In this study, a chemical milling process is developed to convert carbon residues from pyrolyzed waste tires into valuable water-based inkjet printing inks. The residues after waste tire pyrolysis were first sieved to remove ash components and ground into powder (~80 μm). The resulting waste tire carbon blacks (TCB) processed by regular dry or wet milling with the help of compatible solvent can only produce particle sizes around 250 nm. To further reduce particle size under the same mechanical energy, aqueous potassium hydroxide was used in the milling process to leach silica in TCB to create loose and vulnerable structure. Moreover, an ionic surfactant, poly (sodium 4-styrenesulfonate) (PSS), was used to decorate the TCB surface and to inhibit particle aggregation. After chemical milling, the PSS/TCB had a primary particle size around 50 nm and a hydraulic diameter around 110 nm. The PSS/TCB suspension possessed a high zeta potential of −73 mV to stably disperse in water for more than 30 days. To help adhesion of the ink on substrates, the PSS/TCB particles were further mixed with waterborne polyurethane (WPU). The WPU/PSS/TCB ink could be inkjet printed into various black patterns, which showed a higher blackness (jetness value = 342.83) than commercial black inks. Moreover, the printed patterns were water-proof and had a pencil scratch hardness of 4H. In summary, this study provides a guideline to convert waste carbon materials into useful printing supplies, and offers a potential application for waste tire recycling.

在这项研究中，开发了一种化学研磨工艺，可以将热解废轮胎中的碳残留物转化为有价值的水基喷墨印刷油墨。首先将废轮胎热解后的残留物过筛以除去灰分，然后研磨成粉末（〜80μm）。在兼容溶剂的帮助下，通过常规的干磨或湿磨工艺处理的废轮胎炭黑（TCB）只能产生250 nm左右的粒径。为了在相同的机械能下进一步减小粒径，在研磨过程中使用了氢氧化钾水溶液，以浸出TCB中的二氧化硅，从而形成疏松易碎的结构。此外，使用离子表面活性剂聚（4-苯乙烯磺酸钠）（PSS）装饰TCB表面并抑制颗粒聚集。化学研磨后 PSS / TCB的初级粒径约为50 nm，水力直径约为110 nm。PSS / TCB悬浮液具有-73 mV的高Zeta电位，可在水中稳定分散30天以上。为了帮助油墨附着在基材上，将PSS / TCB颗粒与水性聚氨酯（WPU）进一步混合。可以将WPU / PSS / TCB墨水喷墨打印成各种黑色图案，与商用黑色墨水相比，黑色图案具有更高的黑度（喷射值= 342.83）。此外，印刷的图案是防水的并且具有4H的铅笔划痕硬度。总而言之，这项研究提供了将废碳材料转化为有用的印刷耗材的指南，并为废轮胎的回收利用提供了潜在的应用。PSS / TCB悬浮液具有-73 mV的高zeta电位，可在水中稳定分散30天以上。为了帮助油墨附着在基材上，将PSS / TCB颗粒与水性聚氨酯（WPU）进一步混合。可以将WPU / PSS / TCB墨水喷墨打印成各种黑色图案，与商用黑色墨水相比，黑色图案具有更高的黑度（喷射值= 342.83）。此外，印刷的图案是防水的并且具有4H的铅笔划痕硬度。总而言之，这项研究提供了将废碳材料转化为有用的印刷耗材的指南，并为废轮胎的回收利用提供了潜在的应用。PSS / TCB悬浮液具有-73 mV的高zeta电位，可在水中稳定分散30天以上。为了帮助油墨附着在基材上，将PSS / TCB颗粒与水性聚氨酯（WPU）进一步混合。可以将WPU / PSS / TCB墨水喷墨打印成各种黑色图案，与商用黑色墨水相比，黑色图案具有更高的黑度（喷射值= 342.83）。此外，印刷的图案是防水的并且具有4H的铅笔划痕硬度。总而言之，这项研究提供了将废碳材料转化为有用的印刷耗材的指南，并为废轮胎的回收利用提供了潜在的应用。可以将WPU / PSS / TCB墨水喷墨打印成各种黑色图案，与商用黑色墨水相比，黑色图案具有更高的黑度（喷射值= 342.83）。此外，印刷的图案是防水的并且具有4H的铅笔划痕硬度。总而言之，这项研究提供了将废碳材料转化为有用的印刷耗材的指南，并为废轮胎的回收利用提供了潜在的应用。可以将WPU / PSS / TCB墨水喷墨打印成各种黑色图案，与商用黑色墨水相比，黑色图案具有更高的黑度（喷射值= 342.83）。此外，印刷的图案是防水的并且具有4H的铅笔划痕硬度。总而言之，这项研究提供了将废碳材料转化为有用的印刷耗材的指南，并为废轮胎的回收利用提供了潜在的应用。