CN112210124A

CN112210124A - 填料

Info

Publication number: CN112210124A
Application number: CN202010662254.5A
Authority: CN
Inventors: 黄忠万; B·M·努丽雅; B·O·莫哈末菲尔道斯; B·B·努法迪拉
Original assignee: Top Glove International Sdn Bhd
Current assignee: Top Glove International Sdn Bhd
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2021-01-12
Also published as: MY193190A

Abstract

填料分散体包括压滤淤泥(FPS)粉末，表面活性剂，pH调节剂，流变改性剂，消泡剂和水的混合物。本发明还公开了制备填料分散体的方法，其中该方法包括下述步骤：干燥FPS，以生产不含水的FPS(100)，粉碎不含水的FPS，生产FPS粉末(101)，混合FPS粉末与表1中的成分，生产FPS淤浆(102)，过滤FPS淤浆，除去残渣，例如源自于诸如铁、铝和氧化硅之类的元素的固体残渣，并产生滤液(103)，和研磨滤液，产生填料分散体(104)。

Description

填料

发明领域

本发明涉及填料及其制造方法，特别地本发明涉及填料分散体及其制备方法。由作为浸渍和配混工艺的产物的结果以废物形式生成的污泥来制备填料分散体。

发明背景

在橡胶工业中，通常选择无机或合成填料在其配混工艺中引入。不同填料的若干实例包括玻璃-，碳-，或聚合物-纤维-增强的天然和合成这两种形式的方解石和文石，其衍生于钙，热塑性或热固性树脂，碳-增强的橡胶，聚合物共混物，氧化硅或云母增强的树脂，和聚合物-粘结或-浸渍的混凝土或木材。多年来粘土也因其低成本，在商业上用作橡胶和塑料用填料。

独立地，大多数手套厂排放大量化学硫，随后在其处理系统(IETS)中收集以供处理产生废水处理的淤泥(也可称为压滤淤泥)。因此，压滤淤泥每日在所有手套厂中累积。在实践中，计划的废弃淤泥在任何时刻不应当超过20吨，也不应当保持6个月以上的持续时间，而不能满足上述要求将易于遭受环境部门DOE的法庭起诉。此外，每一种废弃物的收集车组将招致来自特许承包方额外的运输和处理成本。

因此，根据上述情况，明显的是，现存的废物管理体系具有对它自己的挑战需要克服，为此可开发将废物材料，例如压滤淤泥转化成有用产品，例如填料的方法。特别地，该方法针对生成零废物的橡胶工业，它能克服该工业面对的压滤淤泥累积方面的挑战。

发明内容

本发明涉及一种填料分散体，它包括压滤淤泥(FPS)粉末，表面活性剂，pH调节剂，流变改性剂，消泡剂和水的混合物，其中在填料分散体中以范围为20％至50％的重量浓度使用FPS粉末，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用表面活性剂，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用pH调节剂，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用流变改性剂，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用消泡剂，其中水补足填料分散体重量浓度达100％。

本发明还公开了制备填料分散体的方法，其中该方法包括下述步骤：在烘箱内，在范围为50℃至200℃的温度下干燥压滤淤泥(FPS)范围为1小时至4小时的时间段，以降低其含湿量，生产不含有水分的FPS，使用或者高剪切混合器或者粉碎机，在环境温度下粉碎不含有水分的FPS小于2小时的时间段，生产FPS粉末，在搅拌器辅助下，混合FPS粉末与以上列出的成分，生产FPS淤浆，过滤FPS淤浆，除去残渣并产生滤液和研磨滤液，以生产填料分散体。

结合以下列出的附图，考虑下述对本发明优选实施方案的详细说明，本发明的额外方面、特征和优点对本领域技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

根据本文以下给出的详细说明和附图，将充分地理解本发明，所述附图仅仅为了阐述而给出，和因此不是对本发明的限制，其中：

在附图中：

图1是显示填料分散体的制备中牵涉的步骤的流程图。

具体实施方式

本文公开了本发明的优选实施方案的详细说明。然而，应当理解，实施方案仅仅是本发明的例举，本发明可以各种形式来体现。因此，本文公开的细节不要解释为限制，而仅仅作为权利要求以及教导本领域技术人员的基础。在说明书中所使用的数值数据或范围不要解释为限制。

本发明涉及填料分散体及其制造方法。由作为浸渍和配混工艺的产物的结果以废物形式生成的污泥来制备填料分散体。该淤泥可包括例如下述组分：

硫化活化剂，其中硫化活化剂选自锌，铝，镁，铁，硬脂酸基及其混合物，和其中硫化活化剂在淤泥内的存在量为最多30wt％；

硫化剂，例如但不限于硫基材料，其中硫基材料选自硫原子，短链化合物，碳-碳键合的化合物，多价有机基团，离子束(ionic cluster)，多价金属离子，及其混合物，和其中硫化剂在淤泥内的存在量为最多20wt％；

防粘剂，例如但不限于金属硬脂酸盐，其中金属硬脂酸盐是金属选自锌，钾，镁，钙或其混合物中的任何一种，和其中防粘剂在淤泥内的存在量为最多30wt％；和

其他组分，例如但不限于，诸如氧化硅和碳之类的元素，其中其他组分在淤泥内的存在量总计为最多20wt％。

在本发明的填料分散体内所有这些组分的存在产生附加值，因为它随后用于制备天然和/或合成橡胶手套。合成橡胶手套可以是下述中的任何一种，丁腈橡胶，乙烯基橡胶，聚氯乙烯，氯丁橡胶，聚异戊二烯，聚氨酯或其混合物。简单地，所有这些(即硫化活化剂，硫化剂，防粘剂和其他组分)可以作为制备橡胶手套中的组分使用。

本文中以下淤泥将被视为压滤淤泥。压滤淤泥可以再利用，循环和临时提供，以便它可转化成有用产品，例如本发明的填料分散体。这一努力是对零废物的倡议，这也是本发明要解决的问题(即减少在手套工业中压滤淤泥的累积)。对于本发明的目的来说，术语“零废物”可包括痕量和/或微不足道量的压滤淤泥。

填料分散体包括压滤淤泥(FPS)粉末，表面活性剂，pH调节剂，流变改性剂，消泡剂和水的混合物。首先，将FPS加工成粉末形式，之后在填料分散体中使用。FPS粉末的粒度小于1000μm，优选小于45μm。在填料分散体中以范围为20％至50％，优选30％至40％，还优选35％的重量浓度使用FPS粉末。

表面活性剂选自聚丙烯酸的钠盐，2-萘磺酸的钠盐，来自磺酸盐、醇硫酸盐、烷基苯磺酸盐、磷酸酯或羧酸盐的阴离子化合物，来自聚甘油烷基醚、葡糖基二烷基醚、冠醚、酯连接的表面活性剂、聚氧亚乙基烷基醚、脱水山梨糖醇酯或聚山梨醇酯及其混合物中的非离子化合物。在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选5％至8％，还优选7％的重量浓度使用表面活性剂。

pH调节剂选自氢氧化钾，氢氧化钠，氢氧化铵及其混合物。在填料分散体中使用pH调节剂，以维持体系pH为7至14，优选9至11。在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选0.50％至1.20％，还优选0.70％的重量浓度使用pH调节剂。

流变改性剂选自羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，淀粉衍生物例如羟丙基淀粉磷酸酯，黄原胶，或卡拉胶，蒙脱土或由蒙脱土衍生的盐，碳酸钙，或由碳酸钙衍生的盐，氧化硅或由氧化硅衍生的盐，胺基衍生物例如异丙基羟基胺(IPHA)和异丙基胺及其混合物。在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选4.50％至6.00％，还优选5.20％的重量浓度使用流变改性剂。

消泡剂选自油基化合物例如矿物油，植物油，白油或在发泡介质中不可溶的任何其他油，硅氧烷基化合物例如硅氧烷二元醇，氟硅氧烷，聚二甲基硅氧烷或其他改性硅氧烷流体，水基配混料，环氧乙烷和/或环氧丙烷-基乳液，例如聚乙二醇或聚丙二醇共聚物及其混合物。在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选0.02％至1.50％，还优选0.04％的重量浓度使用消泡剂。

余量由水构成，以补足填料分散体至100％，优选在填料分散体中以范围为50％至60％，还优选52.06％的重量浓度使用水。表1示出了制备填料分散体的成分列表。

表1：填料分散体配方

填料分散体的粒度为最多20μm，优选D90粒度分布小于7μm。术语“D90”描述颗粒尺寸的直径，其中90％的分布具有低于7μm的较小粒度和10％具有大于7μm但小于20μm的较大粒度。

使用下述步骤，制备本发明的填料分散体：

i.干燥压滤淤泥(FPS)，生产不含水的FPS(100)；

ii.粉碎不含水的FPS，生产FPS粉末(101)；

iii.混合FPS粉末与表1中列出的成分，生产FPS淤浆(102)；和

iv.过滤(103)并研磨(104)FPS淤浆，生产填料分散体。

参考附图，图1是显示在制备填料分散体中牵涉的步骤的流程图。该方法包括第一步：在加热腔室，例如但不限于烘箱内，在范围为50℃至200℃，优选120℃的温度下，干燥FPS范围为1小时至4小时，优选2.5小时的时间段，以降低其含湿量，生产不含水的FPS。

对于本发明的目的来说，术语“不含水”可包括痕量和/或微不足道量的含湿量。使用粉碎装置，例如但不限于，或者高剪切混合器，或者粉碎机，在环境温度下粉碎不含水的FPS小于2小时，优选20分钟至40分钟，还优选30分钟的时间段，生产FPS粉末。

FPS粉末的粒度小于1000μm，优选小于45μm。之后，在搅拌器辅助下，混合FPS粉末与表1中列出的成分，生产FPS淤浆。使用过滤装置，过滤FPS淤浆，除去残渣，例如但不限于源自于诸如铁、铝和氧化硅之类元素的固体残渣，并产生滤液。随后，使用研磨装置，对滤液进行研磨，生产填料分散体。填料分散体的粒度为最多20μm，优选D90粒度分布小于7μm。

构造下述实施例，在非限制的意义上阐述本发明。

填料分散体

填料分散体包括下述组分的混合物：

a.压滤淤泥(FPS)粉末，其中在填料分散体中使用重量浓度范围为20％至50％，优选30％至40％，还优选35％的FPS粉末；

b.表面活性剂，其中表面活性剂选自聚丙烯酸的钠盐，2-萘磺酸的钠盐，来自磺酸盐、醇硫酸盐、烷基苯磺酸盐、磷酸酯或羧酸盐的阴离子化合物，来自聚甘油烷基醚、葡糖基二烷基醚、冠醚、酯连接的表面活性剂、聚氧亚乙基烷基醚、脱水山梨糖醇酯或聚山梨醇酯及其混合物中的非离子化合物，且在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选5％至8％，还优选7％的重量浓度使用；

c.pH调节剂，其中pH调节剂选自氢氧化钾，氢氧化钠，氢氧化铵及其混合物，且在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选0.50％至1.20％，还优选0.70％的重量浓度使用；

d.流变改性剂，其中流变改性剂选自羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，淀粉衍生物例如羟丙基淀粉磷酸酯，黄原胶，或卡拉胶，蒙脱土或由蒙脱土衍生的盐，碳酸钙，或由碳酸钙衍生的盐，氧化硅或由氧化硅衍生的盐，胺基衍生物例如异丙基羟基胺(IPHA)和异丙基胺及其混合物，且在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选4.50％至6.00％，还优选5.20％的重量浓度使用；

e.消泡剂，其中消泡剂选自油基化合物例如矿物油，植物油，白油或在发泡介质中不可溶的任何其他油，硅氧烷基化合物例如硅氧烷二元醇，氟硅氧烷，聚二甲基硅氧烷或其他改性硅氧烷流体，水基配混料，环氧乙烷和/或环氧丙烷-基乳液，例如聚乙二醇或聚丙二醇共聚物及其混合物，且在填料分散体中，以范围为0.01％至10％，优选0.02％至1.50％，还优选0.04％的重量浓度使用；

f.水，其中水补足填料分散体，以达到100％的重量浓度，优选在填料分散体中以50.00％至60.00％，还优选52.06％的重量浓度使用水。

填料分散体的粒度为最多20μm，优选D90粒度分布小于7μm。确保填料分散体的pH值为7至14，优选9至11。

填料分散体的制备方法

使用下述步骤，制备填料分散体：

i.在烘箱内，在范围为50℃至200℃，优选120℃的温度下，干燥压滤淤泥(FPS)范围为1小时至4小时，优选2.5小时的时间段，以减少其含湿量，产生不含水的FPS；

ii.在环境温度下，使用或者高剪切混合器或者粉碎机，粉碎不含水的FPS小于2小时，优选20分钟至40分钟，还优选30分钟的时间段，以生产FPS粉末，其中FPS粉末的粒度小于1000μm，优选小于45μm；

iii.在搅拌器辅助下，混合FPS粉末与以上列出的成分，生产FPS淤浆；

iv.过滤FPS淤浆，除去残渣，并产生滤液，其中残渣是源自于诸如铁、铝和氧化硅之类元素的固体残渣；和

v.研磨滤液，生产填料分散体。

对于本发明的目的来说，术语“不含水”可包括痕量和/或微不足道量的含湿量。填料分散体的粒度为最多20μm，优选D90粒度分布小于7μm。确保填料分散体的pH值为7至14，优选9至11。

然后采用内部标准，测试本发明的填料分散体，以评价其充当填料的能力，其结果示于表2中。

表2：基于内部标准，本发明的填料分散体的技术规格

表2示出了本发明的填料分散体(研磨后)满足内部标准要求且适合于用作填料。

总之，通过将废物材料，例如压滤淤泥转化成诸如本发明填料分散体之类的有用产品，本发明制备的填料分散体能克服传统的缺点，作为零废物的倡议，随后解决了手套制造者面临的废物管理问题。

本文所使用的术语为的是仅仅描述特定的例举实施方案并不打算为限制。本文中所使用的单数形式“一个”，“一种”和“该”可同样意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。术语“包括”，“含”，“包含”和“具有”是开放式的，和因此规定所描述特征，整数，步骤，操作，元素和/或组分的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征，整数，步骤，操作，元素，组分和/或它们的组。

本文中描述的方法步骤，工艺和操作不要解释为必然要求在所讨论或阐述的特定顺序下它们的性能，除非具体地指明其性能顺序。还要理解，可使用额外或备选的步骤。使用措辞“至少”或“至少一种”表明使用一种或多种元素，因为使用可以是在实施方案之一中，以实现一个或多个所期望的目的或结果。

Claims

1.一种填料分散体，其包括下述组分的混合物：

a)压滤淤泥(FPS)粉末，其中在填料分散体中以范围为20％至50％的重量浓度使用FPS粉末；

b)表面活性剂，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用表面活性剂；

c)pH调节剂，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用pH调节剂；

d)流变改性剂，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用流变改性剂；

e)消泡剂，其中在填料分散体中以范围为0.01％至10％的重量浓度使用消泡剂；和

f)水，其中水补足填料分散体至100％重量浓度。

2.权利要求1的填料分散体，其中FPS为粉末形式，且粒度小于1000μm。

3.权利要求1的填料分散体，其中表面活性剂选自聚丙烯酸的钠盐，2-萘磺酸的钠盐，来自磺酸盐、醇硫酸盐、烷基苯磺酸盐、磷酸酯或羧酸盐的阴离子化合物，来自聚甘油烷基醚、葡糖基二烷基醚、冠醚、酯连接的表面活性剂、聚氧亚乙基烷基醚、脱水山梨糖醇酯或聚山梨醇酯及其混合物中的非离子化合物。

4.权利要求1的填料分散体，其中pH调节剂是选自氢氧化钾，氢氧化钠，氢氧化铵及其混合物中的任何一种。

5.权利要求1的填料分散体，其中流变改性剂选自羟乙基纤维素，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，淀粉衍生物例如羟丙基淀粉磷酸酯，黄原胶，或卡拉胶，蒙脱土或由蒙脱土衍生的盐，碳酸钙，或由碳酸钙衍生的盐，氧化硅或由氧化硅衍生的盐，胺基衍生物例如异丙基羟基胺(IPHA)和异丙基胺及其混合物。

6.权利要求1的填料分散体，其中消泡剂选自油基化合物例如矿物油，植物油，白油或在发泡介质中不可溶的任何其他油，硅氧烷基化合物例如硅氧烷二元醇，氟硅氧烷，聚二甲基硅氧烷或其他改性硅氧烷流体，水基配混料，环氧乙烷和/或环氧丙烷-基乳液，例如聚乙二醇或聚丙二醇共聚物及其混合物。

7.制备填料分散体的方法，其中该方法包括下述步骤：

a)在烘箱内，在范围为50℃至200℃的温度下，干燥压滤淤泥(FPS)范围为1小时至4小时的时间段，以减少其含湿量，产生不含水的FPS(100)；

b)在环境温度下粉碎不具有湿气的FPS小于2小时的时间段，以生产FPS粉末，其中FPS粉末的粒度小于1000μm(101)；

c)在搅拌器辅助下，混合FPS粉末与权利要求1中列出的成分，生产FPS淤浆(102)；

d)过滤FPS淤浆，除去残渣，并产生滤液(103)，其中残渣是源自于诸如铁、铝和氧化硅之类元素的固体残渣；和

e)研磨滤液，生产填料分散体，其中该填料分散体的粒度为最多20μm(104)。

8.权利要求7的方法，其中使用或者高剪切混合器或者粉碎机，进行粉碎。

9.权利要求7的方法，其中填料分散体的D90粒度分布小于7μm。

10.权利要求7的方法，其中确保填料分散体的pH值为7至14。