CN104987519B

CN104987519B - 一种膏状水基隔离剂及其制备方法和应用方法

Info

Publication number: CN104987519B
Application number: CN201510293833.6A
Authority: CN
Inventors: 陈正年; 张克杰; 张声春; 陈鹏; 徐建华; 徐颖弘; 詹纯金
Original assignee: Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Jiangsu Yilusheng New Materials Co., Ltd.
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2018-04-27
Anticipated expiration: 2035-06-01
Also published as: CN104987519A

Abstract

本发明公开了一种膏状水基橡胶隔离剂及其制备方法和应用方法，其组分按质量份数包括3‑15份的无机粉末添加剂，0.1‑1.0份的阴离子表面活性剂，0.5‑5.5份的非离子表面活性剂，5‑10份的触变剂，0.2‑2.0份的增稠剂，0.1‑0.5份的消泡剂，60‑100份的去离子水。将水、表面活性剂混合，并搅拌溶解，加入无机粉末添加剂，并滴加消泡剂，分批加入触变剂和增稠剂，充分搅拌并研磨至均相即得隔离剂。使用时，按1:3～15的质量比配成水溶液，加入胶片的过水冷却槽，胶片在过水冷却的同时实现隔离剂的涂敷，挂杆风干即可叠放。本发明易溶于水，无毒、无味、工艺简便、成本低，对橡胶后续加工性能基本没有影响。

Description

一种膏状水基隔离剂及其制备方法和应用方法

技术领域

本发明涉及一种膏状水性橡胶隔离剂，特别是涉及一种用于防止天然橡胶和合成橡胶及其并用胶的塑炼、混炼或终炼后的胶片在储运过程中发生粘连而使用的膏状水基橡胶隔离剂的制备方法及应用方法。

背景技术

在橡胶制品的生产加工过程中，胶料经开炼或密炼后叠片停放。由于胶片特有的自粘性较高，并在层层压力的作用下，胶片易出现层层粘连的情况，严重影响后续加工及使用。因此，橡胶搬运和叠放储存之前，都会采用聚乙烯塑料薄膜或在胶片上一层隔离剂来实现隔离，防止胶片相互粘连。由于聚乙烯膜的混入，导致硫化橡胶胶制品的物理性能降低，对性能要求高的橡胶制品如轮胎，必须去除但难以去除。因此，橡胶胶片的隔离方法基本采用喷洒或涂布隔离剂。

橡胶隔离剂的隔离原理：在不影响橡胶加工性及制品性能的前提下，利用无机颗粒的机械隔离作用阻隔塑炼或混炼胶片互粘；或采用溶解度参数与橡胶相差大的液体作为隔离剂，当胶片表面涂敷后，橡胶胶片间形成一层薄薄的隔离层，阻挡或减缓胶片与胶片之间相互粘连，从而达到隔离的效果。因此，作为橡胶胶片隔离剂必须满足：(1)与橡胶不相容，安全高效的在橡胶胶片表面形成隔离层；(2)对橡胶胶片的加工性能及制品力学性能的负面影响小；(3)工艺操作方便，成本低，对人体健康无危害、无毒，对环境无污染等。

隔离剂包括粉状固体、液体、悬浮体、膏体等四种形态。使用固体隔离剂会带来粉尘飞扬问题，且固体隔离剂有相当量不能牢固地粘附在胶料上，在后续加工阶段将会造成粉尘污染。液体隔离剂通常是皂类、各种表面活性剂和去垢剂，液体隔离剂具有优异的润湿性，但存在涂覆浓度难以控制。浓度高，则影响硫化制品的物理性能；浓度低，则温度高和长时间储存时隔离失效。另外，光面胶片涂敷液体隔离剂后，易打滑，在厂内的搬运比较困难，且液滴滴在操作场地上会引起现场人员滑倒事故。悬浮体由于其稳定性差，难以实现均匀涂敷，时常发生隔离失效现象。膏体隔离剂的颗粒分散性及稳定性好，无沉降，无粉体沉降和风干掉粉等问题，具有粉体隔离和不相容隔离双重功效，隔离效果好，具有优异隔离性能。本发明涉及膏状水基橡胶隔离剂，附着性好，隔离效果好，成本低、无毒、环保。另外，由于所用的隔离剂量少，对胶料后续加工性能影响小，并通过了材料优选，可实现橡胶制品力学性能的增强。

发明内容

本发明针对粉状固体、液体和悬浮体橡胶隔离剂不能完全解决胶料经开炼或密炼后叠片停放发生粘连，以及由于添加隔离剂造成橡胶后续加工中性能下降等问题，提供了一种膏状水基橡胶隔离剂及其制备方法和应用方法，主要利用无机粉末，添加表面活性剂、触变剂、消泡剂、水等，制成稳定性、分散性和隔离效果好的环保型水基橡胶隔离剂，应用于塑炼或混炼的橡胶片隔离。

为解决上述技术问题，本发明提供一种膏状水基橡胶隔离剂，其组分按质量份数包括3-15份的无机粉末添加剂，0.1-1.0份的阴离子表面活性剂，0.5-5.5份的非离子表面活性剂，5-10份的触变剂，0.2-2.0份的增稠剂，0.1-0.5份的消泡剂，60-100份的去离子水。

优选地，所述无机粉末添加剂包括超细重质碳酸钙、超细活性氧化锌、钛白粉、硅藻土。

优选地，所述超细重质碳酸钙为粒径小于或等于3000目的方解石粉末；所述超细活性氧化锌为纳米级颗粒；所述硅藻土为粒径小于或等于325目的硅藻土粉末；所述钛白粉为粒径小于或等于325的金红石晶型粉末。

优选地，所述阴离子表面活性剂为油酸钠、油酸钾、亚油酸钠或亚油酸钾中的一种或组合；所述非离子表面活性剂为壬基酚开环聚合氧化乙烯得到的聚醚OP-4、OP-7或OP-10中的一种或组合；所述的触变剂为钠基膨润土和白碳黑的混合物；所述消泡剂为聚醚改性硅油；所述增稠剂为双酚A聚氧化乙烯醚。

优选地，所述钠基膨润土与白碳黑的质量比为10:1，其中，所述钠基膨润土为粒径小于或等于325目的天然钠基膨润土，白碳黑为粒径为纳米级的气相白碳黑。

优选地，所述消泡剂为水溶性聚醚改性硅油。

优选地，所述增稠剂为水溶性性双酚A聚氧乙烯醚。

一种膏状水基橡胶隔离剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂加入20-50℃的去离子水中，搅拌溶解；

步骤二，向上述溶液中加入无机粉末添加剂，并在搅拌下逐滴加入消泡剂；

步骤三，加大溶液的搅拌速率，分批加入触变剂，然后再加入增稠剂，充分搅拌并研磨至均相后得到成品。

一种膏状水基橡胶隔离剂的使用方法，首先，将所述隔离剂与水按1:3-15稀释成水溶液；然后，将稀释后的隔离剂加入冷却水槽内；最后，塑炼胶、混炼胶的胶片在经过水冷却时的过程中完成隔离剂的涂敷，挂杆风干后叠放。

本发明所达到的有益技术效果：

1.天然钠基膨润土中胶质含量高，触变效果好，且悬浮液触变性、粘度、润滑性好。吸水后使得无机颗粒悬浮液变成膏状，有利于隔离剂中无机悬浮添加剂均匀分散，提高隔离剂的储存稳定性。

2.硅藻土的孔隙度达90～92％，吸附性能强，吸油率高，作为隔离剂能有效吸收胶料迁移表面的液体助剂，防止胶片之间的迁移扩散发生粘连，隔离效果好。同时，硅藻土悬浮性能好，隔离剂稳定性好；PH值呈中性，不影响胶料的硫化性能。

3.3000目以上的超细CaCO₃粉，比表面积大，吸油能力强，悬浮效果好，阻隔效果好，成本低，对胶料后续加工性能和橡胶制品的物理性能几乎没有影响。

4.超细活性ZnO与气相白碳黑具有纳米尺寸效应，吸油率高，隔离效果，对胶料具有物理增强效果。

5.二氧化钛在隔离剂干燥后呈现明显的白色，比较容易识别隔离剂涂敷与否及涂敷量。

6.油酸或亚油酸皂、壬基酚聚氧化乙烯醚等表面活性剂，消减胶片溢出油性小分子的对胶片的溶胀扩散效应，提高隔离效果和延长保持隔离的时间。同时，油酸或亚油酸皂与无机颗粒表面结合，使得干燥后的颗粒与胶料混合的相容性提高，改善其在胶片后续加工中的分散性。另外，油酸或亚油酸皂分子链上含有不饱和碳-碳双键，可参与橡胶硫化反应，有利于改善橡胶制品的物理性能。

7.水中阳离子杂质，容易引起阴离子表面活性剂失活，采用去离子水可有效避免无机粉料沉降，提高隔离剂的储存稳定性。

8.水溶性的双酚A聚氧乙烯醚含有大量醚键和苯环，与钠基膨润土起协同增稠作用，进一步改善膏状隔离剂储存稳定性，又可提高膏状隔离剂配水应用时的水溶性。

9.水溶性聚醚改性硅油消泡剂与乳化硅油消泡剂相比，在水性体系中分散性好，与加入的聚醚型非离子型表面活性剂结构相似，具有更好的削减表面活性剂起泡效果。

具体实施方式

为了能更好的了解本发明的技术特征、技术内容及其达到的技术效果，现将本发明结合实施例进行更详细的说明。

下面结合实施例对本发明专利进一步说明。

实施例1

(1)膏状水基橡胶隔离剂配制的各组分质量份数比为：油酸钠0.1份(工业级，市售，下同)，OP-4 0.5份、OP-7 1.0份、OP-10 4.0份(OP-4、OP-7、OP-10均为江苏海安石油化工厂提供，下同)，硅藻土(325目，灵寿县隆通建材厂提供，下同)2.0份，活性ZnO(HX-5铜阳化工厂提供，下同)0.5份，TiO₂(金红石型，325目，市售，下同)0.5份，双酚A聚氧乙烯醚(BPE-20，江苏省海安石油化工厂提供，下同)1份，钠基膨润土(天然级，325目，灵寿县杰地矿产品加工厂提供，下同)与气相白碳黑(市售，下同)混合物(膨润土与白碳黑质量比为10:1，下同)10份，聚醚改性硅油(ZBH-207，青岛中宝化工有限公司提供，下同)0.1份，去离子水60份。

(2)水基膏状橡胶隔离剂制备方法：将20～50℃的去离子水与油酸钠、OP-4、OP-7、OP-10等表面活性剂混合，搅拌溶解；加入硅藻土、活性ZnO、TiO₂等无机粉末添加剂，并滴加聚醚改性硅油消泡剂；加快搅拌速度，分批加入钠基膨润土与白碳黑混合物，再加入双酚A聚氧乙烯醚，充分搅拌研磨至均相后即得成品。

(3)膏状水基橡胶隔离剂应用方法：膏状水基橡胶隔离剂与水按1:3质量比配成水溶液，加入过水冷却槽，塑炼胶、混炼胶的胶片在经过水冷却时即完成涂敷隔离剂，挂杆风干即可叠放。

(4)隔离剂的隔离性能测试：测试隔离性能使用的胶片为塑炼天然胶片、混炼天然胶片和混炼丁苯胶片以及天然胶与丁苯胶按1:1的并用胶的混炼胶片四种。其中，塑炼天然胶片的塑炼工艺为标胶-5号在辊距0.5mm下，薄通12次；混炼胶的基础配方：橡胶(种类不同)100份，硫磺2.2份，促进剂DM 0.8份，促进剂TT 0.1份，ZnO 5份，硬脂酸2份，炭黑40份，防老剂0.5份，烷烃操作油2份，古马隆2份。

塑炼胶和混炼胶分别在压片机出片，厚度为3～5mm，裁成50mm×100mm胶片，浸涂水基膏状橡胶隔离剂，风干后两两贴合在一起，夹在80×120×10mm的铁板间，均匀地施加5Kg压力，在25℃温度下，停放24h、48h、144h在60℃温度下，停放4h、12h、24h，分别进行胶片剥离试验检测。

隔离测试结果：见表1。

实施例2

(1)膏状水基橡胶隔离剂配制的各组分质量份数比为：油酸钠0.5份，亚油酸钠(工业级，市售，下同)0.5份，OP-10 0.5份，超细CaCO₃粉末(CL-8030，3000目，湖南诚路炬丰新型材料有限公司提供，下同)9份，硅藻土2.0份，活性ZnO 0.5份，TiO₂0.5份，双酚A聚氧乙烯醚2份，钠基膨润土与气相白碳黑混合物5份，聚醚改性硅油0.5份，去离子水90份。

(2)水基膏状橡胶隔离剂制备方法：将20～50℃的去离子水与油酸钠、亚油酸钠、OP-10等表面活性剂混合，搅拌溶解；加入超细CaCO₃、硅藻土、活性ZnO、TiO₂等无机粉末，并滴加聚醚改性硅油消泡剂；加快搅拌速度，分批加入钠基膨润土与气相白碳黑混合物，再加入双酚A聚氧乙烯醚，充分搅拌研磨至均相后即得成品。

(3)膏状水基橡胶隔离剂应用方法：膏状水基橡胶隔离剂与水按1:5质量比配成水溶液，加入过水冷却槽，塑炼胶、混炼胶的胶片在经过水冷却时即完成涂敷隔离剂，挂杆风干即可叠放。

(4)隔离剂的隔离性能测试：同实施例1。

隔离测试结果：见表1。

实施例3

(1)膏状水基橡胶隔离剂配制的各组分质量份数比为：亚油酸钠0.5份，OP-4 1.0份、OP-7 1.0份、OP-10 1.0份，超细CaCO₃粉末6.0份，硅藻土5.0份，活性ZnO 0.5份，TiO₂0.5份，双酚A聚氧乙烯醚0.8份，钠基膨润土与气相白碳黑混合物8份，聚醚改性硅油0.2份，去离子水100份。

(2)水基膏状橡胶隔离剂制备方法：将20～50℃的去离子水与亚油酸钠、OP-4、OP-7、OP-10等表面活性剂混合，搅拌溶解；加入超细CaCO₃、硅藻土、活性ZnO、TiO₂等无机粉末，并滴加聚醚改性硅油；加快搅拌速度，分批加入钠基膨润土与气相白碳黑混合物，再加入双酚A聚氧乙烯醚，充分搅拌研磨至均相后即得成品。

(3)膏状水基橡胶隔离剂应用方法：膏状水基橡胶隔离剂与水按1:4质量比配成水溶液，加入过水冷却槽，塑炼胶、混炼胶的胶片在经过水冷却时即完成涂敷隔离剂，挂杆风干即可叠放。

(4)隔离剂的隔离性能测试：同实施例1。

隔离测试结果：见表1。

实施例4

(1)膏状水基橡胶隔离剂配制的各组分质量份数比为：油酸钾(工业级，市售，下同)0.35份、亚油酸钾(工业级，市售，下同)0.35份，OP-4 1.0份、OP-7 1.0份，超细CaCO₃粉末4.0份，硅藻土5.0份，活性ZnO 0.5份，TiO₂0.5份，双酚A聚氧乙烯醚0.2份，钠基膨润土与气相白碳黑混合物7份，聚醚改性硅油0.3份，去离子水80份。

(2)水基膏状橡胶隔离剂制备方法：将20～50℃的去离子水与油酸钾、亚油酸钾、OP-4、OP-7等表面活性剂混合，搅拌溶解；加入超细CaCO₃、硅藻土、活性ZnO、TiO₂等无机粉末，并滴加聚醚改性硅油；加快搅拌速度，分批加入钠基膨润土与气相白碳黑混合物，再加入双酚A聚氧乙烯醚，充分搅拌研磨至均相后即得成品。

(4)隔离剂的隔离性能测试：同实施例1。

隔离测试结果：见表1。

实施例5

(1)膏状水基橡胶隔离剂配制的各组分质量份数比为：油酸钠0.3份、油酸钾0.3份，OP-4 1.5份、OP-7 0.5份，超细CaCO₃粉末5.0份，硅藻土4.0份，活性ZnO 0.5份，TiO₂0.5份，双酚A聚氧乙烯醚0.5份，钠基膨润土与气相白碳黑混合物10份，聚醚改性硅油0.25份，去离子水70份。

(2)水基膏状橡胶隔离剂制备方法：将20～50℃的去离子水与油酸钠、油酸钾、OP-4、OP-7、OP-10等表面活性剂混合，搅拌溶解；加入超细CaCO₃、硅藻土、活性ZnO、TiO₂等无机粉末，并滴加聚醚改性硅油消泡剂；加快搅拌速度，分批加入钠基膨润土与气相白碳黑混合物，再加入双酚A聚氧乙烯醚，充分搅拌研磨至均相后即得成品。

(3)膏状水基橡胶隔离剂应用方法：膏状水基橡胶隔离剂与水按1:10质量比配成水溶液，加入过水冷却槽，塑炼胶、混炼胶的胶片在经过水冷却时即完成涂敷隔离剂，挂杆风干即可叠放。

(4)隔离剂的隔离性能测试：同实施例1。

隔离测试结果：见表1。

实施例6

(1)膏状水基橡胶隔离剂配制的各组分质量份数比为：亚油酸钾0.3份、亚油酸钠0.3份，OP-4 0.5份、OP-7 0.3份，超细CaCO₃粉末8.0份，硅藻土4.0份，活性ZnO 0.5份，TiO₂0.5份，双酚A聚氧乙烯醚1.0份，钠基膨润土与气相白碳黑混合物6份，聚醚改性硅油0.2份，去离子水90份。

(2)水基膏状橡胶隔离剂制备方法：将20～50℃的去离子水与亚油酸钾、亚油酸钠、OP-4、OP-7等表面活性剂混合，搅拌溶解；加入超细CaCO₃、硅藻土、活性ZnO、TiO₂等无机粉末，并滴加聚醚改性硅油消泡剂；加快搅拌速度，分批加入钠基膨润土与气相白碳黑混合物，再加入双酚A聚氧乙烯醚，充分搅拌研磨至均相后即得成品。

(3)膏状水基橡胶隔离剂应用方法：膏状水基橡胶隔离剂与水按1:8质量比配成水溶液，加入过水冷却槽，塑炼胶、混炼胶的胶片在经过水冷却时即完成涂敷隔离剂，挂杆风干即可叠放。

(4)隔离剂的隔离性能测试：同实施例1。

隔离测试结果：见表1。

实施例7

(1)膏状水基橡胶隔离剂配制的各组分质量份数比为：油酸钠0.3份、油酸钾0.2份、亚油酸钠0.3份，OP-4 0.5份、OP-10 0.3份，超细CaCO₃粉末6.0份，硅藻土8.0份，活性ZnO 0.5份，TiO₂0.5份，双酚A聚氧乙烯醚0.5份，钠基膨润土与气相白碳黑混合物8份，聚醚改性硅油0.2份，去离子水100份。

(2)水基膏状橡胶隔离剂制备方法：将20～50℃的去离子水与油酸钠、油酸钾、亚油酸钠、OP-4、OP-10等表面活性剂混合，搅拌溶解；加入超细CaCO₃、硅藻土、活性ZnO、TiO₂等无机粉末，并滴加聚醚改性硅油消泡剂；加快搅拌速度，分批加入钠基膨润土与气相白碳黑混合物，再加入双酚A聚氧乙烯醚，充分搅拌研磨至均相后即得成品。

(3)膏状水基橡胶隔离剂应用方法：膏状水基橡胶隔离剂与水按1:15质量比配成水溶液，加入过水冷却槽，塑炼胶、混炼胶的胶片在经过水冷却时即完成涂敷隔离剂，挂杆风干即可叠放。

(4)隔离剂的隔离性能测试：同实施例1。

隔离测试结果：见表1。

表1水膏状基橡胶隔离剂进行隔离性能测试结果

以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种膏状水基橡胶隔离剂的制备方法，该膏状水基橡胶隔离剂，其组分按质量份数包括3-15份的无机粉末添加剂，0.1-1.0份的阴离子表面活性剂，0.5-5.5份的非离子表面活性剂，5-10份的触变剂，0.2-2.0份的增稠剂，0.1-0.5份的消泡剂，60-100份的去离子水；所述无机粉末添加剂包括超细重质碳酸钙、超细活性氧化锌、钛白粉、硅藻土；所述超细重质碳酸钙为粒径小于或等于3000目的方解石粉末；所述超细活性氧化锌为纳米级颗粒；所述硅藻土为粒径小于或等于325目的硅藻土粉末；所述钛白粉为粒径小于或等于325的金红石晶型粉末；所述阴离子表面活性剂为油酸钠、油酸钾、亚油酸钠或亚油酸钾中的一种或组合；所述非离子表面活性剂为壬基酚开环聚合氧化乙烯得到的聚醚OP-4、OP-7或OP-10中的一种或组合；所述的触变剂为钠基膨润土和白碳黑的混合物；所述消泡剂为聚醚改性硅油；所述增稠剂为双酚A聚氧化乙烯醚；所述钠基膨润土与白碳黑的质量比为10:1，其中，所述钠基膨润土为粒径小于或等于325目的天然钠基膨润土，白碳黑为粒径为纳米级的气相白碳黑；所述消泡剂为水溶性聚醚改性硅油；所述增稠剂为水溶性双酚A聚氧乙烯醚，其特征在于：包括以下步骤：

2.采用权利要求1所述方法制备的膏状水基橡胶隔离剂的应用方法，其特征在于：首先，将所述隔离剂与水按1:3-15稀释成水溶液；然后，将稀释后的隔离剂加入冷却水槽内；最后，塑炼胶、混炼胶的胶片在过水冷却的过程中完成隔离剂的涂敷，挂杆风干后叠放。