CN114479189A - 一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于橡胶补强填料技术领域；提供一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，包括烘干、初步熔融、加入偶联剂、反应以及研磨步骤；所述的烘干：将造纸废料白泥进行烘干；所述的初步熔融：将干燥后的造纸废料白泥放入高速混合机中，开启加热，将物料温度升至70‑80℃，然后加入熔融状态下的硬脂酸，进行初步搅拌混合，得到混合物料A；所述加入偶联剂：将高速混合机内的混合物料A搅拌4‑6分钟，然后，把物料B加入进混合物料A中，得到混合物料C；所述物料B为钛酸酯偶联剂与石蜡油的混合溶液或铝酸酯偶联剂。反应后制得产品。本发明工序简单，不产生废液，产品品质好，对橡胶的补强效果显著。

Description

一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺
技术领域
本发明涉及一种橡胶补强填料的生产工艺，具体涉及一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，属于橡胶补强填料技术领域。
背景技术
传送带是物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。由于传送带在使用过程中需要提供承重和输送工作，不可避免的面临着传送带磨损、划伤、破损等问题。
高分子橡胶材料是目前传送带生产最主要的原料。为增强高分子橡胶材料的耐磨、耐划性能，往往需要添加一定量的橡胶补强填料。由于受橡胶补强填料本身各种物化性质的影响，能够添加到橡胶中的橡胶补强填料用量因材料不同而各不相同；且因不同补强填料的补强能力不同，补强效果也各不相同。
现有的橡胶补强填料多用轻质碳酸钙为主料制备，价格高昂。近年来很多业内同行开始研发其他原料来制备橡胶补强填料，如造纸废料白泥等，但效果均不理想，产品的补强效果较差。
造纸废料白泥作为造纸厂的废渣，多采用燃烧或填埋来处理。如果能将造纸废料白泥有效利用制备出效果理想的橡胶补强填料，将不仅解决了固废处理问题，同时得到高价值的产品，一举两得。
现有技术的利用造纸废料白泥生产橡胶补强填料的工艺，尚不成熟，存在工序复杂、产生较多废液、产品品质较差的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，并达到以下发明目的：利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料，工序简单，不产生废液，产品品质好，对橡胶的补强效果显著。
本发明采用以下技术方案：
一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，包括以下步骤：
1、烘干
将造纸废料白泥进行烘干，烘干至水分含量为1-2%。所述造纸废料白泥：碳酸钙干质含量为80-90%，氢氧化钠干质含量为2-4%，二氧化硅干质含量为6.3-7.2%。
2、初步熔融
将干燥后的造纸废料白泥放入高速混合机中，开启加热，将物料温度升至70-80℃，然后加入熔融状态下的硬脂酸，进行初步搅拌混合，搅拌速率600-700r/min，搅拌4-6min，得到混合物料A。硬脂酸的加入量是白泥质量的1-1.2%。
3、加入偶联剂
将高速混合机内的混合物料A搅拌4-6分钟，然后，把物料B加入进混合物料A中；得到混合物料C。所述物料B的加入量为白泥质量的2-6%。
所述物料B为钛酸酯偶联剂与石蜡油按照质量比1:1的混合溶液；
所述物料B也可以是铝酸酯偶联剂。
4、反应
将混合物料C连续升温至100-110℃，用硬脂酸调节高速搅拌机内物料的pH值至8-10；搅拌5分钟后，从样品口取样检测pH，pH符合要求即可；高速混合搅拌机持续搅拌混合15-30分钟，搅拌速率为600-700r/min，停止加热和搅拌，结束反应。反应温度控制在100-110℃。
5、研磨
将反应后的物料导入超细研磨机，进行研磨，研磨至物料细度为300-800目，即可出料。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明将造纸废料白泥进行资源化再利用，将白泥生产加工成高品质的橡胶补强填料；制得的高品质的橡胶补强填料，300-800目的产品均对橡胶的补强效果显著。
（2）本发明生产工艺简单，生产成本低，不产生废液、废气、废渣，具有极大的经济效益，和社会推广前景广阔。
（3）本发明采用造纸废料白泥制备的橡胶补强填料，在橡胶当中有很好的分散性，能够在无机填料与有机聚合物之间起到桥联作用，大大增加橡胶的粘合力。同时，在生产橡胶制品时，采用本发明橡胶补强填料，可在保证和提高橡胶制品质量的前提下，大幅提高无机填料（碳酸钙、粘土、老粉、金属氧化物等）的填充量，在不改变橡胶制品生产工艺和设备的基础上，无机填料填加量最高可增至橡胶制品总质量的20%。
（4）本发明生产的橡胶补强填料对天然橡胶和合成橡胶均有显著的补强效果。其中，用于天然橡胶的补强（橡胶补强填料添加量为5-10%），生产的橡胶具有以下性能：拉伸强度≥12MPa，拉断伸长率≥600%，300%定伸应力≥4.9 MPa，硬度≥75度（邵氏硬度）。
具体实施方式
实施例1 一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺
包括以下步骤：
1、将造纸废料白泥进行烘干，烘干至水分含量为1%。所述白泥：碳酸钙干质含量为90%，氢氧化钠干质含量为2%，二氧化硅干质含量为7.2%。
2、将干燥完毕的造纸废料白泥放入高速混合机中，开启加热，将物料温度升至70℃，然后加入熔融状态下的硬脂酸，进行初步搅拌混合，搅拌速率600r/min，搅拌4min，得到混合物料A。硬脂酸的加入量是白泥质量的1.2%。
3、将钛酸酯偶联剂与石蜡油混合并搅拌均匀，形成物料B。
将高速混合机内的混合物料A搅拌6分钟，然后，把物料B加入进混合物料A中，得到混合物料C。钛酸酯偶联剂、石蜡油的加入量，均为白泥质量的3%。
4、将混合物料C连续升温至110℃，用硬脂酸调节高速搅拌机内物料的pH值至8-10；搅拌5分钟后，从样品口取样检测pH，pH为8，符合要求；高速混合搅拌机持续搅拌混合30分钟，搅拌速率为600r/min，停止加热和搅拌，结束反应。反应温度控制在110℃。
5、将反应后的物料导入超细研磨机，进行研磨，研磨至物料细度为800目，即可出料。
将生产的橡胶补强填料添加到天然橡胶中，橡胶补强填料添加量为8%，补强后天然橡胶的性能：拉伸强度15MPa，拉断伸长率643%，300%定伸应力5.2 MPa，硬度76度（邵氏硬度）。
实施例2 一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺
包括以下步骤：
1、将造纸废料白泥进行烘干，烘干至水分含量为1.2%。所述白泥：碳酸钙干质含量为85%，氢氧化钠干质含量为3%，二氧化硅干质含量为6.8%。
2、将干燥完毕的造纸废料白泥放入高速混合机中，开启加热，将物料温度升至76℃，然后加入熔融状态下的硬脂酸，进行初步搅拌混合，搅拌速率650r/min，搅拌6min，得到混合物料A。硬脂酸的加入量是白泥质量的1%。
3、将钛酸酯偶联剂与石蜡油混合并搅拌均匀，形成物料B；
将高速混合机内的混合物料A搅拌5分钟，然后，把物料B加入进混合物料A中，得到混合物料C。钛酸酯偶联剂、石蜡油的加入量，均为白泥质量的2.5%。
4、将混合物料C连续升温至105℃，用硬脂酸调节高速搅拌机内物料的pH值至8-10；搅拌5分钟后，从样品口取样检测pH，pH为9，符合要求；高速混合搅拌机持续搅拌混合18分钟，搅拌速率为650r/min，停止加热和搅拌，结束反应。反应温度控制在105℃。
5、将反应后的物料导入超细研磨机，进行研磨，研磨至物料细度为500目，即可出料。
将生产的橡胶补强填料添加到天然橡胶中，橡胶补强填料添加量为8%，补强后天然橡胶的性能：拉伸强度14MPa，拉断伸长率630%，300%定伸应力5.0MPa，硬度76度（邵氏硬度）。
实施例3 一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺
包括以下步骤：
1、将造纸废料白泥进行烘干，烘干至水分含量为2%。所述白泥：碳酸钙干质含量为83%，氢氧化钠干质含量为4%，二氧化硅干质含量为6.3%。
2、将干燥完毕的造纸废料白泥放入高速混合机中，开启加热，将物料温度升至80℃，然后加入熔融状态下的硬脂酸，进行初步搅拌混合，搅拌速率700r/min，搅拌5min，得到混合物料A。硬脂酸的加入量是白泥质量的1%。
3、将高速混合机内的混合物料A搅拌4分钟，然后，把物料B加入进混合物料A中，得到混合物料C。所述物料B为铝酸酯偶联剂，加入量为白泥质量的2%。
4、将混合物料C连续升温至100℃，用硬脂酸调节高速搅拌机内物料的pH值至8-10；搅拌5分钟后，从样品口取样检测pH，pH为10，符合要求；高速混合搅拌机持续搅拌混合15分钟，搅拌速率为700r/min，停止加热和搅拌，结束反应。反应温度控制在100℃。
5、将反应后的物料导入超细研磨机，进行研磨，研磨至物料细度为300目，即可出料。
将生产的橡胶补强填料添加到天然橡胶中，橡胶补强填料添加量为8%，补强后天然橡胶的性能：拉伸强度12MPa，拉断伸长率608%，300%定伸应力4.9 MPa，硬度75度（邵氏硬度）。
除特殊说明外，本发明所述的比例均为质量比，所述的百分数均为质量百分数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：包括烘干、初步熔融、加入偶联剂、反应以及研磨步骤；所述的烘干：将造纸废料白泥进行烘干；所述的初步熔融：将干燥后的造纸废料白泥放入高速混合机中，开启加热，将物料温度升至70-80℃，然后加入熔融状态下的硬脂酸，进行初步搅拌混合，得到混合物料A；所述加入偶联剂：将高速混合机内的混合物料A搅拌4-6分钟，然后，把物料B加入进混合物料A中，得到混合物料C；所述物料B为钛酸酯偶联剂与石蜡油的混合溶液或铝酸酯偶联剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：所述初步搅拌混合：搅拌速率600-700r/min，搅拌4-6min。
3.根据权利要求1所述的一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：所述初步熔融：硬脂酸的加入量是白泥质量的1-1.2%。
4.根据权利要求1所述的一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：所述钛酸酯偶联剂与石蜡油的质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：所述物料B的加入量为白泥质量的2-6%。
6.根据权利要求1所述的一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：所述反应：将混合物料C连续升温至100-110℃，用硬脂酸调节高速搅拌机内物料的pH值至8-10；高速混合搅拌机持续搅拌混合15-30分钟。
7.根据权利要求6所述的一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：所述反应：搅拌速率为600-700r/min，反应温度控制在100-110℃。
8.根据权利要求1所述的一种利用造纸废料白泥干法生产橡胶补强填料的工艺，其特征在于：所述研磨：将反应后的物料导入超细研磨机，进行研磨，研磨至物料细度为300-800目。
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