CN104693486A - 一种白炭黑专用分散助剂zd-6 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸800-900Kg、锌化合物100-150Kg、脂肪酸酯125-175Kg和16～18脂肪醇25-75Kg。所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，包括以下步骤：(1)投入脂肪酸；(2)投入锌化合物；(3)投入脂肪酸酯和脂肪醇；(4)真空抽水；(5)产品造粒；(6)产品包装。本发明的ZD-6是针对橡胶行业中白炭黑的广泛应用而开发的专用分散剂，能有效浸润白炭黑从而提高其在胶料中的均匀分散，适用于NR、BR、SBR、IR及其它大量使用白炭黑的合成橡胶。

Description

一种白炭黑专用分散助剂ZD-6

技术领域

本发明涉及一种橡胶助剂，具体是一种白炭黑专用分散助剂ZD-6。

背景技术

随着橡胶工业的不断发展和人们环保意识的增强，制备新型无毒无害、高效、低成本以及符合“绿色化学”要求的橡胶加工助剂成为橡胶工业发展的方向。

在传统的斜交轮胎胶料中，使用适量的白炭黑，可进一步改善和提高帘布胶料的粘合性、胎面胶料的抗撕裂等性能，尤其提高了胶料的耐磨性。在子午线轮胎中，白炭黑的应用使轮胎能够达到具有较高的抗湿滑性能或较好的牵引性，改善了汽车制动效果，提高了行车的安全性；降低了轮胎的滚动阻力，节约了油耗，减小了排污；提高了轮胎的耐磨性；提高了轮胎的整体结构强度，大幅度降低了爆破率，增加了行驶里程。

自“绿色”轮胎在国内的广泛推进，白炭黑的使用量也大幅度的增加。“绿色”轮胎它一般可降低轮胎滚动阻力的30～50％，节油5％左右。然而由于白炭黑的自身特点，极小的粒径，巨大的比表面积，高表面能和表面的高极性，使得自身粒子容易相互凝聚成团。白炭黑内部的聚硅氧和外表面存在的活性硅醇基及其吸附水，使其呈亲水性，在有机相中难以湿润和分散。这种现象的存在，不仅加大了炼胶作业的难度，而且白炭黑中的某些活性基团往往还会减弱胶料中偶联剂(例如Si69，主要用来加强和橡胶的粘合)的作用。有资料提出以锌皂为主要成分的白炭黑分散剂和偶联剂均能弱化填料网络结构，促进白炭黑的分散，减小胶料在低应变下的储能模量，且二者并用效果更佳。

为此，本发明就是解决以上技术问题的不足而研制开发出的白炭黑专用分散助剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸800-900Kg、锌化合物100-150Kg、脂肪酸酯125-175Kg和16～18脂肪醇25-75Kg。

作为本发明进一步的方案：一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸850Kg、锌化合物125Kg、脂肪酸酯150Kg和16～18脂肪醇50Kg。

作为本发明再进一步的方案：所述C8～C22脂肪酸选自一种或二种以上的任意混合物：牛羊油脂肪酸，猪油脂肪酸、大豆油脂肪酸、棕榈油脂肪酸、辛酸、癸酸，所述的锌化合物可选自一种或二种以上的任意混合物：氧化锌、氢氧化锌，其优选为氧化锌；所述的脂肪酸酯选自一种或多种的单甘油硬脂酸酯、双甘油硬脂酸酯、三甘油硬脂酸酯，其优选为单甘油硬脂酸酯；所述的脂肪醇优选为具有两亲性的高碳醇16～18脂肪醇。

作为本发明再进一步的方案：所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，包括以下步骤：

(1)投入脂肪酸：将定量的C8～C22脂肪酸置于反应釜中，搅拌加热；

(2)投入锌化合物：当反应釜中的C8～C22脂肪酸温度达到90～100℃时，先加入锌化合物总量的1/2或1/3，等反应后、有大量蒸汽冒出时再依次加入剩余锌化合物，为了防止瀑料加锌化合物时可据实际反应情况控制加料时的速度；

(3)投入脂肪酸酯：等步骤(2)反应完毕后，即加完锌化合物15～25分钟之后，再依次加入脂肪酸酯和脂肪醇，其投料的速度是根据反应釜中的溶液的浓度大小而定，以能正常加热搅拌为准。

(4)真空抽水：待步骤(3)中的脂肪酸酯和脂肪醇完全溶解完后抽真空，此时温度控制在100～120℃，要求真空度达到-0.06MPa以上保持20～30分钟，溶液呈透亮状态。

(5)产品造粒：把步骤(4)中反应好的的澄清透亮的溶液放入中转储罐开始造粒。

(6)产品包装：将步骤(5)中造粒好的产品取样检测合格后，包装、入库

作为本发明再进一步的方案：所述步骤(3)中投入脂肪酸酯和脂肪醇的投料的速度是根据反应釜中的溶液的浓度大小而定，以能正常加热搅拌为准。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤(4)中抽真空的温度控制在110℃，要求真空度达到-0.06MPa以上保持25分钟。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤(5)中造粒时温度不高于110℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：ZD-6是针对橡胶行业中白炭黑的广泛应用而开发的专用分散剂，能有效浸润白炭黑从而提高其在胶料中的分散性，具有降低混炼胶门尼粘度、提高分散度、降低胶料的生热、改善胶料的加工工艺和物理机械性能等优点，同时还能降低混炼过程中的能源消耗，ZD-6和硅烷偶联剂Si-69并用具有叠加效应，可适当减少硅烷偶联剂用量，具有一定的成本优势，可充分发挥Si-69硅烷偶联效果，更具有改善胶料的强伸性能、耐切割性能，ZD-6对胶料的硫化特性无不利影响，ZD-6适用于NR、BR、SBR、IR及其它大量使用白炭黑的合成橡胶。

附图说明

图1为白炭黑专用分散助剂ZD-6的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸800Kg、氧化锌100Kg、蒸馏单硬脂酸甘油酯125Kg和16～18脂肪醇25Kg。

所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，包括以下步骤：

(1)投入脂肪酸：将800Kg的C8～C22脂肪酸置于2000L不锈钢反应釜中，搅拌加热；

(2)投入氧化锌：当反应釜中的C8～C22脂肪酸温度达到90℃时，先加入50Kg的氧化锌，等反应后、有大量蒸汽冒出时再依次加入剩余50Kg氧化锌，为了防止瀑料加氧化锌时可据经验控制加料时的速度；

(3)投入蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇：等步骤(2)反应完毕后，即加完氧化锌15分钟之后，再依次加入蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇，其投料的速度是根据反应釜中的溶液的浓度大小而定，以能正常加热搅拌为准。

(4)真空抽水：待步骤(3)中的蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇完全溶解完后用SPBZ-W-360水喷射真空机组进行抽真空，此时温度控制在100℃，要求真空度达到-0.06MPa以上保持20分钟，溶液呈透亮状态。

(5)产品造粒：把步骤(4)中反应好的的澄清透亮的溶液放入3000L中转储罐并用SCF1200-4型回转钢带造粒机开始造粒，造粒时温度不高于110℃。

(6)产品包装：将步骤(5)中造粒好的产品取样检测合格后，DCS-50型定量包装机进行包装、入库

实施例二

一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸850Kg、氧化锌125Kg、蒸馏单硬脂酸甘油酯150Kg和16～18脂肪醇50Kg。

所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，包括以下步骤：

(1)投入脂肪酸：将850Kg的C8～C22脂肪酸置于2000L不锈钢反应釜中，搅拌加热；

(2)投入氧化锌：当反应釜中的C8～C22脂肪酸温度达到95℃时，先加入62.5Kg的氧化锌，等反应后、有大量蒸汽冒出时再依次加入剩余62.5Kg的氧化锌，为了防止瀑料加氧化锌时可据经验控制加料时的速度；

(3)投入蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇：等步骤(2)反应完毕后，即加完氧化锌20分钟之后，再依次加入蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇，其投料的速度是根据反应釜中的溶液的浓度大小而定，以能正常加热搅拌为准。

(4)真空抽水：待步骤(3)中的蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇完全溶解完后用SPBZ-W-360水喷射真空机组进行抽真空，此时温度控制在110℃，要求真空度达到-0.06MPa以上保持25分钟，溶液呈透亮状态。

(5)产品造粒：把步骤(4)中反应好的的澄清透亮的溶液放入3000L中转储罐并用SCF1200-4型回转钢带造粒机开始造粒，造粒时温度不高于110℃。

(6)产品包装：将步骤(5)中造粒好的产品取样检测合格后，DCS-50型定量包装机进行包装、入库。

实施例三

一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸900Kg、氧化锌150Kg、蒸馏单硬脂酸甘油酯175Kg和16～18脂肪醇75Kg。

所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，包括以下步骤：

(1)投入脂肪酸：将900Kg的C8～C22脂肪酸置于2000L不锈钢反应釜中，搅拌加热；

(2)投入氧化锌：当反应釜中的C8～C22脂肪酸温度达到90～100℃时，先加入75Kg的氧化锌，等反应后、有大量蒸汽冒出时再依次加入剩余氧化锌，为了防止瀑料加氧化锌时可据经验控制加料时的速度；

(3)投入蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇：等步骤(2)反应完毕后，即加完氧化锌25分钟之后，再依次加入蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇，其投料的速度是根据反应釜中的溶液的浓度大小而定，以能正常加热搅拌为准。

(4)真空抽水：待步骤(3)中的蒸馏单硬脂酸甘油酯和脂肪醇完全溶解完后用SPBZ-W-360水喷射真空机组进行抽真空，此时温度控制在120℃，要求真空度达到-0.06MPa以上保持30分钟，溶液呈透亮状态。

(5)产品造粒：把步骤(4)中反应好的的澄清透亮的溶液放入3000L中转储罐并用SCF1200-4型回转钢带造粒机开始造粒，造粒时温度不高于110℃。

(6)产品包装：将步骤(5)中造粒好的产品取样检测合格后，DCS-50型定量包装机进行包装、入库。

白炭黑专用分散助剂ZD-6在胶料中的使用效果附下表。

从上表可以看出，使用本助剂能提高混炼胶的分散度，降低混炼胶的门尼粘度，降低胶料动态生热，能保持和改善胶料的物理机械性能；老化后的拉伸强度也几乎是一致的。硬度和300％定伸应力数据一定程度上反映硫化胶的弹性性能，说明配方加入了分散剂后改善了硫化胶的柔韧性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种白炭黑专用分散助剂ZD-6，其特征在于，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸800-900Kg、锌化合物100-150Kg、脂肪酸酯125-175Kg和16～18脂肪醇25-75Kg。

2.根据权利要求1所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6，其特征在于，按照质量的原料包括：C8～C22脂肪酸850Kg、锌化合物125Kg、脂肪酸酯150Kg和16～18脂肪醇50Kg。

3.根据权利要求1所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6，其特征在于，所述C8～C22脂肪酸选自一种或二种以上的任意混合物：牛羊油脂肪酸，猪油脂肪酸、大豆油脂肪酸、棕榈油脂肪酸、辛酸、癸酸，所述的锌化合物可选自一种或二种以上的任意混合物：氧化锌、氢氧化锌，其优选为氧化锌；所述的脂肪酸酯选自一种或多种的单甘油硬脂酸酯、双甘油硬脂酸酯、三甘油硬脂酸酯，其优选为单甘油硬脂酸酯；所述的脂肪醇优选为具有两亲性的高碳醇16～18脂肪醇。

4.根据权利要求1-2任一所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)投入脂肪酸：将定量的C8～C22脂肪酸置于反应釜中，搅拌加热；

(2)投入锌化合物：当反应釜中的C8～C22脂肪酸温度达到90～100℃时，先加入锌化合物总量的1/2或1/3，等反应后、有大量蒸汽冒出时再依次加入剩余锌化合物，为了防止瀑料加锌化合物时可据实际反应情况控制加料时的速度；

(3)投入脂肪酸酯：等步骤(2)反应完毕后，即加完锌化合物15～25分钟之后，再依次加入脂肪酸酯和脂肪醇，其投料的速度是根据反应釜中的溶液的浓度大小而定，以能正常加热搅拌为准；

(4)真空抽水：待步骤(3)中的脂肪酸酯和脂肪醇完全溶解完后抽真空，此时温度控制在100～120℃，要求真空度达到-0.06MPa以上保持20～30分钟，溶液呈透亮状态；

(5)产品造粒：把步骤(4)中反应好的的澄清透亮的溶液放入中转储罐开始造粒；

(6)产品包装：将步骤(5)中造粒好的产品取样检测合格后，包装、入库。

5.根据权利要求3所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中投入脂肪酸酯和脂肪醇的投料的速度是根据反应釜中的溶液的浓度大小而定，以能正常加热搅拌为准。

6.根据权利要求3所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中抽真空的温度控制在110℃，要求真空度达到-0.06MPa以上保持25分钟。

7.根据权利要求3所述的白炭黑专用分散助剂ZD-6的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中造粒时温度不高于110℃。