專利名稱：液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎橡膠膠料生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種液態(tài)白炭黑和液態(tài)天然膠在液相中混合的方法。
背景技術(shù)：
天然膠因其具有優(yōu)良的物理機械性能被廣泛應(yīng)用于輪胎工業(yè)和橡膠工業(yè)。由于天然膠分子量極高(平均分子量為70萬左右)，用傳統(tǒng)的干法混煉，首先要對天然膠進行塑煉(通過機械力及高溫降解降低分子量)然后在機械的剪切過程中加入所需的炭黑，白炭黑及其他活化劑、防老劑、硫化劑。在這一過程中天然膠的大分子嚴(yán)重受損，以致于強力磨耗性能下降。為彌補強力和磨耗的下降。設(shè)計人員傳統(tǒng)大量采用粒徑小，比表面積大的硬質(zhì)炭 黑加以補強。這樣雖然強力和磨耗能得以提高，但隨之膠料生熱量也隨之提高。以致輪胎在高速行駛因生熱高而造成早期冠空和肩空。為了降低生熱，往往加入少量的白炭黑。白炭黑具有生熱低、抗?jié)窕阅芗训奶攸c。傳統(tǒng)干法混煉方法如中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?00910050337. 2申請日2009-04-30)公開了一種偶聯(lián)劑改性白炭黑增強載重輪胎胎面膠性能的方法，該方法是納米白炭黑經(jīng)過120°C真空干燥除去水分，進行偶聯(lián)劑表面處理，偶聯(lián)劑的用量為納米白炭黑粉體重量1% 10% ;在保持橡膠原有生產(chǎn)配方不變和生產(chǎn)流程不變的基礎(chǔ)上，在橡膠混煉過程中添加生膠重量的20% 30%偶聯(lián)劑改性后的納米白炭黑復(fù)合粉體，測試結(jié)果表明，添加復(fù)合納米白炭黑粉體后載重輪胎胎面膠的拉伸強度、撕裂強度、硬度等大幅度提高。而應(yīng)用傳統(tǒng)干法混煉加入多量的白炭黑勢必影響膠料的強力和耐磨性能。但用傳統(tǒng)干法混煉方法有兩個致命弱點一是白炭黑是親水的無機物很難溶入到疏水的天然膠中，必須進行過分混煉(增加混煉段數(shù))，這樣必然破壞了橡膠分子鏈的整體性，造成了強力降低。另外白炭黑應(yīng)用干法混煉無法形成天然膠與白炭黑的一體性。這樣大量填充的白炭黑的膠料獲取不到高耐磨性?？傊尤氪罅康母弑缺砻娣e的硬質(zhì)炭黑可獲取較高強力的混煉膠，但無疑會造成膠料生熱過大，滾動阻力高。而使用液相攪拌法混合的白炭黑天然膠的制備方法完全可彌補上述兩項不足。液相攪拌法混合方法如中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?01110064299.3申請日2011-03-17)公開了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)洗膠機進行洗膠和脫水-送至橡膠造粒機造粒，然后將膠料粒送入箱式干燥柜中進行干燥。采用該方法制造的輪胎滾動阻力小，生熱低，抗張強度和抗撕強度高，膠料的耐老化性能好。實現(xiàn)了白炭黑的混煉在液相中進行，分散性和均勻性提高。但是，該專利中白炭黑漿料需采用去離子水浸泡，同時，在加工過程中需要經(jīng)過研磨，這樣增加了工藝步驟，提高了生產(chǎn)的成本；另外，對于天然膠乳在攪拌過程中，會出現(xiàn)凝結(jié)，出現(xiàn)大顆粒，導(dǎo)致混合不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
為了采用白炭黑全部替代或大部分替代炭黑，以降低輪胎的滾動阻力，提高抗?jié)窕澳湍バ阅?，以生產(chǎn)出節(jié)能環(huán)保輪胎。本發(fā)明的目的是提供一種液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，該方法具有產(chǎn)品性能高，實施方便的特點。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，該方法包括以下的步驟I)漿料制備甲組分制備固含量10°/Γ50%的液態(tài)白炭黑，白炭黑以干料計5 120份；
加入白炭黑干料重量的O. 5°/Γ8%硅烷偶聯(lián)劑，O. 19Γ2. 0%穩(wěn)定劑，O. 1°/Γ2. 0%防沉劑，O. 1% 2. 0%分散劑，攪拌速度100(T4000rpm，攪拌時間2 10分鐘；乙組分配制固體含量20% 70%的天然膠乳，天然膠乳以干料計100份；加入天然膠乳干料重量O. 19Γ2. 0%的穩(wěn)定劑，攪拌轉(zhuǎn)速1000-4000rpm，攪拌I 5分鐘；2)混合在乙組分高速攪拌中加入甲組分，攪拌速度200(T6000rpm，常溫攪拌8 20分鐘；3)凝固、脫水、洗滌①在經(jīng)混勻后的混合液中緩慢加入經(jīng)稀釋過的凝固劑，加入量為混合液重量
O.019Γ1. 5%的凝固劑進行凝固，回收殘液；②凝固后的膠料先用壓機將部分凝固液擠壓出并回收再利用，再將擠壓后的膠料在破膠機上擠壓，擠出凝固液，并作回收，破膠機擠壓后的膠料進行破碎，洗滌，離心機脫水，烘干。作為優(yōu)選，上述的步驟I)中加入的硅烷偶聯(lián)劑為白炭黑干料重量的1°/Γ5%。作為優(yōu)選，上述的娃燒偶聯(lián)劑選用雙-[丙基二乙氧基娃燒]-四硫化物、雙-[丙基二乙氧基娃燒]_ _■硫化物中的一種或兩種混合。作為優(yōu)選，上述的步驟I)中甲組分制備加入的穩(wěn)定劑為白炭黑干料重量的O. 19Γ0. 9%，防沉劑為白炭黑干料重量的O. 19Γ0. 9%，分散劑為白炭黑干料重量的
O.1% 0· 9%。作為優(yōu)選，上述的分散劑選用甲撐二萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、甲撐二異丙基萘磺酸鈉、甲撐二異丙基萘磺酸鉀和焦磷酸鈉中的一種或多種混合。作為優(yōu)選，防沉降劑選用聚丙烯酸鈉、吐溫和司班中的一種或多種混合。作為優(yōu)選，步驟I)中乙組分制備加入的穩(wěn)定劑為天然膠乳干料重量的
O.1% 0· 9%。作為優(yōu)選，穩(wěn)定劑選用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、月桂酸、酪素、環(huán)氧乙烷與醇的縮合物和N-甲基N-油酸?；Ｋ徕c中的一種或多種混合。作為優(yōu)選，步驟3)中凝固劑的加入量為O. 19Γ0. 5%。作為優(yōu)選，凝固劑選用鹽酸、硫酸、乙酸、甲酸、氯化鈣、硝酸鈣、乙酸環(huán)己胺和聚丙二醇中的一種或多種混合。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，具有以下的有益效果I、本發(fā)明采用液-液高速攪拌混合有效地保存了天然膠大分子的原狀，使天然膠的強力得以有效保留；2、液-液高速攪拌混合有效地實現(xiàn)了橡膠和白炭黑的均勻一體性，從而大幅度提高了混合膠的強力和耐磨性；3、液-液高速攪拌混合徹底解決了混煉時的粉塵飛揚，明顯改善了工作環(huán)境；4、應(yīng)用本法混合的膠料強力大幅提升，生熱性和滯后損失明顯降低；5、應(yīng)用本法所生產(chǎn)的混合膠可單獨使用，也可按任意比例與天然膠、合成膠及天然膠炭黑母膠，合成膠炭黑母膠并用；6、本發(fā)明直接用液相白炭黑和液相天然膠攪拌混合，其工藝簡單，占地面積小，設(shè)備投資低，生產(chǎn)過程中無粉塵污染。各橡膠制品廠使用方便，特別適用于輪胎廠。
具體實施例方式實施例I采用離心濃縮天然膠乳和白炭黑漿料A、配制漿料A 組分
組成(％)
白炭黑漿料(25%含量)85. 47
13. 33
Si69066
穩(wěn)定齊U0.410
防沉齊UO. 020
分散劑O. 103B 組分
配方組成(％)
濃縮天然膠乳 56. 31 穩(wěn)定齊U0Γ54
各自在150(T2500rpm攪拌2 5分鐘。B、混合攪拌，在B組分高速攪拌中緩緩加入A組分，A組分與B組分的質(zhì)量比為
O.8:1，攪拌速度在200(T6000rpm，攪拌10分鐘。C、在混合料中緩慢加入O. 3kg冰醋酸，瞬間凝固。D、壓濾，在壓機上壓，擠壓出部分液體，回收。E、軋壓，在前后輥均有齒的破膠機上碾壓3飛次，擠壓出剩余液體，回收。F、粉碎，在裝有縱橫裁切的破碎機上粉碎成< Imm3的顆粒。G、洗滌，用PH為7. 5^8. 5的水中洗滌中和多余的醋酸至中性。H、脫水，用脫水機離心機甩干表面的水分。J、烘干，在外接間接蒸汽熱源，帶有鼓風(fēng)機循環(huán)的箱式干燥流水線上烘干至成品。實施例2采用直接從橡膠樹采集的新鮮膠水和白炭黑漿料A、配制漿料A 組分
配方組成(％)
白炭黑漿料(25%含量)85. 47
13. 33
Si69066
穩(wěn)定齊U0.410
防沉齊UO. 020
分散劑O. 103B 組分
配方組成(％)~
新鮮膠水 99. 056穩(wěn)定齊UO. 944
Ir各自在150(T2500rpm攪拌2 5分鐘。
B、混合攪拌，在B組分高速攪拌中緩緩加入A組分，A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1，攪拌速度在200(T6000rpm，攪拌10分鐘。C、在混合料中緩慢加入O. 3kg冰醋酸，瞬間凝固。D、壓濾,在壓機上壓,擠壓出部分液體，回收。E、軋壓，在前后輥 均有齒的破膠機上碾壓3飛次，擠壓出剩余液體，回收。F、粉碎，在裝有縱橫裁切的破碎機上粉碎成< Imm3的顆粒。G、洗滌，用PH為7. 5 8. 5的水中洗滌中和多余的醋酸至中性。H、脫水，用脫水機離心機甩干表面的水分。J、烘干，在外接間接蒸汽熱源，帶有鼓風(fēng)機循環(huán)的箱式干燥流水線上烘干至成品。實施例340phr白炭黑含量配方A、配制漿料A 組分
組成(Pm)
白炭黑漿料(25%含量)3Γ2
δΤΤδ
Si69025
穩(wěn)定齊U ΓΤδ
防沉齊UO. 008
分散劑0704B 組分
配方組成(PHR)^
新鮮膠水3276
穩(wěn)定齊UL55
25各自在150(T2500rpm攪拌2 5分鐘。B、混合攪拌，在B組分高速攪拌中緩緩加入A組分，A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1，攪拌速度在200(T6000rpm，攪拌10分鐘。C、在混合料中緩慢加入O. 3kg冰醋酸，瞬間凝固。
D、壓濾,在壓機上壓,擠壓出部分液體，回收。E、軋壓， 在前后輥均有齒的破膠機上碾壓3飛次，擠壓出剩余液體，回收。F、粉碎，在裝有縱橫裁切的破碎機上粉碎成< Imm3的顆粒。G、洗滌，用PH為7. 5^8. 5的水中洗滌中和多余的醋酸至中性。H、脫水，用脫水機離心機甩干表面的水分。J、烘干，在外接間接蒸汽熱源，帶有鼓風(fēng)機循環(huán)的箱式干燥流水線上烘干至成品。實施例430phr白炭黑含量配方A、配制漿料A 組分
權(quán)利要求
1.液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于該方法包括以下的步驟 1)漿料制備 甲組分制備 固含量109Γ50%的液態(tài)白炭黑，白炭黑以干料計5 120份； 加入白炭黑干料重量的O. 5% 8%硅烷偶聯(lián)劑，O. 19Γ2. 0%穩(wěn)定劑，O. 19Γ2. 0%防沉劑，O. 19Γ2. 0%分散劑，攪拌速度100(T4000rpm，攪拌時間2 10分鐘； 乙組分配制 固體含量20% 70%的天然膠乳，天然膠乳以干料計100份； 加入天然膠乳干料重量O. 19Γ2. 0%的穩(wěn)定劑，攪拌轉(zhuǎn)速1000-4000 rpm，攪拌I 5分鐘； 2)混合 在乙組分高速攪拌中加入甲組分，攪拌速度200(T6000 rpm，常溫攪拌8 20分鐘； 3)凝固、脫水、洗滌 ①在經(jīng)混勻后的混合液中緩慢加入經(jīng)稀釋過的凝固劑，加入量為混合液重量O. 019Γ1. 5%的凝固劑進行凝固，回收殘液； ②凝固后的膠料先用壓機將部分凝固液擠壓出并回收再利用，再將擠壓后的膠料在破膠機上擠壓，擠出凝固液，并作回收，破膠機擠壓后的膠料進行破碎，洗滌，離心機脫水，烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于步驟I)中加入的硅烷偶聯(lián)劑為白炭黑干料重量的1°/Γ5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于娃燒偶聯(lián)劑選用雙_[丙基二乙氧基娃燒]_四硫化物、雙_[丙基二乙氧基娃燒]_ 二硫化物中的一種或兩種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于步驟I)中甲組分制備加入的穩(wěn)定劑為白炭黑干料重量的O. 19Γ0. 9%，防沉劑為白炭黑干料重量的O. 19Γ0. 9%，分散劑為白炭黑干料重量的O. 19Γ0. 9%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于分散劑選用甲撐二萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、甲撐二異丙基萘磺酸鈉、甲撐二異丙基萘磺酸鉀和焦磷酸鈉中的一種或多種混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于防沉降劑選用聚丙烯酸鈉、吐溫和司班中的一種或多種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于步驟I)中乙組分制備加入的穩(wěn)定劑為天然膠乳干料重量的O. P/Γο. 9%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或4或7所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于穩(wěn)定劑選用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、月桂酸、酪素、環(huán)氧乙烷與醇的縮合物和N-甲基N-油酸酰基牛酸鈉中的一種或多種混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于步驟3)中凝固劑的加入量為O. 19Γ0. 5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，其特征在于凝固劑選用鹽酸、硫酸、乙酸、甲酸、氯化鈣、硝酸鈣、乙酸環(huán)己胺和聚丙二醇中的一種或多種 混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及輪胎橡膠膠料生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種液態(tài)白炭黑和液態(tài)天然膠在液相中混合的方法。液相攪拌混合白炭黑和天然膠的制備方法，該方法包括以下的步驟1)漿料制備；2)混合，3)凝固、脫水、洗滌、烘干。本發(fā)明采用液-液高速攪拌混合有效地保存了天然膠大分子的原狀，使天然膠的強力得以有效保留；大幅度提高了混合膠的強力和耐磨性；應(yīng)用本法混合的膠料強力大幅提升，生熱性和滯后損失明顯降低；本發(fā)明生產(chǎn)的混合膠可單獨使用，也可按任意比例與天然膠、合成膠及天然膠炭黑母膠，合成膠炭黑母膠并用；本發(fā)明直接用液相白炭黑和液相天然膠攪拌混合，其工藝簡單，占地面積小，設(shè)備投資低，生產(chǎn)過程中無粉塵污染。
文檔編號B60C1/00GK102775654SQ20121028251
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者徐新建, 樓齊淼, 沈建農(nóng), 洪佳, 金振渙 申請人:杭州中策橡膠有限公司