[發明專利]一種利用撞擊流設備制備橡膠復合材料的方法

無效

• 申請號: 201210566818.0
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN102993490A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 韓晶杰;鄭昊
• 申請（專利權）人: 江西耐普礦機新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L7/02
• 分類號: C08L7/02;C08K13/02;C08K3/04;C08K5/14;C08K3/06;C08K3/22;B29B7/76
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及橡膠復合材料制備技術領域，特別涉及一種利用撞擊流設備制備橡膠復合材料的方法。

背景技術

干法共混制備橡膠復合材料是目前工業生產中最常用的方法，通常都是在橡膠中加入補強助劑、硫化劑以及各種配合助劑，經干法混煉加工而成?；鞜掃@一過程既消耗能源又污染環境，在混煉過程中橡膠“吃粉”困難，粉體飛揚，對環境產生污染，還嚴重危害操作人員的身體健康。另外，由于干法混煉工藝的局限性，防老劑和無機填料在橡膠基體中的分散不可能很均勻，局部會產生嚴重的團聚現象，達不到理想的抗老化和補強效果，同時還會犧牲NR本身寶貴的特性（如高彈性、高耐磨性等）。

因此，如能采用濕法工藝，直接在膠乳中用填料進行填充，在膠乳分散體狀態下進行加工，避免混煉過程，就能提高填料在橡膠中的分散程度，最大程度地保留天然膠乳的分子結構，大大提高制品的性能。同時可以減少混煉設備、能源和勞動力的投入，從而達到操作簡單、方便、節能、環保、高效的目的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對現有干法共混制備橡膠復合材料所存在的問題而提供一種利用撞擊流設備制備橡膠復合材料的方法。該方法是利用砂磨機設備將各種填料、助劑分散到水中制得懸浮液；然后將懸浮液在撞擊流設備的作用下分散到膠乳中；然后進行脫水干燥得到所需要的橡膠復合材料。

本發明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現：

一種利用撞擊流設備制備橡膠復合材料的方法，將炭黑、促進劑、硫磺、自制分散劑HD、氧化鋅、水制成的懸浮液一定的比例在撞擊流設備的作用下分散到天然膠乳中；然后進行脫水干燥、硫化得到橡膠復合材料。

在本發明的一個優選實施例中，所述撞擊流設備包括一臺高壓混合設備和至少兩臺高壓發生設備，所述高壓混合設備包括一個高壓混合設備本體和設置在高壓混合本體上的至少兩個吸入口以及一個出口，兩個吸入口同軸設置并與出口垂直，在兩個吸入口和一個出口中間具有一高壓混合腔；每一吸入口通過噴嘴和高壓管線與一臺高壓發生設備連接；其中一臺高壓發生設備將所述懸浮液加壓至十幾個到上千個大氣壓，通過噴嘴從一個吸入口以高度聚集的射流方式噴入到高壓混合腔內；另一臺高壓發生設備將所述天然乳膠加壓至十幾個到上千個大氣壓，通過噴嘴從另一個吸入口以高度聚集的射流方式噴入到高壓混合腔內。

在本發明的一個優選實施例中，所述懸浮液的射流方向與天然乳膠的射流方向成180°

在本發明的一個優選實施例中，所述天然膠乳質量分數為166.7份，固含量60wt%；所述懸浮液中各成分的質量分數為：炭黑：25-50份，促進劑：0-5份，硫磺：0-5份，自制分散劑HD：0.5-5份，氧化鋅：1-10份，水:20-700份；

其中懸浮液的制備方法是將炭黑、促進劑、硫磺、自制分散劑HD、氧化鋅加入到水中，在室溫下用砂磨機攪拌24小時后制成；

所述懸浮液和天然乳膠被加壓到500大氣壓后，以以高度聚集的射流方式噴入到高壓混合腔內進行混合。

所述脫水干燥是指放入干燥設備中在80℃下干燥3小時。

所述硫化是指在140℃下硫化15min。

所述自制分散劑HD的制備方法如下：將1-5質量份BPO、100-500質量份二甲苯、50-90質量份高順式-1,4-聚異戊二烯、10-50質量份乙烯基吡啶混合，在氮氣保護的條件下，加熱至60℃后反應2小時后制成；其中高順式-1,4-聚異戊二烯的順式-1,4-結構摩爾分數為95.5％～97.1％。該自制分散劑HD可以將炭黑均勻的分散到天然橡膠中，并提高炭黑和橡膠的相互作用，使制得的產品具有優異的力學機械性能。

由于采用了上述方法，本發明的填料或助劑在制得的橡膠復合材料中的分散比采用傳統的煉膠方法中的分散效果好，制得的橡膠制品耐濕磨性能更高。

附圖說明

圖1為本發明撞擊流設備的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的一種利用撞擊流設備制備橡膠復合材料的方法，將炭黑、促進劑、硫磺、自制分散劑HD、氧化鋅、水制成的懸浮液一定的比例在撞擊流設備的作用下分散到天然膠乳中；然后進行脫水干燥、硫化得到橡膠復合材料。