本發(fā)明涉及一種濕法修飾白泥制備橡膠母粒料的方法，屬于橡膠填充改性和資源循環(huán)綜合利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：白泥是造紙工業(yè)中黑液堿回收的副產(chǎn)品，主要成分是碳酸鈣，少量殘堿和硅酸鹽，屬二次污染物。目前對白泥的處理方法主要為填埋法和煅燒法，填埋法易造成地下水污染和空氣污染。因此，國內(nèi)外的一些大型造紙廠均采用石灰窖煅燒法處理以木材為原料的苛化白泥，利用白泥制備生石灰，在苛化循環(huán)中使用。但該法投資大，能耗高；對非木材為原料的造紙白泥，由于硅含量高，循環(huán)利用困難。因此，白泥的綜合利用已成為造紙工業(yè)急需解決的問題。目前對白泥直接進(jìn)行改性后作為塑料填充料的案例很少，大多數(shù)是對白泥進(jìn)行化學(xué)或物理改性制備出碳酸鈣而后加以利用，中國發(fā)明專利包括CN1441117A、CN1436894A、CN102976387A、CN1598130A、CN101759220A等均屬于采用不同的方法和途徑將白泥轉(zhuǎn)化為碳酸鈣再利用。中國發(fā)明專利CN102786732A，利用硬脂酸對白泥進(jìn)行修飾生產(chǎn)塑料填充料，但是硬脂酸的價(jià)格高，生產(chǎn)成本高，性能較差，且應(yīng)用領(lǐng)域較窄，不能成為一種有效的白泥循環(huán)利用方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：白泥的主要成分是碳酸鈣和硅酸鹽，而碳酸鈣和硅酸鹽均為聚合物填料。白泥作為一種無機(jī)填料使用其關(guān)鍵問題包括白泥的白度、白泥中的殘堿處理和白泥中的無機(jī)物表面修飾。由于橡膠制品大多為黑色，因此白泥通過一定的方法改性后可望成為橡膠的填料加以應(yīng)用而不受白度限制。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明利用酸性活性修飾劑（丙烯酸、對乙烯基苯磺酸）、酸性非活性修飾劑（草酸、冰醋酸）對白泥進(jìn)行濕法修飾并將填充到橡膠中制備母粒料。本發(fā)明不僅可以廢物利用，而且能有效克服由于廢物深埋和煅燒所造成的環(huán)境污染。由于活性修飾劑制備的修飾白泥含有可與橡膠共同硫化的雙鍵，可有效提高橡膠力學(xué)性能；非活性修飾劑為價(jià)格較低的工業(yè)原料，修飾白泥成本低，因此使用該修飾白泥可在提高橡膠制品的性能的同時(shí)降低制品的生產(chǎn)成本。由于碳酸鈣填料在橡膠領(lǐng)域應(yīng)用范圍廣，因此該方法為白泥的綜合利用提供了廣闊的市場。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)方案是采用濕法修飾白泥而后制備橡膠母粒料。其具體制備方法和工藝步驟如下：（1）室溫條件下，在含水的白泥中加入白泥質(zhì)量的1-5%的修飾劑，機(jī)械混合攪拌圴勻。而后升高溫度對其進(jìn)行反應(yīng)共混修飾，得到修飾白泥；（2）向由（1）中制備的修飾白泥中加入質(zhì)量為修飾白泥1%的石蠟，機(jī)械混合后，升高溫度進(jìn)行第二次共混包覆；（3）將橡膠在開煉機(jī)上塑煉至包輥后，按比例加入共混包覆的白泥，混煉溫度為60-100℃，混煉至恒重；或在密煉機(jī)中將橡膠與共混包覆的白泥在60-120℃共混制備出橡膠/改性白泥母膠；將混煉母膠通過螺桿擠出造粒得到橡膠母粒料。本發(fā)明通過對造紙白泥表面進(jìn)行修飾，用于生產(chǎn)橡膠填充母粒料，其優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下：1、造紙白泥是粒徑很微細(xì)的碳酸鈣粉體，用于生產(chǎn)橡膠填充母料，分散性好，且制品表面光亮。2、本發(fā)明屬資源循環(huán)利用，用白泥取代優(yōu)質(zhì)碳酸鈣，既可節(jié)約資源，又減少造紙行業(yè)的環(huán)境污染，具有較好的社會效益。3、本發(fā)明方法中白泥原料豐富，生產(chǎn)工藝簡單，所制備的填料能顯著提高橡膠的力學(xué)性能，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附表對本發(fā)明提供的一種濕法修飾白泥制備橡膠母料的方法以及橡膠復(fù)合材料作更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。具體實(shí)施例1：丁腈橡膠/改性白泥復(fù)合材料（1）室溫條件下，在含水量為6%的白泥中加入白泥質(zhì)量2%的（丙烯酸、對乙烯苯磺酸、草酸、冰乙酸）修飾劑，機(jī)械混合攪拌圴勻。升溫至120oC，反應(yīng)共混1小時(shí)，得到修飾白泥。（2）向由（1）中制備的修飾白泥中加入質(zhì)量為修飾白泥1%的石蠟，機(jī)械混合后，升溫至100oC，共混包覆0.5小時(shí)，得到二次共混包覆白泥。（3）將橡膠在開煉機(jī)上塑煉至包輥后，按質(zhì)量份數(shù)中丁腈橡膠份數(shù)為100份，二次共混包覆白泥400份的比例加入共混包覆的白泥，混煉溫度為100℃，混煉至恒重，制備出丁腈橡膠/改性白泥母膠（100：400）；將混煉母膠通過螺桿擠出造粒得到丁腈橡膠母粒料（丁腈橡膠/改性白泥=100：400）。（4）按表1中的配方用量，先將丁腈橡膠在開煉機(jī)上塑化5分鐘，而后依次加入丁腈橡膠母粒料，氧化鋅、促進(jìn)劑CZ和硫磺等橡膠助劑，在室溫下混煉20分鐘,制備出白泥/丁腈橡膠（50/100）混煉膠。表1丁腈橡膠配方組分質(zhì)量份數(shù)丁腈橡膠母粒料75丁腈橡膠86.7氧化鋅5促進(jìn)劑CZ1.5硫磺2.5將混煉膠料停放24小時(shí)，利用平板硫化機(jī)硫化，硫化條件為150℃/10MPa×T90，得到修飾白泥/丁腈橡膠復(fù)合材料，命名為丙烯酸修飾白泥/丁腈橡膠復(fù)合材料，對乙烯苯磺酸修飾白泥/丁腈橡膠復(fù)合材料，草酸修飾白泥/丁腈橡膠復(fù)合材料，冰乙酸修飾白泥/丁腈橡膠復(fù)合材料。本發(fā)明對白泥進(jìn)行濕法修飾填充到橡膠中的測試方法：硫化膠的性能-硫化特性、拉伸強(qiáng)度、伸長率、硬度分別按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16584-1996、GB/T528-1998、GB/T531-1999、GB/T3512-2001進(jìn)行，其力學(xué)性能見表2。表2修飾白泥/丁腈橡膠復(fù)合材料的性能對比實(shí)施例1：超細(xì)活性輕質(zhì)碳酸鈣/丁腈橡膠復(fù)合材料在室溫下，在開煉機(jī)中對丁腈橡膠進(jìn)行塑煉20分鐘后依次加入硬脂酸、氧化鋅、促進(jìn)劑CZ、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣（有機(jī)修飾和未修飾兩種，1250目）和硫磺（配方見表3）等橡膠助劑，在開煉機(jī)上混煉均勻，薄通12次下片，將混煉膠放置24h后在150℃用平板硫化機(jī)硫化，其力學(xué)性能見表4。表3丁腈橡膠基本配方組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)丁腈橡膠100氧化鋅5硬脂酸2超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣(有機(jī)修飾或未修飾)75促進(jìn)劑CZ1.5硫磺2.5表4輕質(zhì)碳酸鈣/丁腈橡膠復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本發(fā)明制備的丁腈橡膠母粒料作為丁腈橡膠填料，其性能優(yōu)于修飾或未修飾輕質(zhì)碳酸鈣（1250目）。具體實(shí)施例2：丁苯橡膠/改性白泥復(fù)合材料（1）室溫條件下，向含水量為6%的白泥中加入白泥質(zhì)量的5%的（丙烯酸、對乙烯苯磺酸、草酸、冰乙酸）修飾劑，機(jī)械混合攪拌圴勻。而后升溫至100oC對其進(jìn)行共混修飾，得到修飾白泥。（2）向由（1）中制備的修飾白泥中加入質(zhì)量為修飾白泥1%的石蠟，機(jī)械混合后，升溫至80oC進(jìn)行第二次共混包覆。（3）將橡膠在開煉機(jī)上塑煉至包輥后，按質(zhì)量份數(shù)中丁苯橡膠份數(shù)100份，二次共混包覆白泥400份的比例加入共混包覆的白泥，混煉溫度為110℃，混煉至恒重，制備出丁苯橡膠/改性白泥母膠片（100：400）；將混煉母膠通過螺桿擠出造粒得到丁苯橡膠母粒料（丁苯橡膠/改性白泥=100：400）。（4）按表5中的配方中用量，先將丁苯橡膠在開煉機(jī)上塑化5分鐘，而后依次加入丁苯橡膠母粒料，氧化鋅、促進(jìn)劑CZ和硫磺等橡膠助劑，在室溫下混煉20分鐘，制備出白泥/丁苯橡膠（50/100）混煉膠。表5丁苯橡膠配方組分質(zhì)量份數(shù)丁苯橡膠母粒料75丁苯橡膠86.7氧化鋅5促進(jìn)劑CZ1.5硫磺2.5將混煉膠料停放24小時(shí)，利用平板硫化機(jī)硫化，硫化條件為150℃/10MPa×T90，得到修飾白泥/丁苯橡膠復(fù)合材料，命名為丙烯酸修飾白泥/丁苯橡膠復(fù)合材料，對乙烯苯磺酸修飾白泥/丁苯橡膠復(fù)合材料，草酸修飾白泥/丁苯橡膠復(fù)合材料，冰乙酸修飾白泥/丁苯橡膠復(fù)合材料。本發(fā)明對白泥進(jìn)行濕法修飾填充到丁苯橡膠中的測試方法：硫化膠的性能-硫化特性、拉伸強(qiáng)度、伸長率、硬度分別按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16584-1996、GB/T528-1998、GB/T531-1999、GB/T3512-2001進(jìn)行，其力學(xué)性能見表6。表6修飾白泥/丁苯橡膠復(fù)合材料的性能對比實(shí)施例2：輕質(zhì)碳酸鈣/丁苯橡膠復(fù)合材料在室溫下，在開煉機(jī)中對丁苯橡膠進(jìn)行塑煉20分鐘后依次加入硬脂酸、氧化鋅、促進(jìn)劑CZ、超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣（有機(jī)修飾和未修飾兩種，1250目）和硫磺等（配方見表7）橡膠助劑，在開煉機(jī)混煉均勻，薄通12次下片，將混煉膠放置24h后在150℃用平板硫化機(jī)硫化，其力學(xué)性能見表8。表7丁苯橡膠基本配方組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)丁苯橡膠100氧化鋅5硬脂酸2超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣(有機(jī)修飾或未修飾)75促進(jìn)劑CZ1.5硫磺2.5表8輕質(zhì)碳酸鈣/丁腈橡膠復(fù)合材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本發(fā)明制備的丁苯橡膠母粒料作為丁苯橡膠填料，其性能優(yōu)于修飾或未修飾輕質(zhì)碳酸鈣（1250目）;其他膠種和不同白泥含量的母膠的應(yīng)用試驗(yàn)均在同等條件下優(yōu)于商品輕質(zhì)碳酸鈣，限于篇幅未對所有案例羅列。當(dāng)前第1頁1 2 3