[發明專利]一種制備炭黑母膠的方法

在審

• 申請號: 201510799569.3
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN105218890A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 王鋒;晨靜;馬勇;聶秋海;米彥青
• 申請（專利權）人: 德州玲瓏輪胎有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L9/06;C08L9/02;C08L11/00;C08L9/00;C08K3/04;C08J3/22;C08C1/16
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技術領域

本發明涉及一種制備炭黑母膠的方法。

背景技術

炭黑是橡膠工業中廣泛應用的補強填料，目前工業生產中多采用傳統的干法混煉工藝制備炭黑補強橡膠，但干法混煉工藝過程中炭黑粒子存在諸多缺點：一是在橡膠基體中分散不均勻，影響橡膠組合物性能；二是炭黑粉塵飛揚，造成環境污染；三是干法混煉時間長，導致橡膠過煉，同時混煉能耗大。

鑒于干法混煉工藝的缺陷，濕法混煉技術的研發越來越廣泛，濕法混煉是在橡膠膠乳中直接混合炭黑漿料來制備炭黑母膠的工藝方法。采用濕法混煉制備炭黑母膠的工藝過程中，目前普遍使用通過表面活性劑分散炭黑和改進絮凝干燥工藝來改善炭黑在膠乳中的分散性，額外加入的化學試劑對膠料性能產生不利影響的同時會污染環境，復雜的工藝步驟也會增加能耗，提高成本。

如中國專利CN103819760A公開的一種方法中，選用小分子易揮發溶劑的水溶液浸潤未造粒的炭黑粉末，通過機械攪拌制備炭黑漿液，將膠乳加入到炭黑漿液中，不加其他絮凝劑，將膠和炭黑絮出，過濾，干燥，應用此種炭黑母膠的硫化膠力學性能優異；但是其制備過程中選用的小分子易揮發溶劑浸潤未造粒的炭黑粉末，會增加工業成本高且對環境產生一定的污染。

因此，有必要提出有效的技術方案，解決上述問題。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供一種制備炭黑母膠的方法。此方法制備炭黑母膠，工藝簡單、效率高、設備投資小并且不加入任何化學試劑，對膠料性能和環境均不會造成不利影響。

一種制備炭黑母膠的方法，步驟如下：

1）將炭黑干料浸泡于水中得到混合體系，將所述混合體系加入強力分散機中，得到炭黑漿液；

2）將步驟1）中得到的炭黑漿液至于攪拌釜中，在50rpm~3000rpm的轉速下，注入膠乳，產生絮凝，待凝固后，得到膠料；以膠乳中干膠質量為100份計，炭黑干料的加入量為20份~100份；

3）將步驟2）中得到的膠料用清水進行洗滌、脫水、分割后進行干燥，干燥溫度為70~110℃，干燥時間為2~6h，得到炭黑母膠。

優選的，所述強力分散機是超聲波細胞粉碎機，工藝為：超聲頻率20~25kHz，功率為960，超聲時間25min。。

優選的，所述強力分散機是高速攪拌機，工藝為：攪拌轉速14000rpm，攪拌時間45min。

優選的，步驟1）中所述炭黑干料的質量百分數為2%~20%。

優選的，所述膠乳為新鮮天然膠乳或濃縮天然膠乳、丁苯膠乳、丁腈膠乳、氯丁膠乳、丁吡膠乳、丁苯吡膠乳，以及以上膠乳的混合膠乳。

優選的，步驟2）中所述膠乳的質量百分比濃度為10%~70%。

優選的，所述炭黑干料為吸碘值在14~150g/kg的炭黑。

本發明采用強力分散設備將炭黑穩定分散在水中，然后加入膠乳攪拌混合自絮凝出炭黑母膠，本發明與現有技術相比，優點如下：

1.本發明使用強力分散設備制備炭黑漿液，使炭黑在水中穩定分散，避免了使用表面活性劑、浸潤劑等化學藥品，排除了其他化學試劑的加入對橡膠性能及環境的影響；

2.本發明采用機械剪切作用使炭黑和膠乳共絮凝，不需要加入任何絮凝劑，簡化了工藝過程且排除了絮凝劑對橡膠性能及環境的影響；

3.本發明制備的炭黑母膠在開煉機混煉時可比干法混煉效率提高50%，降低了能源消耗，降低了混煉成本，同時與干法混煉膠相比，膠料的力學性能基本持平或略有提高。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1為實施例1樣品的TGA測試曲線；

圖2為實施例2樣品的TGA測試曲線。

具體實施方式

本發明一種制備炭黑母膠的方法。步驟如下：1）將炭黑干料浸泡于水中得到混合體系，炭黑干料的質量百分數為2%~20%，炭黑干料為吸碘值在14~150g/kg的炭黑，將所述混合體系加入強力分散機中，得到炭黑漿液；將混合體系制備成分散均勻且穩定的炭黑漿液，且該漿液在停止攪拌后2~5分鐘無顯著沉降。