一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法
2023-05-30 11:41:56
專利名稱：一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法
技術領域：
本發明涉及母煉膠製備技術領域，具體涉及一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法。
背景技術：
母煉膠是指在橡膠中混合炭黑等填料的一種膠料，它可以是預混煉的膠料半成品，也可以是一種最終橡膠配方膠料，它可以解決橡膠混煉時的 炭黑汙染和流失問題。目前，製備炭黑母煉膠粉末的方法主要有凝聚共沉法、噴霧乾燥法等。凝聚共沉法的工藝流程為先用脂肪酸鉀乳化劑和助劑，使丁二烯和丙烯腈在低溫或高溫下進行乳液共聚，通過轉化率、單體配比和調節劑的變化，製得NBR膠漿，再用無機鹽溶液作凝聚劑使膠漿經預凝、絮凝和粉末膠粒球化，同時用邊凝聚邊隔離的技術將膠粒及時隔離防止粘結，得到PNBR淤漿，然後再離心過濾和洗滌脫水，濾餅用自製的機械分散為溼粉，經專用設備乾燥和過篩得PNBR產品；而噴霧乾燥法的工藝流程為將水、炭黑、氧化鋅、硬脂酸、硫黃、促進劑CZ和DM按一定配比製備成炭黑懸浮液，然後炭黑懸浮液經稀釋後加入到天然膠乳中並使炭黑在NR膠乳中混合均勻，得到炭黑/水/天然膠乳懸浮液，再採用噴霧乾燥機將炭黑/水/天然膠乳懸浮液通過霧化器分散為霧滴，霧滴經熱乾燥介質(空氣)加熱後除去水分，得到含炭黑的粉末天然橡膠。以上工藝所製得母煉膠的力學性能一般，而且皆設備複雜，能耗大，生產成本高，還有製備過程中需要添加表面活性劑、偶聯劑、乳化劑，會造成環境汙染。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，使用機械物理分散、旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠，所製得母煉膠的力學性能較好，設備投資少，能耗小，生成成本低，且不添加表面活性劑、偶聯劑、乳化劑，不會對環境造成汙染。為解決上述現有的技術問題，本發明採用如下方案一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，包括以下步驟步驟一、將炭黑在水中研磨、分散製成均勻的炭黑漿；步驟二、將天然膠乳在水中進行破乳，使其表面的蛋白質打破，製成天然膠乳漿；步驟三、將炭黑漿與天然膠乳漿混合後旋轉振動，製備成母煉膠懸浮液；步驟四、將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理後得到炭黑母煉膠粒；步驟五、將炭黑母煉膠粒在烘箱中乾燥。作為優選，所述步驟一中製備的炭黑漿中的炭黑中位徑D5tlS 20i!m。炭黑分散性較好。作為優選，所述步驟二中天然膠乳固含量為50-80%。此設置範圍能夠製備出具有較好力學性能的炭黑母煉膠。作為優選,所述步驟三中進行旋轉振動時,旋轉振動時間為0. 5h-20h,旋轉振動溫度為50°C _100°C，轉速為1500rpm-2500rpm。製備的炭黑母煉膠的拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能較好。作為優選，所述步驟三中每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為30-75份。製備的炭黑母煉膠耐磨性好。作為優選，所述步驟四中將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理時篩網規格為1-100目。炭黑分散性較好，製備出的炭黑母煉膠撕裂性能優異。作為優選，所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的幹 燥溫度為60°C -120°c，乾燥時間為0. 5h-24h。乾燥效果較好，製備出的炭黑母煉膠的力學性能較優。作為優選，所述步驟一中採用攪拌粉磨機將炭黑在水中研磨、分散製成均勻的炭黑漿。採用攪拌粉磨機能將炭黑充分研磨、分散，製得的炭黑漿比較均勻。作為優選，所述步驟二中採用砂磨攪拌分散機將天然膠乳在水中進行破乳，製成天然膠乳漿。採用砂磨攪拌分散機能使天然膠乳表面的蛋白質充分打破從而暴露出蛋白質內的聚異戊二烯分子結構，製得的天然膠乳漿質量較好。作為優選，所述步驟三中採用旋轉振動機將炭黑漿同天然膠乳漿混合在一起進行旋轉振動，使其形成母煉膠懸浮液。採用旋轉振動機製得的母煉膠懸浮液比較均勻，製得的炭黑母煉膠力學性能更好。有益效果本發明採用上述技術方案提供的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，使用機械物理分散、旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠，所製得母煉膠的力學性能較好，設備投資少，能耗小，生成成本低，且不添加表面活性劑、偶聯劑、乳化劑，不會對環境造成汙染。
圖I為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式實施例一如圖I所示，一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，包括以下步驟步驟一、將炭黑在水中研磨、分散製成均勻的炭黑漿；步驟二、將天然膠乳在水中進行破乳，使其表面的蛋白質打破，製成天然膠乳漿；步驟三、將炭黑漿與天然膠乳漿混合後旋轉振動，製備成母煉膠懸浮液；步驟四、將製備的的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理後得到炭黑母煉膠粒；步驟五、將炭黑母煉膠粒在烘箱中乾燥。所述步驟一中製備的炭黑漿中的炭黑中位徑D5tl ^ 20 Um0所述步驟二中天然膠乳固含量為50%。所述步驟三中進行旋轉振動時，旋轉振動時間為0. 5h，旋轉振動溫度為50°C，轉速為1500rpm。所述步驟三中每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為75份。所述步驟四中將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理時篩網規格為100目。所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的乾燥溫度為60°C，乾燥時間為0. 5h。所述步驟一中採用攪拌粉磨機將炭黑在水中研磨、分散製成均勻的炭黑漿。所述步驟二中採用砂磨攪拌分散機將天然膠乳在水中進行破乳，製成天然膠乳漿。所述步驟三中採用旋轉振動機將炭黑漿同天然膠乳漿混合在一起進行旋轉振動，使其形成母煉膠懸浮液。
實施例二與實施例一的不同之處在於所述步驟一中製備的炭黑漿中的炭黑中位徑D50 ^ 17 Um0所述步驟二中天然膠乳固含量為60%。所述步驟三中進行旋轉振動時，旋轉振動時間為5h，旋轉振動溫度為60°C，轉速為ISOOrpm。所述每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為55份。所述篩網規格為80目。所述所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的乾燥溫度為70°C，乾燥時間為4h。實施例三與實施例一和實施例二的不同之處在於所述步驟 一中製備的炭黑漿中的炭黑中位徑D5tl^ 13 ym。所述步驟二中天然膠乳固含量為65%。所述步驟三中進行旋轉振動時，旋轉振動時間為10. 5h，旋轉振動溫度為70°C，轉速為2000rpm。所述步驟三中每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為50份。所述步驟四中將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理時篩網規格為50目；所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的乾燥溫度為80°C,乾燥時間為IOh。實施例四與實施例一、實施例二和實施例三的不同之處在於所述步驟一中製備的炭黑漿中的炭黑中位徑D5tlS Sum。所述步驟二中天然膠乳固含量為70%。所述步驟三中進行旋轉振動時，旋轉振動時間為15h，旋轉振動溫度為80°C，轉速為2200rpm。所述步驟三中每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為40份。所述步驟四中將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理時篩網規格為40目。所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的乾燥溫度為90°C，乾燥時間為14h。實施例五與實施例一、實施例二、實施例三和實施例四的不同之處在於所述步驟一中製備的炭黑漿中的炭黑中位徑D5ciSAymt5所述步驟二中天然膠乳固含量為75%。所述步驟三中進行旋轉振動時，旋轉振動時間為18h，旋轉振動溫度為90°C，轉速為2350rpm。所述步驟三中每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為35份。所述步驟四中將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理時篩網規格為35目。所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的乾燥溫度為100°C，乾燥時間為18h。實施例六與實施例一、實施例二、實施例三、實施例四和實施例五的不同之處在於所述步驟一中製備的炭黑漿中的炭黑中位徑D5tlS Ium;所述步驟二中天然膠乳固含量為80% ;所述步驟三中進行旋轉振動時，旋轉振動時間為20h，旋轉振動溫度為100°C，轉速為2500rpm ;所述步驟三中每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為30份；所述步驟四中將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理時篩網規格為I目；所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的乾燥溫度為120°C，乾燥時間為24h。本發明中，所述步驟一與步驟二的順序不分先後。所述步驟一中炭黑漿中的炭黑中位徑D5tl還可細至0. 5 ii m以下甚至更細。採用本發明製得的炭黑母煉膠力學性能比傳統工藝加同樣份數的炭黑母煉膠力學性能相比，拉伸強度可提高15%以上，300%定伸應力可提高18%以上。本發明減少了混煉設備、能源和勞動力投入，製備工藝流程簡單、操作容易、設備投資少，能耗小，生成成本低，炭黑填料分散卓越，不依賴於填料形態，且無需處理游離炭黑並減少了粉塵排放，且不添加表面活性劑、偶聯劑、乳化劑，不會對環境造成汙染。本發 明為母煉膠生產開闢了一條新的工藝路線。
權利要求
1.一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於包括以下 步驟步驟一、將炭黑在水中研磨、分散製成均勻的炭黑漿；步驟二、將天然膠乳在水中進行破乳，使其表面的蛋白質打破，製成天然膠乳漿；步驟三、將炭黑漿與天然膠乳漿混合後旋轉振動，製備成母煉膠懸浮液；步驟四、將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理後得到炭黑母煉膠粒；步驟五、將炭黑母煉膠粒在烘箱中乾燥。
2.根據權利要求I所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟一中製備的炭黑眾中的炭黑中位徑D5tl < 20 u nio
3.根據權利要求I所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟二中天然膠乳固含量為50-80%。
4.根據權利要求I所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟三中進行旋轉振動時，旋轉振動時間為O. 5h-20h，旋轉振動溫度為50 0C _10(TC，轉速為 1500rpm-2500rpm。
5.根據權利要求I所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟三中每100重量份以幹質計的母煉膠懸浮液中的炭黑填充量為30-75份；
6.根據權利要求I所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟四中將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理時篩網規格為1-100目；
7.根據權利要求I所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟五中製備炭黑母煉膠粒時的乾燥溫度為60°C _120°C，乾燥時間為O.5h-24h。
8.根據權利要求I至7中任一所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟一中採用攪拌粉磨機將炭黑在水中研磨、分散製成均勻的炭黑漿。
9.根據權利要求I至7中任一所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟二中採用砂磨攪拌分散機將天然膠乳在水中進行破乳，製成天然膠乳漿。
10.根據權利要求I至7中任一所述的一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，其特徵在於所述步驟三中採用旋轉振動機將炭黑漿同天然膠乳漿混合在一起進行旋轉振動，使其形成母煉膠懸浮液。
全文摘要
本發明提供了一種利用旋轉振動溼法製備炭黑母煉膠的工藝方法，包括以下步驟步驟一、將炭黑在水中研磨、分散製成均勻的炭黑漿；步驟二、將天然膠乳在水中進行破乳，使其表面的蛋白質打破，製成天然膠乳漿；步驟三、將炭黑漿與天然膠乳漿混合後旋轉振動，製備成母煉膠懸浮液；步驟四、將製備的母煉膠懸浮液進行過篩、脫水處理後得到炭黑母煉膠粒；步驟五、將炭黑母煉膠粒在烘箱中乾燥。採用本發明所製得母煉膠力學性能較好，設備投資少，能耗小，生成成本低，且不添加表面活性劑、偶聯劑、乳化劑，不會對環境造成汙染。
文檔編號C08L7/02GK102786724SQ20121023426
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者任冬寅, 劉海, 尚志新, 楊玉芬, 蓋國勝 申請人:長興清華粉體及新材料工程中心有限公司