[發(fā)明專利]活性載體法制備低鋅硫化活性劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010268401.7
• 申請(qǐng)日: 2010-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN102382489A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李花婷;賈昧;馬金峰;胡浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): C09C1/42
• 分類號(hào): C09C1/42;C09C3/08;C09C3/10;C09C3/04;C09C3/06;C08K9/12;C08K9/04;C08K3/34;C08L21/00
• 代理公司: 北京金富邦專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11014
• 代理人: 揭玉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橡膠硫化工藝中的硫化活性劑，具體是活性載體法制備低鋅硫化活性劑。?

背景技術(shù)

近年來(lái)，橡膠產(chǎn)品中助劑對(duì)環(huán)境的污染引起了越來(lái)越多的重視，氧化鋅作為橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)中最常用的助劑，其用量一直偏高，一方面浪費(fèi)了寶貴的鋅資源，另一方面，過(guò)量的鋅通過(guò)后期橡膠制品的應(yīng)用釋放到環(huán)境中，對(duì)鋅敏感的水生物造成巨大的危害，造成對(duì)環(huán)境的污染。最近剖析的國(guó)外名牌輪胎分析數(shù)據(jù)顯示，其氧化鋅用量遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)輪胎的普遍用量。而國(guó)內(nèi)的輪胎生產(chǎn)廠家仍然沿用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)的氧化鋅用量明顯偏高。?

目前降低氧化鋅的用量主要有四類途徑，一類是采用有機(jī)鋅皂鹽來(lái)替代氧化鋅，市面上的產(chǎn)品主要有struktol公司的活化劑73A(直鏈羧酸鋅皂鹽和芳香酸鋅皂鹽混合物)和ZEH(α-乙基己酸鋅)，山西省化工研究院開發(fā)生產(chǎn)的耐熱硫化活性劑SL-272、SL-273，北京中橡科達(dá)橡膠材料有限公司的硫化活性劑Z-311，臺(tái)灣歐士橡膠助劑有限公司的有機(jī)鋅。這些產(chǎn)品都是優(yōu)化結(jié)構(gòu)的鋅皂混合物，可部分或全部替代傳統(tǒng)活性劑。存在的缺點(diǎn)是Akt-73，SL-273降低鋅含量的能力有限，同時(shí)其價(jià)格和普通間接法氧化鋅相比沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，影響產(chǎn)品成本。?

第二類是采用氧化鋅母粒來(lái)替代氧化鋅。氧化鋅母粒一般是采用改性的納米氧化鋅粉體與載體母膠，膠粘分散劑，增塑劑，潤(rùn)滑劑等組分?按適當(dāng)?shù)呐浞奖壤诿軣捲O(shè)備中使各組分混合均勻，以熱喂料或冷喂料方式從擠出機(jī)中擠出，再切成母粒。市面上萊茵公司的氧化鋅-80產(chǎn)品，就是以三元乙丙膠為載體制得的分散體。?

第三類是采用納米氧化鋅來(lái)替代氧化鋅。納米氧化鋅具有粒徑小、比表面積大、活性高的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)取代普通氧化鋅在橡膠中應(yīng)用時(shí)，當(dāng)納米氧化鋅2份時(shí)，其硫化性能最接近于普通氧化鋅5份。目前納米氧化鋅在橡膠中的應(yīng)用研究還不夠，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。?

第四類是采用其他金屬氧化物或其他完全無(wú)鋅的化合物來(lái)替代氧化鋅，產(chǎn)品的性能較差。?

氧化鋅作為一項(xiàng)必須的橡膠助劑，完全從橡膠中消除有很大的難度，目前市場(chǎng)化較好的產(chǎn)品主要是萊茵公司的氧化鋅-80產(chǎn)品。其綜合性能較好，但是降低鋅含量的能力仍然有限。?

本發(fā)明是采用一種新的納米級(jí)分散粘土作為載體，對(duì)載體有機(jī)活化改性后加載少量鋅離子，使載上的鋅離子富集在載體的表面，。充分吸附反應(yīng)后，滴加沉淀劑，使吸附加載上的鋅離子完全沉淀在活性載體粘土的表面。在提高實(shí)際參與反應(yīng)的鋅離子濃度同時(shí)其分散性也得到了改善。由于加載上的鋅離子濃度較小，僅為實(shí)際參與反應(yīng)的鋅離子的量，就可以使膠料中的ZnO用量明顯減少。?

WO2004/052981是以蒙脫土(MMT?K10)作為載體，將蒙脫土先酸化處理，再和含鋅離子的溶液進(jìn)行離子交換的方法制備鋅粘土。蒙脫土未進(jìn)行有機(jī)活性改性，吸附上的鋅離子有限，在膠料中的應(yīng)用性能下降較大。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是采用一種新的納米級(jí)分散粘土作為載體，對(duì)載體有機(jī)活化改性后加載少量鋅離子，使載上的鋅離子富集在載體的表面，充?分吸附反應(yīng)后，滴加沉淀劑，使吸附加載上的鋅離子完全沉淀在活性載體粘土的表面。在提高實(shí)際參與反應(yīng)的鋅離子濃度同時(shí)其分散性也得到了改善。由于加載上的鋅離子濃度較小，僅為實(shí)際參與反應(yīng)的鋅離子的量，就可以使膠料中的ZnO用量明顯減少。該方法工藝簡(jiǎn)單，制備的低鋅硫化活性劑鋅含量低，應(yīng)用性能與氧化鋅相當(dāng)。?

本發(fā)明的制備方法主要包括以下步驟：?

a.選擇陽(yáng)離子交換容量在60～110mmol/100g的粘土作為載體，將粘土配制成質(zhì)量濃度為5％～20％的水溶液，在20∽80℃對(duì)粘土進(jìn)行有機(jī)活化改性，所述有機(jī)改性劑的質(zhì)量濃度為1∽10％，改性時(shí)間為1∽12h；?

b.將改性后的粘土洗滌、抽濾，放入60∽100℃烘箱中干燥，干燥時(shí)間在12∽24h；?

c.將改性粘土溶解于鋅鹽溶液中，鋅鹽溶液濃度在0.01∽6mol/l，充分反應(yīng)后滴加0.01∽6mol/l的沉淀劑，滴加時(shí)間在15∽120min；?

d.將反應(yīng)1∽12h完全的粘土抽濾，用水洗滌，于60∽100℃烘箱干燥12∽24h；?

e.將干燥后的粘土在150∽450℃灼燒2∽8h。?

所述的粘土為下列一種或幾種：蒙脫土、高嶺土、伊利石、蛭石、海泡石。?

所述的粘土礦物用水濕潤(rùn)后具有可塑性，在較小壓力下可以變形并能長(zhǎng)久保持原狀，而且比表面積大，顆粒上帶有負(fù)電性，因此有很好的物理吸附性和表面化學(xué)活性，具有與其他陽(yáng)離子交換的能力。?