废旧轮胎生产砖材技术

一、技术背景：

伴随汽车产业的飞速发展，作为其副产物猛增的报废轮胎的处理问题，无论从资源的有效再利用，还是环境的保护，均要求尽快予以解决。

众所周知，每年报废的轮胎量相当大。轮胎是由高热量的高级原材料的合成橡胶制成的，它不同于其他废弃物。尽管它不需要特别的收集及遴选，作为再利用又是价值相当高的原材料，然而，在日本国内进行回收再利用时，因受到经济性、市场性等诸多条件限制，实用性的处理设施仅有很少，现已成为深刻的社会问题。

所以，显然需要提高废旧轮胎的真正的回收利用率。为此，本技术提出了一种提高废旧轮胎再利用率的方案，即利用废旧轮胎橡胶碎片来制作砖材。此种砖材的代表性用途，可以用来作通常人行道的路面砖。此种人行道的路面砖以必须满足以下条件：拥有适宜作人行道砖材的大小、形状及颜色；满足行人步行时，既便利、又舒适的弹他保证铺设的坚固性，以及稳定长期使用的耐用性能。

普通砖材是使用含有石料和水泥的混凝土材料制成的，因其硬度、耐热性、耐气候性能好，故而应用相当广泛。但是，硬度越好的砖材，当使用上的疏忽或受到来自外部的冲击时，越具有容易产生破损的脆弱性，且缺少弹性，步行时有着硬邦邦的感觉等等，在经济及功能性方面都存在问题。

上述废旧轮胎的回收利用方案之一就是用以制造砖材。制造此种废旧轮胎的砖材，一般需要对废旧轮胎进行收集、破碎、粉碎、筛选过程，并在经过上述过程所产生的废旧轮胎粉末中，根据规定的着色过程加入聚氨酯类粘合剂，或者在按其产品特性掺加需要的粘合剂之后，将原料投入到模具中，经过热压机在一定压力，并于压缩状态下，进行加硫固化。

此种制造方法是使用橡胶制品及废旧轮胎生产砖材的唯一机械方式，被认为是利用橡胶特性的最佳方法。

然而，经对采用此种生产方法的韩国专利公开公报第94－18182号使用废旧橡胶生产人行道路面砖材的制造方法进行调查了解之后，发现该方法只使用废旧轮胎橡胶碎片和粘合剂进行生产，砖材不具有能够支撑负荷的充分稳定感，尽管有着重量轻的优点，但从现实来看，选用此种步行道砖材的几率极小。

因此，为解决上述弊端，韩国专利申请98－51059号提出了使用废旧轮胎碎片生产的砖材及其制造方法的方案。

如按该种生产方法，虽然可以提供具有稳定感和规定弹性的砖材，但与所要求的目标尚有距离，不能保证高性能的弹性，由于支撑层是由沙子和橡胶颗粒的混合层所构成，故缺乏坚固性、重量感和稳定性，除可部分用于室内之外，也尚存在难于用于室外的问题。

所以，仍然需要可提高高性能弹性及坚固性的、具有稳定性的砖材。

二、技术配方及工艺：

本技术方案是使用粉碎成细小片状的废轮胎，制成由弹性层、支撑层及再加在其上面的弹性层构成的具有3层叠层结构的砖材，通过保证良好的耐用性、坚固性和弹性，使得施工者和行人满意的用废轮胎碎片生产的砖材及其制造方法。该技术生产的产品具有的稳定感、可保持一定重量感、具有弹性、良好耐用性及坚固性等特点，生产出的产品还拥有多种用途。

本技术生产砖材时具有下列3层结构，即由100重量份橡胶颗粒、适量粘合剂、0.5～5重量份颜料形成的上部弹性层；由100重量份细骨架材料、5～20重量份橡胶片、适量粘合剂构成的中间支撑层；用与上部弹性层同样条件在上述支撑层下面叠层形成的下部弹性岐所构成的一体化的3层结构。

砖材制造方法主要为以下工序：将下部弹性层材料投入到模具中，该下部弹性层材料是在粉碎成l～3mm粒径的100重量份橡胶颗粒中，混合了作为粘合剂的适量聚氨酯类粘合剂、0.5～5重量份着色剂颜料而形成；在下部弹性层材料上部，叠层中间支撑层材料，该中间支撑层材料是在l～3mm细骨架材料100重量份中混合了5～20重量份2～3mm粒径的橡胶片和10～15重量就聚氨酯类粘合剂；用与制作上述下部弹性层材料相同的条件将上部弹性居材料叠层之后，用压力机进行10～60分钟加硫固化过程。

以下结合附图对本技术进行详细说明。

图l表示本技术的砖材外观的侧视图。

图2是沿图l的A－A’线的剖面图。

图3是表示本技术的施工状态的图例。

本技术的废旧橡胶颗料组成了上部弹性层、中间支撑层和下部弹性层。如上所述，作为上下层主材料而使用的废旧橡胶颗粒，是采用切断、粉碎成粒径l～3mm大小的颗粒。而当掺混到中间支撑层时，需要与支撑层主材料的细骨架材料（主要为硅石）等形状相对应，选用切成2～3mm粒径的废旧橡胶碎片。

聚氨酯类粘合剂的作用是使上下部弹性层的橡胶颗粒与着色剂颜料等材料的相互混合并粘合，相对100重量份橡胶颗粒，其用量为3～10重量份。如低于此用量，橡胶颗粒不能充分粘合，易产生剥离；粘合剂用量过大，反而会降低弹性，而且也不会取得增大粘合能力的效果。

另外，为使颜色更加漂亮，所用颜料一般可选择使用橡胶或合成树脂的着色颜料。如果已经使用带有颜料的单一颜色的橡胶颗粒，也可以不必再使用颜料。

此时，相对100重量份的橡胶颗粒，颜料的用量为0.5～5重量份，若低于此用量则着色不充分，砖材的颜色不漂亮；用量过大，可能对砖村物化性能带来不良影响。

中间支撑层的主要功能是起到使砖村保持适当的重量，并保持其形状及坚固性。细骨架材料除使用硅石以外，一般还可以使用水泥、混凝土等。为保证其适当的重量，相对100重量份的细骨架材料，掺加5—20重量份的橡胶颗粒。理想的支撑层与弹性层的厚度比为2：l。

图l为本技术砖材的侧视图，图2为图l的剖面图。如图所示，本技术的砖材10由上、下部弹性层11、12和中间支撑层13的3层结构组成。弹性层11、12由橡胶颗粒20和聚氨酯类粘合剂及任意颜料均匀混合而成，支撑层13是在细骨架材料Z1中，橡胶颗粒22通过上述粘合剂而均匀分散，形成紧密结合的结构。

另外，在本技术中，也可以将中间支撑层13的外围全部由弹牲层包裹，使支撑层13在内部形成。

以下为可良好再现本技术的实施例。

将废旧轮胎切成l－3mm的橡胶颗粒60单位重量投入搅拌器（mixer）之后，加入6单位重量聚氨酯类粘合剂和0.5单位重量绿色颜料，进行均匀混合，制作成弹性层材料。

在另一台搅拌器中加入100单位重量经过筛选的粒径2～3mm的细骨架材料和20单位重量切成粒径2-3mmM的橡胶碎片，与10单位重量聚氨酯粘合剂混合，制作成均匀的支撑层材料。

在热压模其中涂上脱模剂之后，加入1cm厚的下部弹性层材料，在其上面再铺上2cm厚的支撑层材料，再在上面注入1cm厚的弹性材料，之后，于160度的高温下加压10分钟后出模，即制成了本技术的砖材。

为考察本技术砖材的耐用性能，进行了耐热性、耐水性、耐寒性及耐湿性试验，其结果示于表1。

表1：

单位：单位重量／cm

如上所述，由本技术制作的砖以对环境条件变化有着良好的耐用用性能。由于含有适当的细骨架材料，使之拥有稳定性和弹性好的优点，另外，通过废旧轮胎的有效利用，还起到了有助于资源的有效再利用及环境保护的作用。

 

技术来源:中科实用技术交易市场

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