CN101328282A - 一种用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土及其制备方法 - Google Patents

一种用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土及其制备方法。有机修饰蒙脱土的有机修饰剂为造纸黑液中的木质素,其中蒙脱土与木质素的质量比为3∶1~1∶3,含水量为30%~50%。本发明直接使用造纸黑液的木质素作为改性剂,代替价格高的有机改性剂,其原料丰富,制备工艺简单,可大大降低橡胶补强剂的生产成本,又能解决造纸废水的排放和环境保护问题。经实验,本发明的新型有机修饰蒙脱土能显著提高橡胶的拉伸强度、300%的定伸强度、拉断伸长率、硬度和抗老化性能。无须使用炭黑即可获得与炭黑相近的补强效果,具有很好的经济效益和社会效益。

Description

一种用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土及其制备方法技术领域本发明涉及用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土及其制备方法。背景技术中国专利200410004756.X公开了一种用作橡胶补强剂的新型有机土,是由钙基蒙脱土和季 铵盐反应生成的,但用季铵盐改性制备的修饰蒙脱土,工艺较复杂,原材料成本较高,价格 较贵,推广有一定难度。而另一方面目前造纸企业的黑液是环境污染的重要源头,而目前的 处理方法成本较高,效率较低。故多数企业仅只作粗处理后即进行排放。 一方面极大地浪费 了黑液中的木质素,也对环境造成了极大危害。如何以较低的成本回收黑液中大量的木质素, 解决造纸废水的排放问题也是造纸企业的难题。发明内容本发明的目的在于提供另一种用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土,利用造纸黑液中的木 质素作为改性剂制备修饰蒙脱土,以降低橡胶补强剂的生产成本,又能解决造纸废水的排放 和环境保护问题。本发明的技术方案是:有机修饰蒙脱土的有机修饰剂为造纸黑液中的木质素,其中蒙脱 土与木质素的质量比为3 : 1〜1 : 3,含水量为30%〜50%。 本发明的有机修饰蒙脱土的制备方法,包括以下步骤:(1) 室温下将蒙脱土在5〜15倍的去离子水中搅拌24小时;(2) 按蒙脱土与木质素的质量比为3: 1〜1: 3,在蒙脱土中加入造纸黑液,继续搅拌24小时;(3) 用盐酸调节溶液pH-2〜3,过滤,用去离子水反复洗涤接近中性;(4) 在75-90'C干燥20-24小时,得到含水量为30°/。~50%的成品。 本发明的有机修饰蒙脱土用于制备有机修饰蒙脱土/橡胶复合材料,所述有机修饰蒙脱土/橡胶复合材料由以下组份及重量份组成,生橡胶100份,脱水后的有机修饰蒙脱土 1~100份,硫磺0.5~2.5份,橡胶主促进剂1.5〜2.5份,橡胶副促进剂0~0.5份,氧化锌5份,硬 脂酸1.0〜2,0份。所述生橡胶为丁腈橡胶或丁苯橡胶。本发明的优点是:直接使用造纸黑液的木质素作为改性剂,代替价格高的有机改性剂, 其原料丰富,制备工艺简单,可大大降低橡胶补强剂的生产成本,又能解决造纸废水的排放 和环境保护问题。经实验,本发明的新型有机修饰蒙脱土能显著提高橡胶的拉伸强度,300% 的定伸强度,拉断伸长率和硬度和抗老化性能。无须使用炭黑即可获得与炭黑相近的补强效 果,特别适用于浅色或彩色橡胶制品,具有很好的经济效益和社会效益。具体实施方式实施例l-在500亳升的反应釜中加入10克蒙脱土和200毫升去离子水,搅拌24小时,接着加入 含20%木质素造纸黑液50毫升,继续搅拌24小时,然后加盐酸至浆液的pH=3〜4,抽滤, 反复洗涤至滤液接近至中性,最后在80'C干燥24小时,得到l : 1的有机修饰蒙脱土备用。实施例2:在500毫升的反应釜中加入10克蒙脱土和200毫升去离子水,搅拌24小时,接着加入 含20%木质素造纸黑液100毫升,继续搅拌24小时,然后加盐酸至浆液的pH=3〜4,抽滤, 反复洗涤至滤液接近至中性,最后在8(TC干燥24小时,得到新型1 : 2有机修饰蒙脱土备用。实施例3:在500毫升的反应釜中加入10克蒙脱土和200毫升去离子水,搅拌24小时,接着加入 含20%木质素造纸黑液300毫升,继续搅拌24小时,然后加盐酸至浆液的p1^3〜4,抽滤, 反复洗涤至滤液接近至中性,最后在8(TC干燥24小时,得到新型1 : 3有机修饰蒙脱土备用。实施例4:在500毫升的反应釜中加入20克蒙脱土和400毫升去离子水,搅拌24小时,接着加入 含20%木质素造纸黑液50毫升,继续搅拌24小时,然后加盐酸至浆液的pH=3~4,抽滤, 反复洗涤至滤液接近至中性,最后在8(TC干燥24小时,得到新型2 : 1有机修饰蒙脱土备用。在500毫升的反应釜中加入30克蒙脱土和600毫升去离子水,搅拌24小时,接着加入 含20%木质素造纸黑液50毫升,继续搅拌24小时,然后加盐酸至浆液的pH=3〜4,抽滤, 反复洗涤至滤液接近至中性,最后在80'C干燥24小时,得到新型3 : 1有机修饰蒙脱土备用。实施例6:新型有机修饰蒙脱土作为丁腈橡胶补强剂的应用基本配方见表h表1补强丁腈橡胶基本配方组分 质量分数丁腈橡胶 100氧化锌 5硬脂酸 1.0硫磺 2.5主促进剂DM 1.5促进剂TMTD 0.2补强剂 40制备方法是:将新型有机修饰蒙脱土与基体橡胶按配方中的比例投料并在开炼机进行混 炼2〜4h,制成母胶;然后添加其它助剂,并用开炼机进行混合,所得混炼胶在150 'C用平 板硫化机进行硫化,制备出新型有机修饰蒙脱土/橡胶复合材料。本实施例补强丁腈橡胶复合材料的力学性能见表2:表 2补强丁腈橡月 交的力学性能 \^蒙脱土 :木质素 3 : l 2 : 1 i: l 1 : 2 1 : 3拉伸强度(MPa) 19.0 18.4 22.8 18.9 17.8300%定伸(MPa) 7.8 7.3 6.2 6.3 6.4拉断伸长率(%) 779 782 945 767 781硬度(邵尔) 77 77 77 77 77实施例7:新型(1 : 1)有机修饰蒙脱土作为丁腈橡胶补强剂的应用 基本配方见表3:表3补强丁腈橡胶基本配方<table>table see original document page 6</column></row> <table>
本实施例补强的丁腈橡胶复合材料的力学性能见表4:表4<table>table see original document page 6</column></row> <table>
3种补强剂补强的丁腈橡胶复合材料的力学性能比较见表5:表 5<table>table see original document page 6</column></row> <table>
注:补强剂份数为40从表五可以看出,用有机修饰蒙脱土补强的丁腈橡胶复合材料的力学性能更好。 新型(1 : 1)有机修饰蒙脱土/丁腈橡胶复合材料的耐老化性能见表6:表6<table>table see original document page 6</column></row> <table>实施例8:新型(i : l)有机修饰蒙脱土作为丁苯橡胶补强剂的应用:本实施例基本配方见表7:表7补强丁苯橡胶基本配方<table>table see original document page 7</column></row> <table>制备方法:将新型有机修饰蒙脱土与基体橡胶按配方中的比例投料并在开炼机进行混炼 2〜4h,制成母胶;然后添加其它助剂,并用开炼机进行混合,所得混炼胶在150 'C用平板 硫化机进行硫化,制备出新型有机修饰蒙脱土/橡胶复合材料。本实施例中经补强的丁苯橡胶与未修饰蒙脱土补强的丁苯橡胶物理力学性能比较见表8:表8<table>table see original document page 7</column></row> <table>从表8可以看出,用有机修饰蒙脱土补强的丁苯橡胶的力学性能明显高于未修饰蒙脱土 补强的丁苯橡胶的力学性能。

Claims (4)

1.一种用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土,其特征在于,有机修饰剂为造纸黑液中的木质素,蒙脱土与木质素的质量比为3∶1~1∶3,其含水量为30%~50%。
2. —种用作橡胶补强剂的有机修饰蒙脱土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1) 室温下将蒙脱土在5〜15倍的去离子水中搅拌24小时;(2) 按蒙脱土与木质素的质量比为3: i~i: 3,在蒙脱土中加入造纸黑液,继续搅拌24小时;(3) 用盐酸调节溶液pH-2〜3,过滤,用去离子反复洗涤接近中性;(4) 在75-90"C干燥20-24小时,得到含水量为30%〜50%的成品。
3. 如权利要求1所述有机修饰蒙脱土用于制备有机修饰蒙脱土/橡胶复合材料,其特征 在于,所述有机修饰蒙脱±/橡胶复合材料是由以下组份及重量份组成,生橡胶100份,脱水 后的有机修饰蒙脱土1〜100份,硫磺0.5〜2.5份,橡胶主促进剂1.5〜2.5份,橡胶副促进剂 0〜0.5份,氧化锌5份,硬脂酸1.0〜2.0份。
4. 根据权利要求3所述有机修饰蒙脱土用于制备有机修饰蒙脱土/橡胶复合材料,其特 征在于,所述生橡胶为丁腈橡胶或丁苯橡胶。
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