專利名稱：濕法混煉天然橡膠料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然橡膠料的制備方法，具體涉及到使用白炭黑或無(wú)機(jī)填料對(duì)天然橡膠以濕法混煉的制備方法。
背景技術(shù)：
天然橡膠因其優(yōu)良的物理機(jī)械性能和彈性，被廣泛用于橡膠工業(yè)和輪胎工業(yè)。傳統(tǒng)的輪胎和其它橡膠制品的膠料制備方法是天然橡膠經(jīng)塑煉后，向膠料中以干法混煉的形式加入各種性能配合劑、工藝配合劑和大量的補(bǔ)強(qiáng)劑。常用的補(bǔ)強(qiáng)劑大都是各種炭黑和少量的無(wú)機(jī)料，炭黑的加入，提高了輪胎的各項(xiàng)物理性能和耐磨性能，但隨之也使膠料的滾動(dòng)阻力和生熱增加，這樣不僅增加了車輛的耗油量也減少了輪胎的使用周期。也有將白炭黑應(yīng)用于輪胎行業(yè)中，這樣不僅能降低滾動(dòng)阻力，還有助于改善抗?jié)窕阅?，但在輪胎配方中，白炭黑的用量超過(guò)30份才有顯著的效果。但白炭黑的吸水性很強(qiáng)，當(dāng)白炭黑用量增大后，較多的水份、白炭黑之間強(qiáng)烈的相互作用使其在橡膠中的分散比較困難，雖然加入硅烷偶聯(lián)劑有利于白炭黑的分散，但分散仍然不夠均勻，而且還致使膠料的加工性能很差。另外，由于白炭黑的比重很小，在加料和混煉過(guò)程中四處飛揚(yáng)，造成了生產(chǎn)環(huán)境的嚴(yán)重污染。 因此，只能加入少量白炭黑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種無(wú)需改變現(xiàn)有天然橡膠原料廠的生產(chǎn)條件，又能加入足量的白炭黑且能分散均勻、加工性能好，環(huán)境污染小，節(jié)省能源的濕法混煉天然橡膠料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種濕法混煉天然橡膠料的制備方法，其特征在于A、配制漿料漿料由白炭黑干料、去離子水、偶聯(lián)劑和表面活性劑構(gòu)成，配制程序是1、將15% 40%白炭黑干料浸泡在60% 85%的去離子水中，浸泡時(shí)間為3 6小時(shí)，2、加入白炭黑干料含量的 10%偶聯(lián)劑、0. 2% 5%表面活性劑，機(jī)械攪拌使白炭黑干料、偶聯(lián)劑和表面活性劑混合均勻，制成白炭黑的漿料；B、研磨用研磨機(jī)將上述漿料研磨至沉降量小于80mg/h的白炭黑水分散體；C、制取膠乳混合液1、取干膠含量為15% 60%的天然橡膠的田間膠乳或經(jīng)離心濃縮的天然膠乳；2、將制備好的白炭黑水分散體加入到膠乳中，在常溫下攪拌20 50分鐘；3、膠乳和白炭黑的水分散體均勻混合成膠乳混合液；D、絮凝、洗膠和脫水
1)、在經(jīng)混合均勻后的混合液中加入混合液總量的0. 3% 的醋酸，使其pH值為3 5，膠乳均勻絮凝并與白炭黑共沉；2)、凝固后的膠料用清水將多余的醋酸洗除，經(jīng)洗膠機(jī)進(jìn)行洗膠和脫水；3)、脫水后的膠料送至橡膠造粒機(jī)造粒，然后將膠料粒送入箱式干燥柜中進(jìn)行干燥，溫度為90°C 120°C，干燥時(shí)間為4 6小時(shí)；E、干燥完全后即為天然橡膠的混煉膠料。為了更好地實(shí)現(xiàn)本目的，上述方案中所述的白炭黑為沉淀法白炭黑、氣相法白炭
所述的偶聯(lián)劑為Y-胺基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、 雙-(Y-三乙氧基硅基丙基)四硫化物、雙(三乙氧基硅基丙基)二硫化物；其中任意一種或任意兩種以上的偶聯(lián)劑，以任何一種配比進(jìn)行混合。所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。所述的陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、丁基萘磺酸鈉、 木質(zhì)素磺酸鈉。所述的非離子表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚。本發(fā)明的有效益果是1.實(shí)現(xiàn)了橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑白炭黑的混煉在液相中進(jìn)行，白炭黑在橡膠中的分散性和均勻性得到了很大改善。2.解決了橡膠工業(yè)中大量使用白炭黑時(shí)，混煉時(shí)間長(zhǎng)、混煉不均和耗能大的問(wèn)題。3.降低橡膠工廠混煉橡膠時(shí)粉塵的飛揚(yáng)，改善了工作環(huán)境，減少了環(huán)境污染，節(jié)省能源。4.用濕法混煉膠料由于可加入大量的白炭黑，所制造的輪胎滾動(dòng)阻力小，生熱低， 抗張強(qiáng)度和抗撕強(qiáng)度都得到了較大的提高，膠料的耐老化性能也有所改善。5.采用本發(fā)明的膠料也可和天然橡膠或合成橡膠并用，同時(shí)也能采用傳統(tǒng)的干法混煉法向濕法混煉膠中混入各種炭黑或填充劑和配合劑。并且該膠料具有優(yōu)良物理機(jī)械性能、較低滾動(dòng)阻力、低生熱和有較好抗?jié)窕男阅?。本發(fā)明的加工工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投入小，可用最普通的白炭黑而獲得較理想的各項(xiàng)性能，且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的粉塵污染小，各橡膠工廠也方便使用。特別適用于各輪胎工廠。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1采用離心濃縮天然膠乳A、配制漿料1、取沉淀法白炭黑120克，溶于觀0克去離子水中，浸泡3小時(shí)；2、加入硅烷偶聯(lián)劑Y-胺基三乙氧基硅烷4. 8克和表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉 0. 6克，機(jī)械攪拌混合均勻，制成白炭黑漿料；B、研磨將上述白炭黑漿料加入到高剪切分散機(jī)上研磨20分鐘制成沉降量為60mg/h的白炭黑水分散體。C、制取膠乳混合液1、取干膠含量為60%的離心濃縮天然膠乳334克；2、將制備好的白炭黑水分散體加入到334克膠乳中，在常溫下攪拌30分鐘，混合制成膠乳混合液；D、絮凝、洗膠和脫水1)在膠乳混合液中加入7克的醋酸，使膠乳混合液的pH值為3 5之間，膠乳均勻絮凝；2)用兩輥洗膠機(jī)滾壓三次凝固的膠料，同時(shí)用自來(lái)水對(duì)其進(jìn)行洗膠和脫水，將多余的醋酸洗除；3)脫水后的膠料送至橡膠造粒機(jī)造粒，然后將膠料粒放入120°C的烘箱中對(duì)膠料進(jìn)行干燥6小時(shí)；E、干燥完全后即為濕法混煉的天然橡膠膠料。實(shí)施例2采用田間天然膠乳A、配制漿料1、取沉淀法白炭黑120克，溶于觀0克去離子水中，浸泡3小時(shí)；2、加入硅烷偶聯(lián)劑Y-胺基三乙氧基硅烷3. 6克和表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉 1. 4克，攪拌混合制成白炭黑漿料；B、研磨將上述白炭黑漿料加入到高剪切分散機(jī)上研磨20分鐘制成沉降量為50mg/h的白炭黑水分散體；C、制取膠乳混合液1、取干膠含量為30%的田間天然膠乳666. 66克；2、將制備好的白炭黑水分散體加入到666. 66克天然膠乳中，在常溫下攪拌30分鐘均勻混合成膠乳混合液；D、絮凝、洗膠和脫水1)在膠乳混合液中加入5克的醋酸，使混合液的PH值為3 5，膠乳均勻絮凝；2)當(dāng)混合膠乳凝固后，用兩輥洗膠機(jī)滾壓三次凝固的膠料，同時(shí)用自來(lái)水對(duì)其進(jìn)行洗膠和脫水，將多余的醋酸洗除；3)脫水后的膠料送至橡膠造粒機(jī)造粒，然后將膠料粒放入110°C的烘箱中對(duì)膠料進(jìn)行干燥6小時(shí)。E、干燥完全后即為濕法混煉的天然橡膠膠料。實(shí)施例3采用離心濃縮天然膠乳A、配制漿料1、取沉淀法白炭黑80克，溶于320克去離子水中，浸泡5小時(shí)；2、加入硅烷偶聯(lián)劑Y-胺基三乙氧基硅烷6. 4克和表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉 0. 8克，攪拌混合制成白炭黑漿料；
B、研磨將上述白炭黑漿料加入到高剪切分散機(jī)上研磨20分鐘制成沉降量為50mg/h的白炭黑水分散體；C、制取膠乳混合液1、取干膠含量為60%的田間天然膠乳334克；2、將制備好的白炭黑水分散體加入到334克g天然膠乳中，在常溫下攪拌30分鐘均勻混合成膠乳混合液。D、絮凝、洗膠和脫水1)在膠乳混合液中加入5克的醋酸，使混合液的PH值為3 5，膠乳均勻絮凝；2)當(dāng)混合膠乳凝固后，用兩輥洗膠機(jī)滾壓三次凝固的膠料，同時(shí)用自來(lái)水對(duì)其進(jìn)行洗膠和脫水；3)脫水后的膠料送至橡膠造粒機(jī)造粒，然后將膠料粒放入100°C的烘箱中對(duì)膠料進(jìn)行干燥6小時(shí)。E、干燥完全后即為濕法混煉的離心濃縮天然橡膠膠料。實(shí)施例4采用田間天然膠乳A、配制漿料1、取沉淀法白炭黑60克，溶于MO克去離子水中，浸泡3小時(shí)2、加入硅烷偶聯(lián)劑Y-胺基三乙氧基硅烷3克和表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉 0. 5克，攪拌混合制成白炭黑漿料。B、研磨將上述白炭黑漿料加入到高剪切分散機(jī)上研磨20分鐘制成沉降量為50mg/h的白炭黑水分散體。C、制取膠乳混合液1、取干膠含量為30%的田間天然膠乳666. 66克；2、將制備好的白炭黑水分散體加入到天然膠乳666. 66克中，在常溫下攪拌30分鐘均勻混合成膠乳混合液。D、絮凝、洗膠和脫水1)在膠乳混合液中加入5克的醋酸，使混合液的PH值為3 5，膠乳均勻絮凝；2)當(dāng)混合膠乳凝固后，用兩輥洗膠機(jī)滾壓三次凝固的膠料，同時(shí)用自來(lái)水對(duì)其進(jìn)行洗膠和脫水；3)脫水后的膠料送至橡膠造粒機(jī)造粒，然后將膠料粒放入90°C的烘箱中對(duì)膠料進(jìn)行干燥6小時(shí)。E、干燥完全后即為濕法混煉的天然橡膠膠料。按上述各實(shí)施例的膠料以表1中的基本配方制成檢測(cè)膠料試片。表1各試驗(yàn)?zāi)z料基本配方表
權(quán)利要求
1.一種濕法混煉天然橡膠料的制備方法，其特征在于A、配制漿料漿料由白炭黑干料、去離子水、偶聯(lián)劑和表面活性劑構(gòu)成，配制程序是1)將15% 40%白炭黑干料浸泡在60% 85%的去離子水中，浸泡時(shí)間為3 6小時(shí)；2)、加入白炭黑干料含量的 10%偶聯(lián)劑、0.2% 5%表面活性劑，機(jī)械攪拌使白炭黑干料、偶聯(lián)劑和表面活性劑混合均勻，制成白炭黑漿料；B、研磨用研磨機(jī)將上述漿料研磨至沉降量小于80mg/h的白炭黑水分散體；C、制取膠乳混合液1)、取干膠含量為15% 60%的天然橡膠的田間膠乳或經(jīng)離心濃縮的天然膠乳；2)、將制備好的白炭黑水分散體加入到膠乳中，在常溫下攪拌20 50分鐘；3)、膠乳和白炭黑的水分散體均勻混合成膠乳混合液；D、絮凝、洗膠和脫水1)、在經(jīng)混合均勻后的混合液中加入混合液總量的0.3% 的醋酸，使其pH值為 3 5，膠乳均勻絮凝并與白炭黑共沉；2)、凝固后的膠料用清水將多余的醋酸洗除，經(jīng)洗膠機(jī)進(jìn)行洗膠和脫水；3)、脫水后的膠料送至橡膠造粒機(jī)造粒，然后將膠料粒送入箱式干燥柜中進(jìn)行干燥，溫度為90°C 120°C，干燥時(shí)間為4 6小時(shí)；E、干燥完全后即為天然橡膠的混煉膠料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的白炭黑為沉淀法白炭黑、氣相法白炭黑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為Y-胺基三乙氧基硅烷、Y -縮水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、雙-(Y -三乙氧基硅基丙基)四硫化物、雙(三乙氧基硅基丙基)二硫化物；其中任意一種或任意兩種以上的偶聯(lián)劑，以任何一種配比進(jìn)行混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的表面活性劑為陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述的陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、丁基萘磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述的非離子表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濕法混煉天然橡膠料的制備方法，其方法包括-配制漿料-15％～40％白炭黑干料浸泡在60％～85％的去離子水中，加入偶聯(lián)劑、表面活性劑混合均勻-研磨-制取膠乳混合液-取天然膠乳-將白炭黑水分散體加入到膠乳中，攪拌混合成膠乳混合液-絮凝-在混合液中加入醋酸，經(jīng)洗膠機(jī)進(jìn)行洗膠和脫水-送至橡膠造粒機(jī)造粒，然后將膠料粒送入箱式干燥柜中進(jìn)行干燥。本發(fā)明加工工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投入小，可用最普通的白炭黑獲得較理想的各項(xiàng)性能，且整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的粉塵污染小，節(jié)省能源。采用本方法制造的輪胎滾動(dòng)阻力小，生熱低，抗張強(qiáng)度和抗撕強(qiáng)度高，膠料的耐老化性能好。實(shí)現(xiàn)了白炭黑的混煉在液相中進(jìn)行，分散性和均勻性提高。
文檔編號(hào)C08K9/06GK102153792SQ201110064299
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者彭魁, 胡頌平, 趙萍, 麥千里 申請(qǐng)人:株洲安寶麟鋒新材料有限公司