CN103897440A - 一种橡胶补强复合粉制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种橡胶补强复合粉制备方法，包括如下步骤：将中位粒径不大于10微米的粉石英、高岭土和硅灰石混合粉放入高速混合机搅拌加热，在转速500～1000r/min，温度105℃～120℃下加入硅烷偶联剂及SB-181或SB-J改性剂，搅拌20min～40min后出料，其中硅烷偶联剂用量为混合粉质量的0.5%～1.0%，SB-181或SB-J改性剂用量为混合粉质量的0.5%～0.8%。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶补强复合粉制备方法，属于非金属矿物粉体表面改性技术领域。
背景技术
橡胶工业是国民经济中的一个重要支柱产业，它与工业、农业、交通运输、国防建设和人民生活有密切的关系。
橡胶制品在制造过程中通常要加入大量的填充补强剂（填料），补强填料能改善橡胶的力学性能，如提高拉伸强度、耐磨性、撕裂强度和定伸应力，从而达到提高使用性能，延长使用寿命的作用。
我国非金属矿物资源非常丰富，生产成本低，非矿粉体填料的价格大大低于炭黑和白炭黑，但是通常非矿粉体填料对橡胶产品没有达到补强效能，仅起填充增容作用。非补强填料可以通过表面化学改性处理变为补强新填料。橡胶产品使用的活性新型补强填料不仅能降低生产成本，还能改善生产工艺和提高橡胶制品使用性能。这类新型的补强填料更适合应用于环保绿色轮胎和高新技术橡胶产品。
发明内容
本发明目的是制备出新型活性非金属矿物复合粉体应用于橡胶中来替代统的白炭黑或炭黑，提供一种橡胶补强复合粉制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种橡胶补强复合粉制备方法，包括如下步骤：将中位粒径（D50）不大于10微米的粉石英、高岭土和硅灰石混合粉放入高速混合机搅拌加热，在转速500～1000 r/min，温度105℃～120℃下加入硅烷偶联剂及SB-181或SB-J改性剂，搅拌20min～40min后出料，其中硅烷偶联剂用量为混合粉质量的0.5%～1.0%，SB-181或SB-J改性剂用量为混合粉质量的0.5%～0.8%。SB-181或SB-J改性剂为青岛四维化工有限公司所购。
所述粉石英、高岭土、硅灰石按3～5：1～3：1的比例混合。
所述硅烷偶联剂为KH-550或KH-570。
本发明制备方法是采用固相包膜表面技术，复合粉在干态下高速混合作用和一定温度下，使固体微粉与改性药剂充分接触、混合、研磨、摩擦，使改性药剂均匀地作用于物料颗粒表面，形成极薄的表面处理层，达到改性的目的。其特征是该方法操作方便、工艺简单、容易控制、改性均匀、效果好、能耗低、无环境污染。改性后的复合粉能显著提高橡胶制品的抗拉强度和撕裂强度，起到补强和降低橡胶制品成本的作用。
具体实施例
实施例1：
将600Kg粉石英（D50=3.2μm）、400Kg高岭土（D50=4.8μm）和400Kg硅灰石（D50=4.6μm）放入高速混合机搅拌加热，在转速500 r/min，温度120℃下加入5KgKH-550及8KgSB-181改性剂，搅拌20min后出料。
实施例2：
将625Kg粉石英（D50=8.6μm）、250Kg高岭土（D50=9.2μm）和125Kg硅灰石（D50=8.9μm）放入高速混合机搅拌加热，在转速1000 r/min，温度110℃下加入10KgKH-570及5KgSB-181改性剂，搅拌40min后出料。
实施例3：
将500Kg粉石英（D50=7.8μm）、375Kg高岭土（D50=8.1μm）和125Kg硅灰石（D50=9.0μm）放入高速混合机搅拌加热，在转速750 r/min，温度115℃下加入8KgKH-550及8KgSB-J改性剂，搅拌30min后出料。
将实施例中的产品用于天然橡胶中，配方：天然橡胶、补强粉、硬脂酸、氧化锌、防老剂TMTD、促进剂、硫磺。填充橡胶后的力学性能测试结果见表1。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 白炭黑 | |
| 抗拉强度（MPa） | 12.23 | 11.53 | 10.98 | 12.19 |
| 断裂强度（MPa） | 13.04 | 12.82 | 12.65 | 13.26 |
| 断裂伸长率（%） | 987.2 | 962.8 | 904.6 | 996.4 |
| 最大载荷（kN) | 0.19 | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
| 300%定伸应力（MPa） | 0.87 | 0.86 | 0.84 | 0.92 |
| 4MPa定应力伸长率（%） | 561.22 | 536.46 | 542.38 | 559.84 |
| 扯断永久变形（%） | 23.42 | 22.04 | 21.86 | 23.03 |
| 撕裂强度（kN/m） | 23.13 | 21.59 | 22.61 | 22.68 |
| 硬度（邵尔D型） | 6.9 | 7.09 | 6.8 | 7.28 |
Claims (3)
1.一种橡胶补强复合粉制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将中位粒径不大于10微米的粉石英、高岭土和硅灰石混合粉放入高速混合机搅拌加热，在转速500～1000 r/min，温度105℃～120℃下加入硅烷偶联剂及SB-181或SB-J改性剂，搅拌20min～40min后出料，其中硅烷偶联剂用量为混合粉质量的0.5%～1.0%，SB-181或SB-J改性剂用量为混合粉质量的0.5%～0.8%。
2.一种橡胶补强复合粉制备方法，其特征在于，所述粉石英、高岭土、硅灰石按3～5：1～3：1的比例混合。
3.一种橡胶补强复合粉制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-550或KH-570。
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