一種橡膠母煉膠的連續(xù)式制造方法及該方法制備的橡膠母煉膠的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠領(lǐng)域，特別涉及一種橡膠母煉膠的連續(xù)式制造方法及該方法制備 的橡膠母煉膠。
【背景技術(shù)】
[0002] 普通干法混煉每批膠料之間的差異性較大，對后續(xù)工序的質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，由 于橡膠的反復(fù)捏煉，橡膠分子量下降，以及填料在橡膠中的分散不均等原因造成膠料性能 下降，還會(huì)產(chǎn)生大量粉塵造成環(huán)境的污染。開發(fā)比現(xiàn)有的干法混煉工藝更節(jié)省能源，配合 劑在橡膠中能夠更好、更均勻分散的濕法混煉方法勢在必行，該方法的重要步驟即是橡膠/ 填料/添加劑的凝聚及與溶劑的分離步驟。
[0003]CN103113597A公開了使用特殊設(shè)計(jì)的凝聚器進(jìn)行高效連續(xù)凝聚的濕法混煉方法， 凝聚介質(zhì)包括氮?dú)?、水蒸氣、水、填料水漿和油，但該凝聚器對設(shè)備材質(zhì)要求高，工藝成本較 高。CN103419291A公開了使用水做加熱介質(zhì)的方法，但后續(xù)需要經(jīng)分離器分離除水，造成了 膠粒破損，母膠有損失。US7307121B2公開了一種汽提（steamstripping)的方法脫除溶 劑，具體做法是將白炭黑/橡膠混合物栗入汽提裝置中凝聚并脫除溶劑，但其需要脫水干 燥。由已公開的專利文本可以看出，其濕法混煉方法均需要凝聚介質(zhì)進(jìn)行，有些還需要增加 凝聚介質(zhì)分離的步驟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中有凝聚介質(zhì)、需要增加介質(zhì)分離步驟的問題，本發(fā)明的目的 是提供一種橡膠母煉膠的連續(xù)式制造方法及該方法制備的橡膠母煉膠。本發(fā)明的另一個(gè)目 的是提供一種使用本發(fā)明的橡膠母煉膠制備的橡膠制品。
[0005] 本發(fā)明提供的橡膠/填料/添加劑混合物無介質(zhì)凝聚，將省卻凝聚介質(zhì)成本。本 發(fā)明的工藝簡化、節(jié)約能源，改善了填料分散性能和橡膠硫化特性，增強(qiáng)了填料-聚合物相 互作用，從而使橡膠制品性能提升。
[0006]本發(fā)明公開了如下幾種橡膠母煉膠的連續(xù)式制造方法，包括：
[0007] 1、一種橡膠母煉膠的連續(xù)式制造方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟A):將填料加入到橡膠溶液中，通過攪拌形成橡膠/填料/溶劑混合物；
[0009] 步驟B):對步驟A)得到的混合物進(jìn)行溶劑分離及凝聚，所述溶劑分離步驟具體為 將混合物通過蒸發(fā)分離溶劑，或通過低壓真空干燥分離溶劑，或通過加熱的方式分離溶劑， 或通過噴霧干燥的方式分離溶劑，或通過膨脹干燥的方式分離溶劑，或者通過閃蒸的方式 分離溶劑，從而得到橡膠/填料母煉膠。
[0010] 2、一種橡膠母煉膠的連續(xù)式制造方法，包括如下步驟：
[0011] 步驟A):將填料加入到橡膠溶液中，通過攪拌形成橡膠/填料/溶劑混合物；
[0012] 步驟B):對步驟A)得到的混合物進(jìn)行溶劑分離及凝聚，所述溶劑分離步驟具體為 將混合物通過蒸發(fā)分離溶劑，或通過低壓真空干燥分離溶劑，或通過加熱的方式分離溶劑， 或通過噴霧干燥的方式分離溶劑，或通過膨脹干燥的方式分離溶劑，或者通過閃蒸的方式 分離溶劑；
[0013] 步驟C):對上一步驟得到的混合物進(jìn)行干燥，得到橡膠/填料母煉膠；所述干燥為 加熱干燥和/或機(jī)械干燥。
[0014] 其中步驟C)所述加熱干燥為烘干或風(fēng)干；所述機(jī)械干燥為使用開煉機(jī)、捏煉機(jī)、 密煉機(jī)、連續(xù)密煉機(jī)、單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行干燥，機(jī)械干燥的工作溫度為l〇°C 至250°C;步驟C)可以先進(jìn)行加熱干燥后再進(jìn)行機(jī)械干燥，也可以先進(jìn)行機(jī)械干燥后再進(jìn) 行加熱干燥。步驟C)選擇機(jī)械干燥時(shí)可以同時(shí)加熱干燥，溫度為10°C-25(TC;選擇加熱干 燥時(shí)，可在氣體介質(zhì)中進(jìn)行加熱，所述氣體介質(zhì)包括空氣、氮?dú)?、水蒸氣、co2的至少一種。
[0015] 其中步驟A)中加入到橡膠溶液中的還包括添加劑，通過攪拌形成橡膠/填料/添 加劑/溶劑混合物。步驟A)可以直接將填料和/或添加劑加入到橡膠溶液中，也可以先 將填料和/或添加劑加入到與橡膠溶液相同或不同的溶劑中形成填料和或添加劑/溶劑 混合物。該填料和或添加劑/溶劑混合物可直接與橡膠溶液混合，也可以停放一定時(shí)間后 與橡膠溶液混合，在停放時(shí)加熱或者不加熱，當(dāng)加熱時(shí)，溫度為l〇°C至200°C，當(dāng)上述加熱 溫度高于溶劑的沸點(diǎn)時(shí)，加熱需在壓力容器中進(jìn)行。步驟A)得到的橡膠/填料和或添加劑 /溶劑混合物，可立即進(jìn)入下一步驟，也可以先停放一定時(shí)間，在停放時(shí)加熱或者不加熱，當(dāng) 加熱時(shí)，溫度為l〇°C至200°C，當(dāng)上述加熱溫度高于溶劑的沸點(diǎn)時(shí)，加熱需在壓力容器中進(jìn) 行。所述的添加劑可任選包括油、防老劑、偶聯(lián)劑、活性劑、抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、 阻燃劑、染料、顏料、增塑劑、軟化劑、加工助劑、硫化劑或促進(jìn)劑的添加劑中的一種或多種。 所用添加劑的用量均為常規(guī)用量，或根據(jù)實(shí)際情況的要求進(jìn)行調(diào)整。
[0016] 步驟A)可以使用本領(lǐng)域公知的方法實(shí)現(xiàn)。步驟A)中所述的攪拌可以使用一般攪 拌機(jī)完成，包括但不限于葉片式攪拌機(jī)，槽式攪拌機(jī)，行星式攪拌機(jī)，曲拐式攪拌機(jī)等。
[0017] 步驟A)還可以進(jìn)一步包括細(xì)分散步驟，所述的細(xì)分散可以通過如下方式實(shí)施：將 上述攪拌所得的混合物通過一個(gè)噴嘴在高壓高剪切的情況下噴出，以改善填料和/或添加 劑的分散；使上述噴出物通過一個(gè)多彎頭管使混合液在管中與管壁撞擊增加填料和/或添 加劑的分散性；或使噴出物通過一個(gè)管內(nèi)徑多次收放變化的管路來變換剪切應(yīng)力而增加填 料和/或添加劑的分散。所用壓力范圍從〇.IMPa至lOOMPa，優(yōu)選lOMPa至80MPa。
[0018] 所述的細(xì)分散后所形成的混合物還可以通過下述精分散進(jìn)一步改善填料和/或 添加劑在橡膠溶液中的分散：
[0019] i.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)加入球磨機(jī)和/或膠體磨中進(jìn)行分散，使填料 和/或添加劑均勻的分散在橡膠溶液中；
[0020] ii.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機(jī)中進(jìn)行研磨以使填料和/或添 加劑充分分散在橡膠溶液中，該研磨機(jī)具有一組或多組高速轉(zhuǎn)動(dòng)的平面磨盤和固定在研磨 機(jī)套筒上并與平面磨盤相間的固定銷釘或定盤。
[0021] iii.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)加入到研磨機(jī)中進(jìn)行研磨，該研磨機(jī)具有轉(zhuǎn) 動(dòng)方向相反的兩個(gè)葉片，所述葉片具有細(xì)孔流槽，在高壓下可以通過旋轉(zhuǎn)的葉片提高填料 和/或添加劑在橡膠溶液中的分散程度。所用壓力范圍從〇.IMPa至lOOMPa，優(yōu)選lOMPa至 80MPa〇
[0022] iv.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)地加入到多層高壓狹縫分散機(jī)中，使混合物 在高壓下從兩層之間狹縫中擠出，此時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)剪切力可提高填料和/或添加劑在橡膠溶 液中的分散程度。所用壓力范圍從〇.IMPa至lOOMPa，優(yōu)選lOMPa至80MPa。
[0023]v.將所述細(xì)分散之后的混合物連續(xù)地加入到動(dòng)力分散器中進(jìn)行分散，所述動(dòng)力分 散器的高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上有許多徑向分布的狹縫或孔，混合物以高速撞擊在定子表面上以 使填料和/或添加劑均勻地分散在橡膠溶液中。
[0024] 上述五種細(xì)分散方法中的兩種或兩種以上可以相互串聯(lián)使用。
[0025] 所述的橡膠溶液可以直接從制備溶聚橡膠生產(chǎn)線中直接獲得，亦可將任何類型的 干膠在該膠的溶劑中溶解制備。當(dāng)用干膠制備橡膠溶液時(shí)，所述干膠可以是本領(lǐng)域中使用 的任何種類的橡膠，如天然聚合物或合成聚合物。所述天然聚合物包括但不限于天然膠、杜 仲膠、銀菊膠等；所述合成聚合物包括但不限于單體在溶液中聚合所得（即溶聚橡膠