CN106380857B - 一种炭黑-密封胶联合生产方法 - Google Patents

一种炭黑-密封胶联合生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种炭黑‑密封胶联合生产方法，包括S1.炭黑原料油与天然气在反应炉中不完全燃烧，生成炭黑；S2.炭黑经袋滤收集，然后加热条件下加入添加剂，并干燥处理，得改性炭黑；S3.将改性炭黑、密封胶基础胶料、填料、催化剂在搅拌设备中混合均匀，制得密封胶膏体成品。该方法不仅能显著降低炭黑粒子间的团聚，明显提高炭黑在密封胶中的分散性；而且节能环保，可利用炭黑生产过程中的热量灵活控制密封胶生产时使用的炭黑水分，得到高品质密封胶。

Description

一种炭黑-密封胶联合生产方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及炭黑-密封胶联合生产方法。
背景技术
密封胶有防泄漏、防水、防振动、隔音和隔热等作用，广泛用于建筑、交通运输、电子仪器仪表及零部件的密封。炭黑稳定性好，在密封胶中主要起着色，抗紫外和老化，以及一定的补强作用，是黑(灰)色密封胶不可或缺的重要填料。密封胶在生产过程中，填料的分散性及其水分对产品质量有着重要影响，因此对原料的分散性和水分要求非常严格，如硅酮密封胶和聚氨酯密封胶都要求炭黑的分散性越高、水分越低越好。
炭黑原生粒子尺寸小(通常<100nm)、比表面积大、表面能高、分散困难，极易吸收水分，很难稳定分散于不同体系中，所以普通的炭黑难以满足密封胶生产的需要，通常采用特殊的包装储存，再加上后期的干燥和超细分散处理以满足密封胶的生产。这种使用方法不仅增加了生产成本，而且炭黑加料时易产生飞扬，影响环境，炭黑包装物也会对环境造成二次污染。
发明内容
针对现有技术缺陷，本发明的目的在于提供一种炭黑-密封胶联合生产的方法，不仅可以提高原生炭黑的分散性，提高密封胶的品质，而且可以减少炭黑包装环节，降低生产成本，还可以减少炭黑使用过程中对工作环境的污染。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
本发明所述炭黑-密封胶联合生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.炭黑原料油与天然气在反应炉中不完全燃烧，生成炭黑；
S2.炭黑经袋滤收集，然后加热条件下加入添加剂，并干燥处理，得改性炭黑；
S3.将改性炭黑、密封胶基础胶料、填料、催化剂在搅拌设备中混合均匀，制得密封胶膏体成品。
本发明所述炭黑原料油为本领域公知。优选地，所述炭黑原料油为煤焦油、乙烯焦油、蒽油、炭黑油、催化裂化澄清油、页岩油、重油中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，步骤S1所述不完全燃烧的温度为1000℃以上，燃烧停留时间低于1s。
进一步地，步骤S2所述添加剂为硅油、聚醚多元醇、邻苯二甲酸酯中的任意一种；所述添加剂的添加量为炭黑质量的1-30％。
进一步地，步骤S2的加热温度为150-350℃。
进一步地，所述硅油为201硅油；所述聚醚多元醇为聚醚多元醇330；所述邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸二辛酯。
进一步地，步骤S3所述密封胶基础胶料的选择如下：
当步骤S2的添加剂为硅油时，选择硅酮密封胶基础胶料；
当步骤S2的添加剂为聚醚多元醇时，选择聚氨酯密封胶基础胶料；
当步骤S2的添加剂为邻苯二甲酸二辛酯时，选择聚硫密封胶基础胶料；
所述改性炭黑与密封胶基础胶料的质量比为1：2-50。
更进一步地，所述硅酮胶基础胶料为聚二甲基硅氧烷；聚氨酯密封胶基础胶料聚氨酯预聚体；所述聚硫密封胶基础胶料为液态聚硫橡胶。
本发明所述聚氨酯预聚体为多异氰酸酯与聚醚或聚酯多元醇反应生成带有异氰酸-NCO端基的预聚体。
本发明步骤S3所述填料、催化剂的种类为本领域公知；所述填料、催化剂的用量为本领域公知的常规用量。
进一步地，步骤S3所述填料为碳酸钙、白炭黑中的一种或多种的混合物；步骤S3所述催化剂为有机锡类催化剂、二氧化锰中的一种或多种的混合物。
更进一步地，所述有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步地，步骤S3所述搅拌设备为高速搅拌机或双螺杆机。
本发明提供的炭黑-密封胶联合生产的方法，具有以下有益效果：发明人通过大量的试验发现，当温度为150-350℃，采用硅油、聚醚多元醇或邻苯二甲酸酯对炭黑进行改性后，意外地发现，炭黑粒子间的团聚显著降低，而炭黑在密封胶中的分散性明显提高。
此外，利用炭黑生产过程中的热量灵活控制密封胶生产时使用的炭黑水分，起到节能环保和提高密封胶品质的作用。
具体实施方式
下面通过具体实施例的方式对本发明做进一步详述，但本发明保护范围并不局限于这些实施例。凡基于上述技术思想，利用本领域普通技术知识和惯用手段所做的修改、替换、变更均属于本发明要求保护的范围。
实施例1
本发明炭黑-密封胶联合生产方法，包括如下步骤：
S1.煤焦油与天然气在反应炉中不完全燃烧，温度控制在1200℃，生成炭黑；
S2.炭黑经袋滤收集，利用步骤S1余热将温度控制在150-350℃，加入201硅油，其加入量为炭黑质量的1％，干燥控制炭黑水分在0.5％以下，得改性炭黑；
S3.将改性炭黑(1％，质量分数，下同)、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(50％)、纳米碳酸钙(38％)、气相白炭黑(5％)、二月桂酸二丁基锡(0.2％)、甲基三丁酮肟基硅烷(5.8％)在双螺杆机中均匀混合1分钟，制得硅酮密封胶膏体成品。
实施例2
本发明炭黑-密封胶联合生产方法，包括如下步骤：
S1.乙烯焦油、蒽油、炭黑油与天然气在反应炉中不完全燃烧，温度控制在1700℃，生成炭黑；
S2.炭黑经袋滤收集，利用步骤S1余热将温度控制在150-350℃，然后加入聚醚多元醇330，其加入量为炭黑质量的20％，干燥控制炭黑水分在0.05％以下，得改性炭黑；
S3.将改性炭黑(5％)、聚氨酯预聚体(50.6％)、超细碳酸钙(35％)、气相白炭黑(4％)、邻苯二甲酸二辛酯(5％)、二月桂酸二丁基锡(0.2％)和DMDEE(2,2-双吗啉二乙基醚，0.2％)在高速搅拌机中抽真空后均匀混合2小时，制得聚氨酯密封胶膏体成品。
实施例3
本发明炭黑-密封胶联合生产方法，包括如下步骤：
S1.催化裂化澄清油、页岩油、重油与天然气在反应炉中不完全燃烧，温度控制在1500℃，生成炭黑；
S2.炭黑经袋滤收集，利用步骤S1余热将温度控制在150-350℃，然后加入邻苯二甲酸二辛酯，其加入量为炭黑质量的30％，干燥控制炭黑水分在0.1％以下，得改性炭黑；
S3.将改性炭黑(20％)、液态硅烷改性聚硫橡胶(40％)、活性碳酸钙(20％)、气相白炭黑(4.7％)、邻苯二甲酸二丁酯(12％)、二氧化锰(3％)和二硫化四甲基秋兰姆(0.3％)在高速搅拌机中均匀混合1小时，制得聚硫密封胶膏体成品。
比较例1
分别参照实施例1-3的方法制备密封胶成品，不同的是，步骤S2炭黑只进行干燥处理，未经改性，将该成品作为对照例1-3。
参照国家标准GB/T 1724《涂料细度的测定》测试实施例1-3以及对照例1-3密封胶成品中炭黑的分散性，其结果见表1。
表1炭黑在密封胶成品中的分散性
实验例 分散性评价(刮板细度，μm)
实施例1 7.5
实施例2 5
实施例3 10
对照例1 20
对照例2 15
对照例3 25
本发明中炭黑在密封胶中的分散性通过刮板细度计进行测试，数值越低表明炭黑在密封胶中的分散性越好。测试结果表明：采用本发明方法制备的密封胶成品，炭黑在密封胶中的分散性显著提高。

Claims (5)

1.一种炭黑-密封胶联合生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.炭黑原料油与天然气在反应炉中不完全燃烧，生成炭黑；所述不完全燃烧的温度为1200-1700℃，燃烧停留时间低于1s；
S2.炭黑经袋滤收集，然后加热条件下加入添加量为炭黑质量的1-30％的添加剂，并于加热温度为150-350℃干燥处理，得改性炭黑；所述添加剂包括201硅油、聚醚多元醇330和邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种；
S3.将改性炭黑、密封胶基础胶料、填料、催化剂在搅拌设备中混合均匀，制得密封胶膏体成品。
2.根据权利要求1所述的炭黑-密封胶联合生产方法，其特征在于，步骤S3所述密封胶基础胶料的选择如下：
当步骤S2的添加剂为201硅油时，选择硅酮密封胶基础胶料；
当步骤S2的添加剂为聚醚多元醇330时，选择聚氨酯密封胶基础胶料；
当步骤S2的添加剂为邻苯二甲酸二辛酯时，选择聚硫密封胶基础胶料；
所述改性炭黑与密封胶基础胶料的质量比为1：2-50。
3.根据权利要求2所述的炭黑-密封胶联合生产方法，其特征在于，所述硅酮密封胶基础胶料为聚二甲基硅氧烷；所述聚氨酯密封胶基础胶料为聚氨酯预聚体；所述聚硫密封胶基础胶料为液态聚硫橡胶。
4.根据权利要求1所述的炭黑-密封胶联合生产方法，其特征在于，步骤S3所述填料为碳酸钙、白炭黑中的一种或多种的混合物；步骤S3所述催化剂为有机锡类催化剂、二氧化锰的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的炭黑-密封胶联合生产方法，其特征在于，步骤S3所述搅拌设备为高速搅拌机或双螺杆机。
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