CN102634083A - 一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法 - Google Patents

一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法，其是在常温常压条件下，将天然乳胶与二氧化硅浆液混合并搅拌，混合时按照天然乳胶的干胶重量与二氧化硅干物质重量之和的1～6‰分别添加有机酸和乳化剂。本发明的工艺能够使二氧化硅与胶料更好的混炼，分散性更好，得到的橡胶材料具有优良的耐磨性、耐撕裂强度和硬度，可应用于轮胎制造及相关行业。

Description

一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法
技术领域
本发明属橡胶制备领域，具体来说涉及天然乳胶和二氧化硅浆液的共混的方法。
背景技术
沉淀水合二氧化硅外观形态为粉状、微珠、颗粒状，又称白炭黑，由于节能减排与绿色环保的要求，越来越多的白炭黑应用于轮胎橡胶工业。将二氧化硅作为填料与天然胶和合成胶混炼，应用于轮胎可以降低滚动阻力，改善湿滑性能，因而使汽车耗油低、减少废气排放，而改进二氧化硅和天然胶混合工艺是提高橡胶质量的一个重要途径。
白炭黑应用于轮胎中作为橡胶的填充剂可以提高制品的耐磨性、耐撕裂强度和硬度，但是现有技术通常采用白炭黑与天然胶直接混合，因为干品白炭黑和干胶混炼分散性差，制品的生热高，磨耗高，撕裂强度低，做出的轮胎滚动阻力大，并且在混炼过程中消耗更多的能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于天然乳胶(又称天然胶水，是橡胶树割胶时流出的液体)与二氧化硅浆液的共混工艺方法。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法，是在常温常压条件下，将天然乳胶与二氧化硅浆液混合并搅拌，混合时按照天然乳胶的干胶与二氧化硅干物质重量之和的1～6‰分别添加有机酸和乳化剂。
其中，所述有机酸是甲酸(CH2O2)或乙酸(CH3COOH)；
其中，所述乳化剂是十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)或十二烷基苯磺酸钠(SDBS)中的一种。
其中，所述天然乳胶中干胶与二氧化硅浆液中干物质的重量比为10∶3～13。
其中，所述加入的有机酸和乳化剂重量分别为所述天然乳胶中的干胶和所述二氧化硅中的干物质重量之和的1～3‰。
其中，所述天然乳胶的含胶量为30～60％重量比例。
其中，所述二氧化硅浆液的含固量为15～30％，优选为24～25％。含固量是浆液中固体总质量除以组成浆液的所有组份的质量得到的。
其中，所述二氧化硅浆液的粘度为100～1000cP(厘泊)，所述二氧化硅是沉淀水合二氧化硅。
其中，所述天然乳胶与二氧化硅浆液搅拌混合后，还包括导入料槽中固化，用水洗去固化物中的有机酸，然后脱除水分，将脱水后的固化物干燥。
用本发明所述的共混的方法得到的橡胶材料。
本发明的有益效果：
经过本发明工艺能够使二氧化硅与天然乳胶更好的混炼，分散性更好，得到的橡胶材料具有优良的耐磨性，其磨耗小于25cm3/1.61Km，扯断强度大于26MPa，可应用于轮胎制造及制鞋等相关行业。
附图说明
图1为本发明天然乳胶与二氧化硅浆液共混的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
磨耗的测试方法：BS 903：Part A9；扯断强度的测试方法：ASTM D 412-1998A；生热的测试方法：ASTM D 623-1999；撕裂强度的测试方法：ISO 34-1。
实施例1
将10kg天然乳胶(含胶量60％质量比例)和14.4kg二氧化硅浆液(含固量为25％，粘度300cP)加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入28.8g甲酸(CH2O2)和28.8g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB，白色粉末)。充分搅拌均匀后，导入料槽固化，把固化之后的混合物用水漂洗2～3次至漂洗出水pH值为6.0～8.0，使混合物中的有机酸完全去除，用离心机离心除掉水分，干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶按照标准ISO2393-2008的方法混炼，测试所得橡胶产品的机械物理性能。结果见表1。
实施例2
将10kg天然乳胶(含胶量30％质量比例)和7.2kg浆型二氧化硅(含固量为25％，粘度400cP)加入有搅拌装置的反应器中，同时分别加入14.4g醋酸(CH3COOH)和14.4g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB，白色粉末)。搅拌均匀后导入料槽固化，把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗2～3次至漂洗出水pH值为6.0～8.0，使混合物中的有机酸完全去除，再用轧辊机去掉游离的水分，干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶经过和实施例1一样工艺条件的混炼，测试所得橡胶产品的机械物理性能，结果见表1。
实施例3
将10kg天然乳胶(含胶量30％质量比例)和8kg浆型二氧化硅(含固量为20％，粘度200cP)加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入9.2g甲酸和9.2g十六烷基三甲基氯化铵(CTAC，白色粉末)。充分搅拌均匀后导入料槽固化，把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗2～3次至漂洗出水pH值为6.0～8.0，使混合物中的有机酸完全去除，再用轧辊机去掉游离的水分，干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶经过和实施例1一样工艺条件的混炼，测试所得橡胶产品的机械物理性能，结果见表1。
实施例4
将5kg天然乳胶(含胶量60％质量比例)和5kg浆型二氧化硅(含固量为20％，粘度200cP)加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入8g甲酸和8g十六烷基三甲基氯化铵(CTAC，白色粉末)。充分搅拌均匀后导入料槽固化，把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗2～3次至漂洗出水pH值为6.0～8.0，使混合物中的有机酸完全去除，再用离心机去掉游离的水分，干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶经过和实施例1一样工艺条件的混炼，测试所得产品的机械物理性能，结果见表1。
实施例5
将10kg天然乳胶(含胶量60％质量比例)和14.4kg二氧化硅浆液(含固量为25％，粘度300cP)加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入28.8g甲酸(CH2O2)和28.8g十二烷基苯磺酸钠(白色粉末)。充分搅拌均匀后，导入料槽固化，把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗2～3次至漂洗出水pH值为6.0～8.0，使混合物中的酸完全去除，用离心机离心除掉游离的水分，干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶经过和实施例1一样工艺条件的混炼，测试所得橡胶产品的机械物理性能，结果见表1。
实施例6
将10kg天然乳胶(含胶量60％质量比例)和14.4kg二氧化硅浆液(含固量为25％，粘度300cP)加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入10g甲酸(CH2O2)和10g十二烷基苯磺酸钠。充分搅拌均匀后，导入料槽固化，把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗2～3次至漂洗出水pH值为6.0～8.0，使混合物中的酸完全去除，用离心机离心除掉游离的水分，干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶经过和实施例1一样工艺条件的混炼，测试所得橡胶产品的机械物理性能，结果见表1。
实施例7
将10kg天然乳胶(含胶量60％质量比例)和14.4kg二氧化硅浆液(含固量为25％，粘度300cP)加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入20g醋酸(CH3COOH)和20g十二烷基苯磺酸钠。充分搅拌均匀后，导入料槽固化，把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗2～3次至漂洗出水pH值为6.0～8.0，使混合物中的酸完全去除，用离心机离心除掉游离水分，干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶经过和实施例1一样工艺条件的混炼，测试所得橡胶产品的机械物理性能，结果见表1。
对比例：
将5kg天然乳胶(含胶量60％质量比例)和5kg浆型二氧化硅(含固量为20％，粘度200cP)加入具有搅拌装置的反应器中，充分搅拌均匀后得到干胶经过和实施例1一样工艺条件的混炼，测试所得橡胶产品的机械物理性能。
表1：产品的机械物理性能参数
  测试项目   磨耗   扯断强度   生执   扯断伸长率   撕裂强度
  单位   cm37/1.61Km   MPa   ℃   ％   KN/m
  对比例   0.70   17   22   649   55
  实施例1   0.20   27.2   12   743   154
  实施例2   0.25   26.7   13   729   148
  实施例3   0.23   27.6   11   749   154
  实施例4   0.20   26.4   13   735   153
  实施例5   0.20   27.0   12   748   151
  实施例6   0.22   27.1   12   741   152
  实施例7   0.23   27.5   12   739   154

Claims (10)

1.一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法，其特征在于，在常温常压条件下，将天然乳胶与二氧化硅浆液混合并搅拌，混合时按照天然乳胶的干胶重量与二氧化硅干物质重量之和的1～6‰分别添加有机酸和乳化剂。
2.如权利要求1所述的共混的方法，其特征在于，所述有机酸是甲酸或乙酸。
3.如权利要求1所述的共混的方法，其特征在于，所述乳化剂是十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十二烷基苯磺酸钠中的一种。
4.如权利要求1～3任一所述的共混的方法，其特征在于，所述天然乳胶中干胶与二氧化硅浆液中干物质的重量比为10∶3～13。
5.如权利要求1～3任一所述的共混的方法，其特征在于，所述加入的有机酸和乳化剂重量分别为所述天然乳胶中的干胶和所述二氧化硅中的干物质重量之和的1～3‰。
6.如权利要求1～3任一所述的共混的方法，其特征在于，所述天然乳胶的含胶量为30～60重量％。
7.如权利要求1～3任一所述的共混的方法，其特征在于，所述二氧化硅浆液的含固量为15～30％，优选为20～25％。
8.如权利要求1～3任一所述的共混的方法，其特征在于，所述二氧化硅浆液的粘度为100～1000cP，所述二氧化硅是沉淀水合二氧化硅。
9.如权利要求1～3任一所述的共混的方法，其特征在于，还包括将所述天然乳胶与二氧化硅浆液搅拌混合后，导入料槽中固化，用水洗去固化物中的有机酸，然后脱除水分，将脱水后的固化物干燥。
10.权利要求1～9所述的共混的方法得到的橡胶材料。
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