CN110183750A - 一种含有顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺 - Google Patents

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刘坤
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王曙光
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张森
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Abstract

本发明公开了一种含有顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺，包括选择溶聚丁苯橡胶溶液90～110份、顺丁橡胶溶液12～18份、白炭黑40～60份、玻璃粉6～8.5份、防老剂2～3份，硬脂酸1～1.5份、硫磺3.5～5份。通过雾化法制备白炭黑，通过除杂、球磨、分级或熔融后淬入水中后等工艺得到不同粒径的玻璃粉，随后进行混合分散并密炼得到成本，本发明通过低成本的制备工艺，得到了不同粒径的适用于不同规格橡胶的玻璃粉原料，并通过合理的组分配比，提高了成品橡胶的性能。

Description

一种含有顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺
技术领域
本发明涉及橡胶领域，特别涉及一种含有顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺。
背景技术
橡胶制品(rubber product)指以天然及合成橡胶为原料生产的各种橡胶制品，包括天然橡胶、丁基橡胶、氢化丁晴胶等，在现代社会各个工业和生活领域得到了广泛应用，已经成为现代社会发展不可缺少的材料。
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，其顺式结构含量在95％以上。根据催化剂的不同，可分成镍系、钴系、钛系和系(钕系)顺丁橡胶。顺丁橡胶与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好特别适用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可以制造缓冲材料等。
本申请人在实际生产中，开发了了一种含有顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺，具体为通过溶聚丁苯橡胶，顺丁橡胶、以及含有玻璃粉的其余填料进行配比后进行混合并分散，并进行下一步的混炼加工。但目前市面上所用的玻璃粉，大多数是用以太阳能电池的导电银浆制备，或者用于低温封装材料等电子工业使用，其考虑的主要是介电常数、介电损耗、热稳定性等性能，且成本较高。而对于橡胶生产工业而言，玻璃粉是为了满足橡胶的强度性能。而目前用于电子工业的玻璃粉成本较高，且其主要性能在橡胶制备中并不需要，造成了浪费。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种丁基橡胶的制备方法，采用粉碎法或热淬法制备玻璃粉，成本低，性能优良，适合橡胶的生产。
本发明完整的技术方案包括：
一种含有顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选择原料组分，包括溶聚丁苯橡胶溶液90～110份、顺丁橡胶溶液12～18份、白炭黑40～60份、玻璃粉6～8.5份、防老剂2～3份，硬脂酸1～1.5份、硫磺3.5～5份。
(2)组分的制备：
溶聚丁苯橡胶溶液的制备为采用苯乙烯和丁二烯作为聚合单体，加入溶剂加入聚合反应器中，随后在进行搅拌的情况下，加入引发剂，随后加入硅烷偶联剂进行偶联；反应完全后，对聚合物溶液加入水，得到溶聚丁苯橡胶溶液；
顺丁橡胶溶液的制备方法为通过丁二烯在己烷溶液中，加入催化剂，在室温下进行反应聚合。
白炭黑的制备为通过水玻璃溶液与含有二氧化碳的气体进行雾化接触后获得；
玻璃粉的制备为选择废弃生活玻璃制品或残次品玻璃，进行除杂、球磨、分级或熔融后淬入水中后得到。
其余组分选择现有的市售产品。
(3)在密炼机中，加入溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、玻璃粉、硬脂酸和防老剂，加热使胶料升温到150℃进行混炼，随后排胶至开炼机，加入硫磺进行硫化，下片冷却至室温。得到橡胶组合物。
步骤(1)中玻璃粉的粒度为10～20μm，白炭黑粒度为25～80μm。
步骤(1)中玻璃粉的粒度为50～80μm，白炭黑粒度为25～80μm。
本发明相对于现有技术的改进为：针对现有的商用玻璃粉，主要用于电子工业使用，成本较高，且主要性能在橡胶制备中并不需要的问题，采用了廉价的废弃玻璃制品作为原料，通过低成本的制备工艺，得到了不同粒径的适用于不同规格橡胶的玻璃粉原料，并通过合理的组分配比，提高了成品橡胶的性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
(1)选择原料组分，包括溶聚丁苯橡胶溶液105份、顺丁橡胶溶液15份、白炭黑50份、玻璃粉8.5份、防老剂3份，硬脂酸1.5份、硫磺3.5份。
(2)组分的制备：
溶聚丁苯橡胶溶液的制备为采用苯乙烯和丁二烯作为聚合单体，加入溶剂加入干聚合反应器中，随后在进行搅拌的情况下，加入引发剂，随后加入硅烷偶联剂进行偶联；反应完全后，对聚合物溶液加入水，得到溶聚丁苯橡胶溶液；
顺丁橡胶溶液的制备方法为通过丁二烯在己烷溶液中，加入催化剂，在室温下进行反应聚合。
白炭黑的制备为通过水玻璃溶液与含有二氧化碳的气体进行雾化接触后获得；
玻璃粉的制备为选择废弃生活玻璃制品或残次品玻璃，进行除杂、球磨、分级或熔融后淬入水中后得到，具体包括：
1.原料选择，可选用废弃的生活玻璃或玻璃厂加工过程残次品玻璃进行再加工。
2.原料处理：首先对原料进行归类并除杂，对于废弃的生活玻璃，由于其杂质主要为附着在玻璃上的纸张、塑料有机物、灰尘、石块等，因此采取如下步骤进行除杂：(1)首先将原料浸入水池并搅拌，部分比重较小的杂质如塑料，纸张会浮在水池表面，将该部分杂质去除。(2)将原料采用有机溶剂浸泡，并采用超声波振动方式清洗，超声时保持温度为35～40℃，超声振动时间为5min，有机溶剂组成为乙醇：丙酮＝5:1，以上比例为体积比。溶解后采用水冲洗两次。(3)将原料放入高速行星球磨机，采用氧化铝磨球，进行球磨，利用玻璃和石块硬度强度的不同，将玻璃磨至粒径在100μm以下，该过程需严格控制球磨的时间和转速，转速过大过大会导致石块也会被磨碎过多，杂质增多，转速过低则玻璃不能得到有效粉碎，产率低，经实际计算和验证，采用球料比为1:1，转速为100～120rpm，球磨时间为2～3h，经验证，采用上述参数球磨后，85％的玻璃粉的粒径达到100μm以下，且带入的杂质不超过5％。
3.球磨后的玻璃粉进行过筛、浮选或气流分级的方式，将玻璃粉和杂质分离，获得所需的玻璃粉，用于部分低品质橡胶的生产。
4.对部分高品质橡胶所需的玻璃粉，选择将步骤3获得的玻璃粉，在坩埚中熔融，随后将玻璃液浇出，浇至高速旋转的离心盘上，离心盘转速为1200rpm，表面通有水流，控制水流量为35L/min，浇注下的玻璃液经淬火，同时在高速下甩出，形成粒径在10～25μm左右且粒径均匀的玻璃粉，玻璃液的浇注量为3L/min。
其余组分选择现有的市售产品。
(3)在密炼机中，加入溶聚丁苯橡胶、顺丁橡胶、白炭黑、玻璃粉、硬脂酸和防老剂，加热使胶料升温到150℃进行混炼，随后排胶至开炼机，加入硫磺进行硫化，下片冷却至室温。得到橡胶组合物。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种含有稀土顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选择原料组分，包括溶聚丁苯橡胶溶液90～110份、顺丁橡胶溶液12～18份、白炭黑40～60份、玻璃粉6～8.5份、防老剂2～3份，硬脂酸1～1.5份、硫磺3.5～5份。
(2)组分的制备：
溶聚丁苯橡胶溶液的制备为采用苯乙烯和丁二烯作为聚合单体，加入溶剂加入干聚合反应器中，随后在进行搅拌的情况下，加入引发剂，随后加入硅烷偶联剂进行偶联；反应完全后，对聚合物溶液加入水，得到溶聚丁苯橡胶溶液；
顺丁橡胶溶液的制备方法为通过丁二烯在己烷溶液中，加入稀土催化剂，在室温下进行反应聚合。
白炭黑的制备为通过水玻璃溶液与含有二氧化碳的气体进行雾化接触后获得；
玻璃粉的制备为选择废弃生活玻璃制品或残次品玻璃，进行除杂、球磨、分级或熔融后淬入水中后得到。
其余组分选择现有的市售产品。
(3)对上述组分在密炼机和开炼机中进行混炼和硫化后得到橡胶组合物。
2.根据权利要求1所述的一种含有稀土顺丁橡胶的橡胶组合物制备工艺，其特征在于，步骤(1)中玻璃粉的粒度为10～20μm，白炭黑粒度为25～80μm。
3.根据权利要求1-2所述的步骤(1)中玻璃粉的粒度为50～80μm，白炭黑粒度为25～80μm。
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