 磺⑶或氮?dú)猓∟2)。非可凝揮發(fā)分以大約10-40重量％、優(yōu)選15-30重量％、更優(yōu)選20-25 重量％的揮發(fā)分總重量存在。典型地，至少70%的非可凝揮發(fā)分具有-200°C至80°C范圍內(nèi) 的沸點(diǎn)。
[0076] '可凝揮發(fā)分'是具有85和290°C之間的沸點(diǎn)的揮發(fā)分?？赡龘]發(fā)分占大約60-90 重量％、優(yōu)選70-85重量％、更優(yōu)選75-80重量％的揮發(fā)分總重量。可凝揮發(fā)分通常為油組 分。
[0077] 可凝揮發(fā)分具有85°C和138°C之間、139°C和155°C之間、156°C和180°C之間、 181 °C和206°C之間、207°C和245°C之間、246°C和270°C之間或271 °C和290°C之間的范圍內(nèi) 的典型沸點(diǎn)。典型地，至少70%的可凝揮發(fā)分組分具有85°C和290°C之間的沸點(diǎn)。
[0078] '停留時間'意指其中在熱解步驟本身期間材料存在于熱解設(shè)備中的時間長度或 持續(xù)時間。換言之，熱解處理發(fā)生期間的時間。也就是說，熱解設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中的時間。換言 之，熱解處理的反應(yīng)時間。
[0079] '研磨'意指將材料（在本發(fā)明中為焦料）分解成較小顆粒、優(yōu)選單個（也就是非 附聚的）顆粒（particles)或小附聚物（例如直徑小于40微米）的處理。研磨后獲得的材 料在本發(fā)明中為炭黑粉末。技術(shù)人員熟悉適用于研磨焦料的許多方法。此類研磨方法和設(shè) 備的實(shí)例為組合有空氣分級機(jī)的流化床對撞式噴磨機(jī)（fluidized bed opposed jet mill) 和螺旋噴磨機(jī)。
[0080] 'D99的粒徑分布'或'D50的粒徑分布'分別意指如以體積測量的粒徑分布的第99 個和第50個百分位數(shù)。D99描述了其中99體積％的顆粒具有小于規(guī)定粒徑分布的尺寸的 顆粒樣品。D99〈x微米意指99體積％的顆粒具有小于X微米的尺寸。D50描述了其中50 體積％的顆粒具有小于規(guī)定粒徑分布的尺寸的顆粒樣品。D50〈x微米意指50體積％的顆粒 具有小于X微米的尺寸。
[0081] 炭黑的粒徑分布為重要的性質(zhì)。對于給定負(fù)載的炭黑，黑度和補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)度隨粒徑分 布降低而增加。
[0082] 聚集體尺寸和形狀（結(jié)構(gòu)）還影響炭黑的最終用途性能，因?yàn)檩^高的炭黑結(jié)構(gòu)增 加粘度并改進(jìn)分散。彈性體體系的剛度（模量）隨著結(jié)構(gòu)增加而變得明顯更高。優(yōu)選的測 量這些性質(zhì)的方法為透射電子顯微鏡。
[0083] 粒徑分布可根據(jù)ASTM D3849-2011中公開的方法確定。粒徑分布還可在Malvern Mastersizer S Ver 2. 19儀器上使用干式或濕式激光衍射來確定。如果需要濕潤劑，貝lj這 可例如商購可得的產(chǎn)品Morvet? + Supmgil·? (比例70:30)的混合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員 將會了解何種類型的濕潤劑適合在濕式激光衍射測量期間使用?？墒┘油獠砍曇苑乐诡w 粒聚集。對用于本發(fā)明中的測量的準(zhǔn)確條件的更多細(xì)節(jié)可見于下述實(shí)施例。
[0084] 'BET表面積'意指存在于樣品中的顆粒的表面積和孔隙率。BET表面積為氣體分 子在固體表面物理吸附的量度并用作測量炭黑比表面積的重要分析技術(shù)的基礎(chǔ)。BET測量 1克炭黑的比表面積，以平方米表示。因此，BET表面積提供關(guān)于氣體分子在固體表面的物 理吸附的信息。在受控條件下在真空室中吸附物氣體的分子被物理吸附至顆粒表面上，包 括任何孔的內(nèi)表面。吸附等溫線通過測量作為引入室中的氣體體積的函數(shù)的樣品上方的氣 體壓力來獲得。然后如通過下列等式所述，使用BET理論，可將吸附等溫線的線性區(qū)用于確 定橫穿有效顆粒表面積形成單層所需的氣體體積：
[0085]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于再生廢膠、特別是輪胎的方法，所述方法包括下列步驟： i) 熱解廢膠以獲得焦料； ii) 研磨在步驟i)中獲得的所述焦料以獲得炭黑粉末； 所述方法的特征在于在步驟i)中的熱解至少包括兩階段熱解過程，其中所述兩階段 熱解過程包括： a) 第一熱解階段以獲得中間焦料和 b) 第二熱解階段以獲得焦料，和其中階段a)或b)的至少之一在回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在至少第一熱解階段a)中存在于所述廢膠中的揮 發(fā)分的百分比降低至約5-10重量％的量，基于所述中間焦料的總重量，和其中將所述中間 焦料引入所述第二熱解階段b)，所述第二熱解階段b)中揮發(fā)分百分比進(jìn)一步降低至小于 2. 5重量％、優(yōu)選小于2. 0重量％的百分比，基于所述焦料的總重量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項或多項所述的方法，其中在所述第一熱解階段a)期間的溫 度優(yōu)選500-800°C、更優(yōu)選600-700°C和甚至更優(yōu)選630-670°C，和/或其中在所述第二熱解 階段b)期間的溫度優(yōu)選在550-800°C之間、更優(yōu)選650-750°C和甚至更優(yōu)選680-720°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項或多項所述的方法，其中所述第一熱解階段a)和所述第二 熱解階段b)各自的停留時間獨(dú)立地在20-50分鐘之間，優(yōu)選25-45分鐘和更優(yōu)選30-40分 鐘，優(yōu)選所述第一熱解階段a)和所述第二熱解階段b)各自的停留時間在持續(xù)時間上相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項或多項所述的方法，其中在所述第二熱解階段a)中所述揮 發(fā)分百分比降低至小于1. 0重量％，基于所述焦料的總重量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項或多項所述的方法，其中步驟ii)的所述研磨使用壓縮空 氣或蒸汽通過噴磨來進(jìn)行。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項或多項所述的方法，其中步驟ii)的所述研磨以使得從 步驟ii)獲得的所述炭黑粉末具有D50〈10 μ m且D99〈40 μ m的粒徑分布、優(yōu)選D50〈5 μ m 且D99〈20 μ m的粒徑分布、更優(yōu)選D50〈l μ m且D99〈10 μ m的粒徑分布、甚至更優(yōu)選 D50〈0. 5 μ m且D99〈2 μ m的粒徑分布這樣的方式進(jìn)行。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一項或多項所述的方法，其中在步驟ii)之后進(jìn)行丸?；母?加步驟（（步驟iii))。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中步驟iii)的所述丸?；ㄟ^將粘合劑與步驟ii) 中獲得的所述炭黑粉末混合并將由此獲得的混合物丸?；垣@得丸粒狀炭黑粉末來進(jìn)行。
10. -種源自廢膠的炭黑粉末，其中所述源自廢膠的炭黑粉末包括： a) 60-98重量％的炭黑， b) 小于2.0重量％的揮發(fā)分， c) 0-30重量％的二氧化硅。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的源自廢膠的炭黑粉末，其另外包括基于所述炭黑粉末的總 重量為1-5重量％的量的氧化鋅，和/或基于所述炭黑粉末的總重量為1-5重量％的量的 硫化鋅。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10-11任一項所述的源自廢膠的炭黑粉末，其中所述氧化鋅和所述 硫化鋅之間的比例在1:10至10:1之間，優(yōu)選在1:2和2:1之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12任一項或多項所述的源自廢膠的炭黑粉末，其具有優(yōu)選D99小 于30 μ m且D50小于6 μ m、D99小于20 μ m且D50小于4 μ m、更優(yōu)選D99小于9 μ m且D50 小于3 μ m、甚至更優(yōu)選D99小于4 μ m且D50小于0. 3 μ m的粒徑分布。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10-13任一項或多項所述的源自廢膠的炭黑粉末，其具有至少60m2/ g、優(yōu)選至少70m2/g的BET表面積和甚至更優(yōu)選至少75m2/g的BET表面積。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10-14任一項或多項所述的廢膠炭黑粉末，其具有在46-86m2/g之 間、優(yōu)選59-79m 2/g、甚至更優(yōu)選64-74m2/g的STSA (統(tǒng)計厚度表面積）。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10-15任一項或多項所述的源自廢膠的炭黑粉末，其具有小于 0· 50mg/kg、優(yōu)選小于0· 25mg/kg、更優(yōu)選小于0· 01mg/kg的多環(huán)芳經(jīng)（PAH)含量。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10-16任一項或多項所述的源自廢膠的炭黑粉末，其具有在 67-97m3/g之間、優(yōu)選在72-92m 3/g之間、更優(yōu)選在77-87m3/g之間的吸油值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10-17任一項或多項所述的源自廢膠的炭黑粉末，其具有在20-40nm 之間、優(yōu)選在26-36nm之間、更優(yōu)選28-34nm之間的一次粒徑。
19. 一種源自廢膠的炭黑丸粒，其包括： a) 60-98重量％的炭黑， b) 〈2. 5重量％的揮發(fā)分， c) 0-30重量％的二氧化硅和 d) 0. 5-1.0重量％的粘合劑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的源自廢膠的炭黑丸粒，其中所述粘合劑為淀粉，優(yōu)選預(yù)膠 凝化淀粉。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的源自廢膠的丸粒狀炭黑粉末，其中所述淀粉以所述源自廢 膠的炭黑丸粒的優(yōu)選在〇. 1和6. 0重量％之間、更優(yōu)選0. 3和5重量％之間、甚至更優(yōu)選 0. 5和3重量％之間、甚至更優(yōu)選0. 5和1. 5重量％之間的濃度存在。
22. 根據(jù)權(quán)利要求10-21任一項或多項所述的或根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項或多項所述 的方法獲得的源自廢膠的炭黑粉末作為橡膠組合物、墨、涂料、浙青、熱塑性組合物或熱塑 性彈性體中的填料或補(bǔ)強(qiáng)劑的用途。
23. -種橡膠組合物，其包括根據(jù)權(quán)利要求10-21任一項或多項所述的或根據(jù)權(quán)利 要求1-9任一項或多項所述的方法獲得的源自廢膠的炭黑粉末，所述橡膠組合物具有 15-30MPa之間、優(yōu)選20-29MPa之間、更優(yōu)選22-28MPa之間的拉伸強(qiáng)度。
【文檔編號】C09C1/48GK104125988SQ201280070380
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】A·H·A·維爾貝恩, J·A·約恩克曼, C·M·特威格 申請人:黑熊碳有限公司