[發明專利]橡膠補強劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410183269.8
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103980540A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王少雄
• 申請（專利權）人: 寧?？h嘉和化工有限公司
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06;C08K3/36;C08K3/08;C08L21/00
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 駱文軍

技術領域

本發明屬于橡膠填充材料技術領域，特別是涉及一種橡膠補強劑及其制備方法。

背景技術

目前在橡膠制品中，為了達到不同的機械強度，需要添加橡膠補強劑。通常分為兩種，一種是炭黑，另一種是硅藻土；而前者雖然補強水平較好，但生產工藝較復雜，生產過程較繁瑣，生產成本較高；而后者雖然生產工藝較簡單，生產成本相對較低，但是硅藻土需要經過自然干燥，使得生產周期較長，且補強水平無法達到半補強炭黑的補強水平，再者添加后橡膠的彈性和抗屈饒性相對較差。

發明內容

本發明針對以上問題提供一種生產工藝較簡單，生產周期相對較短，生產成本較低，補強水平可達到炭黑的補強水平及添加后橡膠的彈性和抗屈饒性較好的橡膠補強劑。

本發明解決以上問題所用的技術方案是：提供一種橡膠補強劑，它包括以下重量百分比的配方：

硅烷偶聯劑2％～4％，稀土0.5％～3.5％，其余為硅土。

本發明的另一個目的是提供一種橡膠補強劑的制備方法，它包括以下步驟：

1)、將硅土煅燒，煅燒溫度為1000～1800℃，時間為1～6小時；

2)、對煅燒后的硅土進行分選，分選標準為SiO₂≥95％；

3)、將分選后的硅土放入氣流磨碾磨，顆粒度要求為≥2000目；

4)、將步驟3)得到的粉末放入反應釜中，并加入2％～4％的硅烷偶聯劑攪拌，溫度為120～150℃，反應時間為2～8分鐘，不停攪拌；

5)、隨后在反應釜中加入0.5％～3.5％的稀土，溫度為120～150℃，反應時間為10～20分鐘，不停攪拌；

6)、待步驟5)中的粉末冷卻后，將粉末進行灌裝即為成品。

采用以上配方和方法后，與現有技術相比，本發明雖然添加了稀土，但使用的基料是硅土，硅土的成本相對較低，則可大幅降低成本；而加入稀土后，使得粉體的表面活性更好，故橡膠更能很好地吸附在粉體表面，吸附是一種物理過程，即粉體與橡膠分子之間的吸引力大于橡膠分子間的內聚力；而主要起到補強作用在于粉體的不均勻性，粉體上活性很大的活化點，具有沒有配對的電子，能與橡膠起到化學作用，使得橡膠吸附在粉體的表面上而有若干個點與粉體表面起化學的結合，這種作用可稱為化學吸附，化學吸附要比單純的物理吸附大得多，這種化學吸附的特點是分子鏈比較容易在粉體表面上移動，但不易和粉體脫離，這樣橡膠與粉體就構成了一種能夠滑移的強固的鍵，這種鍵產生了第二個補強的效應，而第一個補強效應是當橡膠受到外力作用而變形時，分子鏈的滑移及大量的物理吸附作用能夠吸收外力的沖擊，對外力引起的摩擦或滯后形變起緩沖作用；第二個效應是使應力分布均勻。這兩個效應的結果使橡膠強力增加，抵抗撕裂，同時又不會過于損壞橡膠的彈性(即分子鏈的運動)，故在成本較低的同時，還可顯著提高橡膠的機械物理性能，使得橡膠的加工穩定性、彈性、抗屈饒、阻燃性等均較好，補強水平可達到半補強炭黑的補強水平；同時由于生產工藝較簡單，經過煅燒后，生產周期較短，可大幅提高生產效率，進而降低生產成本。因此本發明具有生產工藝較簡單，生產周期相對較短，生產成本較低，補強水平可達到半補強炭黑的補強水平及添加后橡膠的彈性和抗屈饒性較好的特點。

作為優選，所述的煅燒溫度為1200～1800℃，時間為2～6小時。

作為優選，所述的硅烷偶聯劑為Si-69(化學名稱為：雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物)。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明做進一步描述。

實施例1

一種橡膠補強劑的制備方法，它包括以下步驟：

1)、將硅土煅燒，煅燒溫度為1000℃，時間為6小時；

2)、對煅燒后的硅土進行分選，分選標準為SiO₂≥95％；

3)、將分選后的硅土放入氣流磨碾磨，顆粒度要求為≥2000目；

4)、將步驟3)得到的粉末放入反應釜中，并加入4％的硅烷偶聯劑攪拌，溫度為120℃，反應時間為8分鐘，不停攪拌，硅烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷；

5)、隨后在反應釜中加入3.5％的稀土，溫度為120℃，反應時間為20分鐘，不停攪拌；

6)、待步驟5)中的粉末冷卻后，將粉末進行灌裝即為成品。

實施例2

一種橡膠補強劑的制備方法，它包括以下步驟：

1)、將硅土煅燒，煅燒溫度為1200℃，時間為5小時；

2)、對煅燒后的硅土進行分選，分選標準為SiO₂≥95％；