橡胶粉和再生胶是废轮胎和橡胶废料回收的两种主要产品。全球每年产生数百万吨报废轮胎,是有价值的二次原料来源。加工这些废料不仅解决环境问题,还能获得建筑、道路基础设施、运动场地和橡胶制品中广泛需求的材料。
橡胶粉:生产与分类
橡胶粉(胶粉)是通过机械粉碎和研磨废轮胎及其他橡胶制品并去除钢丝和纺织纤维而制得的颗粒材料。粒径范围可从10 mm至小于0.18 mm,粒度通常以目数表示——从4目到120目及以上。
橡胶粉的生产方法主要有三种:
常温(机械)研磨 — 在室温下进行。颗粒具有切割表面形状和粗糙纹理,对粘合剂具有良好的粘附性。
低温研磨 — 使用液氮进行。颗粒具有光滑、有光泽的表面和规则形状,可在涂料生产中使用较少的粘合剂。
水射流研磨 — 一种现代方法,可生产特别清洁和细小的级分。
根据粒径不同,橡胶粉有多种应用:
橡胶粉(0.2–0.63 mm) — 用作橡胶制品(RTP)生产中的生胶添加剂。
胶粉 0.63–0.8 mm — 添加到RTP橡胶胶料中,在不显著降低物理机械性能的情况下降低成本。
胶粉 0.63–1.2 mm — 用于道路沥青改性、橡胶沥青玛蹄脂和卷材防水材料。
胶粉 0.63–1.0 mm — 用于油井封堵。
胶粉 1.0–3.0 mm — 用于填充人造运动草坪,以及作为吸附剂回收水面和土壤上的石油和石油产品。
胶粉 2–5 mm — 用于聚氨酯结合的浇注涂料。
胶粉 1–5 mm — 用于运动场填充、游乐场和运动区表面、铺路砖、电车和铁路道口橡胶板以及运动器材填充。
为装饰目的,橡胶粉被染成各种颜色。着色胶粉的主要成分是橡胶粉本身、颜料和粘合添加剂。
橡胶粉的性能
橡胶粉毒性不高,属于第4类危害物质(低危害物质)。它具有一系列有价值的性能:
高弹性和回弹性 — 提供减震和防滑性能。
耐磨性 — 胶粉基表面耐磨损和机械应力。
耐候性 — 材料耐紫外线辐射、湿气和温度波动。
良好的吸附性能 — 细胶粉有效吸收水面和土壤上的石油和石油产品。
耐久性 — 橡胶粉表面在长使用寿命内保持其性能。
技术法规:GOST R 72525-2026
2026年,俄罗斯引入了国家标准GOST R 72525-2026“游乐场覆盖用橡胶粉。一般要求”,由Rosstandart于2026年2月5日第78-st号令批准,自2026年6月1日起生效。该标准适用于通过粉碎轮胎、外胎和内胎获得的橡胶粉,用作游乐场覆盖材料的原料。该标准不适用于基于三元乙丙橡胶的橡胶-聚合物胶粉。
再生胶:生产与性能
再生胶是通过胶粉脱硫获得的塑性产品。在再生过程中,交联键(主要是硫键)被断裂,而主聚合物链得以保留。所得塑性产品能够与橡胶胶料的聚合物基体混合,并在结构化过程中重新硫化。
生产再生胶有多种方法:
热机械法 — 在不超过100 °C的温度下,在氧气存在下处理橡胶粉。
使用一氧化二氮(N₂O)的化学法 — 在180–230 °C和20–50 atm压力下用一氧化二氮处理轮胎橡胶粉。初始N₂O用量为2 mol处理1小时或1 mol处理6小时,在230 °C下可获得具有最佳低聚物和大分子比例的再生胶。
现代脱硫方法 — 包括微波脱硫、超声波处理和其他物理方法。
所得再生胶可在标准工艺设备上加工。基于再生胶的硫化胶由于更均匀的载荷分布和低模量弹性体基体中的取向现象而表现出更高的拉伸强度。
现代研究表明,通过再交联获得的再生胶能够在100 °C下24小时内自修复,机械性能恢复超过90%。
再生胶的应用
再生胶在各行业有广泛应用:
轮胎工业 — 用作新轮胎生产中橡胶胶料的添加剂。
橡胶制品 — 生产皮带、软管、垫圈、密封件、鞋类部件。
道路建设 — 橡胶沥青用沥青改性、防水材料生产。
建筑 — 屋面防水材料和胶粘剂生产。
运动场地 — 运动设施和游乐场的无缝涂层。
全球市场
全球橡胶粉市场呈现稳定增长。2025年市场规模估计为16.2–18.9亿美元。预计到2032–2033年将达到26.7–26.8亿美元,复合年增长率为4.39–7.4%。
更广泛的轮胎衍生橡胶市场(包括胶粉、橡胶粉和再生胶)2025年价值为90.2亿美元,预计到2033年增长至134.4亿美元(CAGR 5.1%)。
俄罗斯橡胶粉市场
2025年俄罗斯橡胶粉市场达到4.37万吨和12亿卢布,增长3.6%。产量增长7.2%——是所有市场指标中增长最快的。五年间总需求增长30.9%。
俄罗斯橡胶粉消费结构:
运动和儿童游乐场 — 65%
道路建设(橡胶沥青) — 15%
橡胶制品 — 10%
屋面和防水 — 5%
景观设计及其他 — 5%
俄罗斯橡胶粉进口下降6.4%至1.11万吨,反映了进口替代趋势。2035年预测在惯性情景下为5.3万吨。加里宁格勒州进口增长创纪录(CAGR 38.9%),成为从欧洲供应的关键门户。
总结
橡胶粉和再生胶是废轮胎回收的重要产品,既解决环境问题,又为各行业提供有价值的材料。橡胶粉用于运动场地、道路建设和橡胶制品,而再生胶用作橡胶胶料的添加剂和防水材料。监管框架的发展(GOST R 72525-2026的引入)以及俄罗斯和全球市场的增长决定了该行业的可持续前景。