CN104742268A - 一种母炼胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明要求保护一种母炼胶的制备方法，其包括步骤：(1)配制含有橡胶填料和添加剂、溶剂的流动性浆料A；(2)将橡胶塑炼后，压出薄胶片B；(3)将薄胶片B牵引至卷绕设备，牵引过程中将浆料A涂覆至薄胶片B上形成复合胶片C；(4)将打成卷的复合胶片C沿与径向垂直的方向，在开炼机上反复压片数遍，得到填料与添加剂分散均匀的母炼胶。本发明工艺简单，采用浆料涂覆橡胶表面，在开炼机经反复混炼均匀，有效缩短了混炼时间、降低了能耗，提高了填料和添加剂在橡胶中的分散性和均匀性，减少了粉尘，提高了工作环境的洁净度。

Description

一种母炼胶的制备方法

技术领域

本发明涉及材料合成领域，尤其涉及利用开炼机制备母炼胶的方法。

背景技术

在母炼胶制备过程中，将配方中的填料和添加剂混入橡胶中的传统办法是用大型的混炼设备，例如密炼机、捏炼机及开放式炼胶机等，将粉末状或液体状的填料和添加剂混入固体橡胶中。此种工艺混炼时间长、耗能高、粉尘多而且分散性差，填料的分散程度直接决定着填料和聚合物的相互作用，从而影响橡胶的性能，因此填料分散使硫化胶的力学性能和橡胶制品的质量受到很大的限制。

近年来，制备母炼胶的方法，通常是通过橡胶乳液与白炭黑制备成浆料，浆料干燥后得到橡胶母炼胶。另外还有用超声分散的炭黑悬浮液填充天然胶乳，采用喷雾干燥法制备粒径小于5μm的粉末橡胶。

现有技术中橡胶母炼胶的连续式制造方法，其制造方法包括如下步骤：步骤1)、将填料加入到橡胶溶液中，通过搅拌形成橡胶/填料/溶剂混合物，并对所述橡胶/填料/溶剂混合物进一步细分散和精分散以提高填料在橡胶溶液中的分散程度；步骤2)、使步骤1)中精分散后的橡胶/填料/溶剂混合物中的橡胶和填料共凝聚，得到橡胶/填料复合物与溶剂的混合物；步骤3)、脱除溶剂并对所述的混合物进行干燥，得到橡胶/填料母炼胶。在《轮胎工业》2005年第二期上发表的《液相混合NR/炭黑复合材料在胎面胶中的应用》也提出用天然胶乳和炭黑水浆采用液相连续制造天然胶/炭黑母炼胶的工艺。湿法制备母炼胶的方法简化了炼胶工艺、缩短了混炼时间、降低了能耗和减少了人工，但在母炼胶制备中所用的橡胶、填料品种和含量受到限制。

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明目的是为了减少母炼胶加工制备过程中的粉尘、降低能耗、减少工艺混炼时间，提高填料与添加剂在橡胶中的分散效果，提供一种母炼胶的制备方法。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种母炼胶的制备方法，其包括如下步骤：

(1)配制浆料A：在搅拌机中按照配方加入橡胶填料和添加剂、溶剂，高速搅拌，制备成高分散的流动性浆料A；

(2)橡胶薄通：将橡胶塑炼后，把开炼机辊距调节至0位，压出薄胶片B；

(3)浆料涂覆及胶片卷绕：将薄胶片B牵引至卷绕设备，在牵引过程中将浆料A涂覆至胶片B上，待浆料A中的溶剂挥发后，则浆料A中的填料、添加剂与薄胶片B形成复合胶片C；

(4)混炼均匀：将打成卷的复合胶片C沿与径向垂直的方向，在开炼机上反复压片数遍，得到填料与添加剂分散均匀的母炼胶。

优选地，所述步骤(1)为将填料和添加剂在真空搅拌机中混合均匀后，将溶剂加入其中，配制成可流动的浆料，然后通过砂磨机进一步研磨均匀。

优选地，所述步骤(3)中，浆料A通过喷涂、刷涂、辊涂或浸胶方式涂覆附着在薄胶片B上。

优选地，所述步骤(3)为将浆料A利用高压喷涂的方式均匀涂覆于薄胶片B上，高压喷涂时浆料A中溶剂快速挥发，填料与添加剂均匀分散在薄胶片B上。

优选地，所述浆料A的溶剂选自水或易挥发有机溶剂，

优选地，所述易挥发有机溶剂选自酮类、醇类、醚类、芳香烃类溶剂。

本发明的第二方面要解决的技术问题，是提供一种上述方法制备得到的母炼胶。

本发明的优点在于：针对现有技术的问题，本发明减少了工艺混炼时间、降低耗能，减少加工过程中的粉尘、提高填料与添加剂在橡胶中的分散性。

本发明中，浆料A的易挥发有机溶剂包括酮类、醇类、醚类、芳香烃类溶剂。其中醇类溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇；所述酮类溶剂包括但不限于丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮等；所述醚类溶剂包括但不限于乙醚、环氧丙烷等；所述芳香烃类溶剂包括但不限于苯、甲苯、二甲苯等。所述的有机溶剂及水中可以加入分散剂、稳定剂以增强浆料中物质的分散性及稳定性。

本发明中将填料与添加剂制备成分散均匀的浆料，橡胶开炼过程中，该浆料涂覆在橡胶表面，溶剂迅速挥发，填料与添加剂粘附在橡胶表面形成复合胶片，该复合胶片在开炼机经过反复混炼均匀后，得到填料与添加剂分散均匀的母炼胶。此方法制备的母炼胶在提高填料分散、减少粉尘等方面具有十分优越的效果,得到的母炼胶比传统方法制备的母炼胶在热导率性能上具有显著的优越性。

同时，本发明方法工艺简单，可控性好，易实现工业化生产。

附图说明

图1为本发明方法流程示意图。

图2为本发明实施例2制备得到的母炼胶的扫描电子显微镜SEM照片。

图3为实施例2制备的母炼胶硫化后与传统开炼法制备的母炼胶(硫化胶)导热性能对比图。传统开炼法制备的母炼胶硫化后导热性为0.365W/mk,而实施例2制备的母炼胶硫化后导热性为0.43W/mk，可以看出，其导热性能具有显著性提高。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1

1.配制橡胶填料和添加剂的浆料A’：按质量比例在真空搅拌机中加入50份N234，5份ZnO，2份SA，0.5份促D，0.5份促DM，0.2份促TT，1份防4010NA，2.5份S，抽真空搅拌均匀，然后加入水，搅拌均匀后，通过砂磨制备得到高度分散的浆料A’。

2.将100份橡胶在开炼机上薄通三次，开炼机的辊距不变，将橡胶片牵引至卷绕设备，牵引过程中将浆料A’高压喷涂至橡胶片表面，浆料A’的溶剂挥发后，填料和添加剂附着于胶片上，形成复合胶片。

3.将打成卷的复合胶片沿与径向垂直的方向，在开炼机上反复压制几次，至填料和添加剂分散均匀，得到橡胶母炼胶。

实施例2

1.配制橡胶填料和添加剂的浆料A”：按质量比例在真空搅拌机中加入42份N234，2份碳纳米管，5份ZnO，2份SA，0.5份促D，0.5份促DM，0.2份促TT，1份防4010NA，2.5份S，抽真空搅拌均匀，然后加入水，搅拌均匀后，通过砂磨制备得到高度分散的浆料A”。

2.将100份橡胶在开炼机上薄通三次，开炼机的辊距不变，将橡胶片牵引至卷绕设备，牵引过程中将浆料A”辊涂至橡胶片表面，浆料A”的溶剂挥发后，填料和添加剂附着于胶片上，形成复合胶片。

3.将打成卷的复合胶片，沿与径向垂直的方向，在开炼机上反复压制几次，至填料和添加剂分散均匀，得到橡胶母炼胶。

对混炼胶的压延平面进行电子扫描测试，得到SEM照片，说明填料和添加剂在橡胶中三维均匀分散。将母炼胶硫化后，与相同配方硫化胶相比，专利方法的热导率提高了20％。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种母炼胶的制备方法，其包括如下步骤：

(1)配制浆料A：在搅拌机中按照配方加入橡胶填料和添加剂、溶剂，高速搅拌，制备成高分散的流动性浆料A；

(2)橡胶薄通：将橡胶塑炼后，把开炼机辊距调节至0位，压出薄胶片B；

(3)浆料涂覆及胶片卷绕：将薄胶片B牵引至卷绕设备，在牵引过程中将浆料A涂覆至胶片B上，待浆料A中的溶剂挥发后，则浆料A中的填料、添加剂与薄胶片B形成复合胶片C；

(4)混炼均匀：将打成卷的复合胶片C沿与径向垂直的方向，在开炼机上反复压片数遍，得到填料与添加剂分散均匀的母炼胶。

2.根据权利要求1所述的母炼胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)为将填料和添加剂在真空搅拌机中混合均匀后，将溶剂加入其中，配制成可流动的浆料，然后通过砂磨机进一步研磨均匀。

3.根据权利要求1所述的母炼胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，浆料A通过喷涂、刷涂、辊涂或浸胶方式涂覆附着在薄胶片B上。

4.根据权利要求1所述的母炼胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)为将浆料A利用高压喷涂的方式均匀涂覆于薄胶片B上。

5.根据权利要求1所述的母炼胶的制备方法，其特征在于，所述浆料A的溶剂选自水或易挥发有机溶剂。

6.根据权利要求5所述的母炼胶的制备方法，其特征在于，所述易挥发有机溶剂选自酮类、醇类、醚类、芳香烃类溶剂。

7.一种如权利要求1-6任一项所述方法制备得到的母炼胶。