CN102825687A - 橡胶轮胎隔离脱模剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶轮胎隔离脱模剂及其制备方法，属橡胶助剂领域。该方法以水溶性盐氯化钙和碳酸钠为主原料制备活性纳米碳酸钙，活性纳米碳酸钙与有机成膜物质复合制备新型橡胶轮胎隔离脱模剂。按照本方法制备的橡胶轮胎隔离脱模剂，适用于轮胎生产过程中，胶料之间的隔离及胶料与模具的脱离，效果优良，使用方便，无污染、安全可靠，并使模具表面易清洁。

Description

橡胶轮胎隔离脱模剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶轮胎隔离脱模剂及其制备方法，属橡胶助剂领域。 

背景技术

橡胶轮胎隔离脱模剂作为橡胶轮胎生产过程中的一种重要助剂，可以改善产品外观及性能，提高产品质量。常用的脱模剂品种有蜡类、硅油类、皂类等，其各有特色；而常用的隔离剂主要是无机粉体如滑石粉等，使用过程中存在粉尘污染和产品冒白的致命缺陷，目前研制一种克服以上缺陷，而兼具二者优点的隔离脱模剂很有必要。 

纳米碳酸钙是指粒径在1—100nm之间的碳酸钙，可作为塑料、橡胶、高分子树脂等的补强剂，改善产品性能，提高产品质量。通常由于碳酸钙表面含有钙离子、羟基等呈现表面亲水疏油的特征，在高分子材料体系中易于团聚，不能很好分散，需要进行表面改性以改善其与有机材料及高分子材料的相容性。 

由于无机纳米级粒子具有比普通微米级粒子拥有诸多无可比拟的优点，因此广泛用于工业产品的改性过程，以提高产品性能。那么，采用合适的乳化体系，原位制备纳米碳酸钙乳液，然后再与成膜物质乳液混合乳化，可望得到一种含有无机纳米碳酸钙粒子的无机-有机复合橡胶隔离脱模剂。目前未见相关文献报道。 

发明内容

为提高本发明针对纳米碳酸钙与高分子材料的相容性，本发明目的在于提供一种新型橡胶轮胎隔离脱模剂及其制备方法。 

为实现本发明目的，本发明以水溶性盐氯化钙和碳酸钠为主原料制备活性纳米碳酸钙，活性纳米碳酸钙与有机成膜物质复合制备新型橡胶隔离脱模剂。使其在橡胶轮胎隔离脱模剂中得到较好的应用效果。 

其通过如下具体方法制备而成： 

（1）将质量百分配比如下的原料：溶剂 88—97%、乳化剂1---7%、改性剂1—5%和氯化钙1—10%，混合搅拌制成氯化钙溶液；（2）将碳酸钠水溶液在搅拌下缓慢滴入上述配制成的氯化钙溶液中，氯化钙溶液与碳酸钠的摩尔比为1：0.95至1：1.05，滴加完毕，升温至45—75℃搅拌反应，得到活性纳米碳酸钙分散乳液；（3）按照成膜物质与上述得到的活性纳米碳酸钙质量比为30：0.5—5的比例，将活性纳米碳酸钙乳液缓慢加入成膜物质、乳化剂乳液中，搅拌，补加蒸馏水，搅匀，得到纳米粒子改性橡胶轮胎隔离脱模剂。

上述制备过程提及的溶剂指乙醇、乙二醇、丙二醇等至少一种，以及蒸馏水；乳化剂为OP-10、吐温-20、吐温-60、吐温-80、司盘-80、司盘-20、AEO-3、Textol 1310等至少一种；改性剂为硬脂酸、油酸及其钠盐中的至少一种；成膜物质为硅油、聚乙烯蜡、聚乙二醇中的至少一种。 

通过调节氯化钙溶液中改性剂的种类、用量，从而控制表面改性纳米碳酸钙的粒径、形貌和表面性能。制备纳米碳酸钙过程中生成的氯化钠，可以在隔离脱模剂乳液中起增黏作用。 

本发明的原理是：先把一种水溶性盐与乳化剂、改性剂混合制成透明溶液，再把另一种水溶性盐的水溶液滴加入前一种溶液中制备形貌和粒径可控的无机纳米碳酸钙粒子，同时，由于纳米碳酸钙粒子表面具有很高的表面能，并含有钙离子、羟基等，易于吸附或与体系中含有的改性剂发生化学反应生成离子键，从而使其表面由亲水性变为亲油性，既避免了纳米粒子的团聚，又提高了其与有机物质的相容性。 

本方法采用纳米碳酸钙与有机成膜物质复合制备新型橡胶隔离脱模剂，该脱模剂适用于轮胎生产过程中，胶料之间的隔离及胶料与模具的脱离，效果优良，使用方便，无污染、安全可靠。既克服了单一使用无机粉体隔离剂所带来的制品冒白现象，又使其增加了耐久性，减少涂刷次数，保护模具表面，同时纳米粒子的引入，使模具和制品表面具有自清洁的效果，而兼具隔离脱模双重功效。本发明所用试剂均为无毒或低毒，制备的新型橡胶轮胎隔离脱模剂成品属于绿色产品。 

具体实施方式

   为对本发明进行更好地说明，举实施例如下 ： 

实施例1：

（1） 准确量取60ml乙醇，30ml丙二醇，25ml蒸馏水，称取4.0g乳化剂OP-10，称取1.6g硬脂酸钠，15ml浓度为1M的氯化钙溶液，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内， 搅拌成透明溶液。把碳酸钠配成浓度为1M的水溶液，准确移取15.15ml碳酸钠溶液，缓慢滴加入三口烧瓶内，边滴加边搅拌，滴加完毕后，体系升温至60—65℃，搅拌回流反应0.5-1h得到活性纳米碳酸钙分散乳液。光散射法测定纳米碳酸钙的平均粒径为：40-60nm，透射电镜观察，纳米碳酸钙的晶形为立方形。

（2）称取平均分子量为2000的聚乙二醇40g，4.0g乳化剂OP-10，1.0g乳化剂Textol 1310，量取80ml蒸馏水，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内，体系升温至45—55℃，搅拌乳化8-10h得到聚乙二醇乳液。 

（3）移取150ml步骤（1）制备的活性纳米碳酸钙分散乳液，在搅拌下缓慢加入步骤（2）的三口烧瓶内，加入完毕后升温至60-75℃，搅拌乳化1.5-2h，缓慢补加30-40ml蒸馏水，充分搅拌均匀，冷至室温得到固含量约为15%的聚乙二醇基纳米碳酸钙乳液型橡胶轮胎隔离脱模剂。 

  

实施例2：

（1） 准确量取70ml无水乙醇，10ml乙二醇，称取5 g质量百分比浓度为2%的聚乙二醇（平均分子量为1000）水溶液，1.5g乳化剂AEO3，4.0g乳化剂Textol 1310，7.5g油酸，30ml浓度为1M的氯化钙溶液，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内， 搅拌成透明溶液。把碳酸钠配成浓度为1M的水溶液，准确移取30.5ml碳酸钠溶液，缓慢滴加入三口烧瓶内，边滴加边搅拌，滴加完毕后，体系升温至45—55℃，搅拌回流反应2.5-3.0h得到活性纳米碳酸钙分散乳液。光散射法测定纳米碳酸钙的平均粒径为：40-60nm，透射电镜观察，纳米碳酸钙的晶形为立方形。

（2）称取平均黏度为1000cp的硅油40g，称取1.5g乳化剂AEO3，3.2g乳化剂Textol 1310，0.5g乳化剂司盘20，量取20ml蒸馏水，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内，体系升温至65—75℃，搅拌乳化15-18h得到硅油乳液。 

（3）移取100ml步骤（1）制备的活性纳米碳酸钙分散乳液，在搅拌下缓慢加入步骤（2）的三口烧瓶内，加入完毕后升温至60-75℃，搅拌乳化4-5h，补加10-20ml蒸馏水，冷至室温得到固含量约为30%的硅油基纳米碳酸钙乳液型橡胶轮胎隔离脱模剂。 

实施例3：

（1） 准确量取17ml无水乙醇，10g质量百分比浓度为3%的聚乙二醇（平均分子量为1000）水溶液，称取2.0g乳化剂土温60，0.5g乳化剂土温80，称取6.25g硬脂酸，52.63ml浓度为2.5M的氯化钙溶液，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内， 搅拌成透明溶液。把碳酸钠配成浓度为2.5M的水溶液，准确移取50.5ml碳酸钠溶液，缓慢滴加入三口烧瓶内，边滴加边搅拌，滴加完毕后，体系升温至65—75℃，搅拌回流反应0.5h得到活性纳米碳酸钙分散乳液。光散射法测定纳米碳酸钙的平均粒径为：40-60nm，透射电镜观察，纳米碳酸钙的晶形为立方形。

（2）称取平均分子量为2000-4500的聚乙烯蜡40 g，1.2g司盘80，1.0g司盘20，9.5 g土温80，量取30ml蒸馏水，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内，体系升温至80—95℃，搅拌乳化12-15h得到聚乙烯蜡乳液。 

（3）移取93ml步骤（1）制备的活性纳米碳酸钙分散乳液，在搅拌下缓慢加入步骤（2）的三口烧瓶内，加入完毕后升温至60-75℃，搅拌乳化2h，冷至室温得到固含量约为30%的聚乙烯蜡基纳米碳酸钙乳液型橡胶轮胎隔离脱模剂。 

  

比对实施例1：

称取平均分子量为2000的聚乙二醇40g，5.2g乳化剂OP-10，1.0g乳化剂Textol 1310，量取150ml蒸馏水，加入带搅拌回流装置的500ml三口烧瓶内，体系升温至45—55℃，搅拌乳化10-12h，补加80-90ml蒸馏水，搅匀得到固含量约为15%的聚乙二醇乳液。

比对实施例2：

称取平均黏度为1000cp的硅油40g，称取2.0g乳化剂AEO3，4.2g乳化剂Textol 1310，0.5g乳化剂司盘20，量取20ml蒸馏水，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内，体系升温至65—75℃，搅拌乳化18-20h，补加70-80ml蒸馏水、5ml乙醇，5g质量百分比浓度为2%的聚乙二醇（平均分子量为1000）水溶液，0.2克氯化钠，搅匀得到固含量约为30%的硅油乳液。

比对实施例3：

称取平均分子量为2000-4500的聚乙烯蜡40g，1.2g司盘80，1.0g司盘20，10.5 g土温80，量取40ml蒸馏水，加入带搅拌回流装置的250ml三口烧瓶内，体系升温至80—95℃，搅拌乳化15-18h，缓慢补加90-100ml蒸馏水，5ml乙醇，搅匀得到固含量约为30%的聚乙烯蜡乳液。

  

隔离脱模试验：以子午线橡胶轮胎脱模为例，使用效果如附表所示。

附表： 

Claims (3)

1.橡胶轮胎隔离脱模剂，其特征在于：通过如下方法制备而成：

（1）将质量百分配比如下的原料：溶剂 88—97%、乳化剂1---7%、改性剂1—5%和氯化钙1—10%，混合搅拌制成氯化钙溶液；（2）将碳酸钠水溶液在搅拌下缓慢滴入上述配制成的氯化钙溶液中，氯化钙溶液与碳酸钠的摩尔比为1：0.95至1：1.05，滴加完毕，升温至45—75℃搅拌反应，得到活性纳米碳酸钙分散乳液；（3）按照成膜物质与上述得到的活性纳米碳酸钙质量比为30：0.5—5的比例，将活性纳米碳酸钙乳液缓慢加入成膜物质、乳化剂乳液中，搅拌，补加蒸馏水，搅匀，得到纳米粒子改性橡胶轮胎隔离脱模剂；

所述溶剂指乙醇、乙二醇、丙二醇至少一种，以及蒸馏水；乳化剂为OP-10、吐温-20、吐温-60、吐温-80、司盘-80、司盘-20、AEO-3、Textol 1310至少一种；改性剂为硬脂酸、油酸及其钠盐中的至少一种；成膜物质为硅油、聚乙烯蜡、聚乙二醇中的任一种。

2.如权利要求1所述的橡胶轮胎隔离脱模剂，其特征在于：加蒸馏水，将其制成固含量为15%-30%的橡胶轮胎隔离脱模剂。

3.一种制备如权利要求1所述的橡胶轮胎隔离脱模剂的方法，其特征在于：通过如下方法实现：

（1）将质量百分配比如下的原料：溶剂 88—97%、乳化剂1---7%、改性剂1—5%和氯化钙1—10%，混合搅拌制成氯化钙溶液；（2）将碳酸钠水溶液在搅拌下缓慢滴入上述配制成的氯化钙溶液中，氯化钙溶液与碳酸钠的摩尔比为1：0.95至1：1.05，滴加完毕，升温至45—75℃搅拌反应，得到活性纳米碳酸钙分散乳液；（3）按照成膜物质与上述得到的活性纳米碳酸钙质量比为30：0.5—5的比例，将活性纳米碳酸钙乳液缓慢加入成膜物质、乳化剂乳液中，搅拌，补加蒸馏水，搅匀，得到纳米粒子改性橡胶轮胎隔离脱模剂；

所述溶剂指乙醇、乙二醇、丙二醇至少一种，以及蒸馏水；乳化剂为OP-10、吐温-20、吐温-60、吐温-80、司盘-80、司盘-20、AEO-3、Textol 1310至少一种；改性剂为硬脂酸、油酸及其钠盐中的至少一种；成膜物质为硅油、聚乙烯蜡、聚乙二醇中的任一种。