CN1421482A

CN1421482A - 湿天然橡胶复合物及其制备方法

Info

Publication number: CN1421482A
Application number: CN 02148897
Authority: CN
Inventors: 佩兰·瓦达纳罗
Original assignee: MULTIELEMENT CHEMICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: MULTIELEMENT CHEMICAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2003-06-04

Abstract

本发明涉及制备橡胶复合物的方法，所述方法将广泛用于橡胶产品中的化学品、例如二氧化硅、碳黑、碳酸钙、硫等直接与天然橡胶胶乳(野生胶乳或浓缩胶乳)混合，该方法包含在与天然橡胶胶乳混合之前混合化学品与稀酸，由于化学品彻底分散在整个母炼胶中，本发明所得橡胶－化学品母炼胶适合于橡胶制品的制造。

Description

湿天然橡胶复合物及其制备方法

发明领域

本发明涉及橡胶工艺和生产工程。

发明背景

天然橡胶是一种从橡胶树的新鲜胶乳获得的天然产物。天然橡胶在化学上由聚异戊二烯(C₅H₈)_n组成，结构式为(-CH₂-CH＝CH-CH₂-CH₂-)_n。切割橡胶树的树皮，从橡胶树流出胶乳。胶乳由水和约30重量％的橡胶组成。利用酸溶液使橡胶成分凝固，从胶乳中提取天然橡胶。然后将凝固物压缩、干燥，得到橡胶片或块。

至于干燥混合过程，于密闭式混合机或开放式碾磨机内捏合或混合橡胶片或块与化学品原料。

通常与橡胶混合的化学品可以基于化学品的特性分类，例如加速剂、阻滞剂、抗氧化剂、抗臭氧化剂、胶溶剂、发泡剂、硫化剂、活化剂、填充剂。

不过，由于干燥的橡胶具有很高的韧性和弹性，彻底混合固体形式的橡胶与化学品是消耗时间和能量的过程。大多数所要混合的化学品是空气传播的微细颗粒形式。而且，有些用于该过程中的化学品是有毒性的。橡胶工厂的污染是典型的问题，难以消除。为获得良好的工作条件而进行环境控制在混合化学品与干燥橡胶的工厂内是相当困难的。

除了时间与能量消耗以外，为满足橡胶制品厂商需要而生产的预混合的橡胶-化学品复合物还应当解决污染问题。

化学品与胶乳的湿法混合是另一种生产母炼胶的方法。将化学品与野生胶乳或浓缩胶乳混合在一起，添加常规的酸溶液使其凝固。尽管为获得良好的分散而应用分散剂，但是仍然难以使化学品在整个凝固物中均匀和彻底地分散。

本发明的方法能够克服所述不均匀性问题，它包含两个步骤。第一步涉及将化学品与稀酸溶液混合，直至化学品颗粒完全被酸溶液包覆。第二步是向第一步的混合物加入野生胶乳或浓缩胶乳。通过这种方法，化学品颗粒均匀和彻底地分散于整个凝固的胶乳中，以得到化学品与橡胶的紧密混合物。随后，利用常规的酸凝固的粗天然橡胶颗粒干燥化学品与橡胶的凝固物。

因此，本发明的目的是通过湿法混合生产橡胶-化学品复合物，在橡胶工业中用作预混合的原料，化学品更加彻底地分散在橡胶片中。

发明概述

本发明方法的特征在于在进一步与天然橡胶胶乳混合之前在稀酸中分散和酸化化学品。化学品与稀酸混合物的pH必须被调节和控制在3.5-5.0的范围内。在短的一定时间内利用搅拌机彻底混合胶乳和所制备的化学品，倒在容器内，予以凝固。滚压凝固物或新鲜橡胶饼，以除去水分。然后在烘箱内干燥经过滚压的橡胶片。

利用现有技术生产的橡胶-化学品母炼胶的缺点是化学品没有彻底和均匀地分散在整个母炼胶中。这意味着母炼胶中的化学品成分可能因差异太大而不能适合于进一步制备橡胶颗粒的过程。

按照本发明，在与天然橡胶混合之前，化学品被彻底分散和酸化。化学品和橡胶必须经过搅拌，以得到化学品与橡胶的紧密混合物，而不会自发凝固。由于化学品先前用酸处理过，该混合物趋于在短时间内凝固。通过精确地控制混合和橡胶化学品混合物的运输时间，获得化学品在新鲜橡胶饼中的彻底分散。之后按照常规方法进行水分除去、压片和干燥步骤。

优选实施方式的详细说明

现在将参照附图更充分地描述本发明，其中显示本发明的优选实施方式。不过，也可以按很多不同的方式实施本发明，不应被解释为对本文所述实施方式的限制。相反，申请人提供这些实施方式以便公开更加充分和完整，向本领域技术人员充分表述本

发明的范围。

本发明的方法在广义上包含混合微细粉碎的化学品与水和酸。然后将水溶液与野生胶乳混合，例如流出的或保存的胶乳。橡胶混合物将在24小时内凝固。

可以利用类似于常规的酸凝固的粗天然橡胶的方法干燥粘性块或凝固物。

首先参照图1，阐述制备湿的天然橡胶-化学品复合物的方法，从原料制备到橡胶片干燥步骤。详细步骤描述如下：

1)化学品溶液的制备

在本发明中重要的是最终橡胶颗粒中所选择的化学品在与含水天然橡胶混合之前被湿润和酸化，以克服现有技术湿橡胶-化学品混合方法的缺点。用泵转移经过处理的水至混合罐1，向其中加入酸，用搅拌机2搅拌。水量不是关键，每100份(wt.)化学品可以含有100～600份(wt.)的水。优选的酸是甲酸、乙酸或硫酸。缓慢加入酸后，测量pH的降低，加入酸直至混合物的pH在3.5-5.0的范围内。在达到最佳pH后将经过粉碎的化学品转移至混合罐1。向酸化的水加入化学品的量与化学品在固体橡胶片中的所需百分率有关，应当与水、胶乳和酸的量一起加以确定。继续搅拌，直至化学品彻底分散在水中。

2)化学品-水混合物与橡胶胶乳混合，凝固

当罐1中的混合物被彻底混合后，将其转移至混合罐2。同时，将胶乳送至罐2。向化学品-水混合物加入胶乳的量应当等于100份天然橡胶(也就是333份(wt.)30％固体胶乳或167份(wt.)60％固体胶乳)。搅拌必须是温和的，不用很长时间，因为过量的剪力或混合时间会引起混合罐内的部分凝固。应当将彻底混合的湿复合物尽可能快地转移至容器或模具中，以避免凝固和堵塞。为了完全凝固，复合物可以放置过夜。

3)干燥和成形

从模具中取下凝固物，在浴7中用水洗涤。下一步是利用常规的捏和机8除去凝固物中的水分。捏合后，复合物将呈片状，可以利用切割机7切成一定大小。在烘箱11干燥之前再次洗涤橡胶片。

下列实施例进一步解释本发明：

实施例1

为了生产4.5kg母炼胶，每100份天然橡胶含有50份二氧化硅，原料为：

1、水 9kg

2、90％甲酸 0.015kg(15g)

3、二氧化硅 1.5kg

4、30％胶乳固体 10kg

程序完全如上所述，但是将更加详细地解释混合与凝固步骤，这是本发明的主要目的。参照图2所述设备，将9kg水和0.015kg甲酸倒入混合罐1。然后将3kg二氧化硅转移至同一罐内。彻底混合水与二氧化硅，pH在3.5-5.0的范围内，然后用泵12将混合物转移至混合罐4。利用慢速搅拌机5再次彻底搅拌混合物，在数分钟内向混合物罐4加入来自罐3的10kg胶乳。搅拌2-3分钟后，将湿的复合物倒入不锈钢模具中，开始凝固。凝固将在30分钟内完成。驱动机械14使凝固物沿轨道移动，将凝固物倾倒在水洗浴17中。之后利用熟知的常规方法和机器进一步加工凝固物。

实施例2

为了生产15kg母炼胶，每100份天然橡胶含有400份硫，原料为：

1、水 19kg

2、90％甲酸 0.018kg(18g)

3、硫 12kg

4、30％胶乳固体 10kg

将19kg水和0.018kg(18g)甲酸倒入混合罐1。然后向同一罐内加入12kg硫。加入硫后混合物的总重量为31.018kg。利用混合机彻底混合水、酸和硫混合物后，检查并调节混合物的pH在3.5-5.0的范围内。泵12用于转移混合物至混合罐4，它装配有低速搅拌机5。再次彻底搅拌混合物，向硫粉与稀甲酸混合物加入10kg胶乳，搅拌直至所有组分都彻底混合。然后将湿的复合物转移至模具6中。等候30分钟，以完成凝固过程。洗涤并压缩橡胶块，除去过量的酸和水。进一步压缩橡胶块，得到橡胶片。

实施例3

为了生产6kg母炼胶，每100份天然橡胶含有100份碳黑，原料为：

1、水 9kg

2、90％甲酸 0.015kg(15g)

3、碳黑 3kg

4、30％胶乳固体 10kg

将9kg水和0.015kg(15g)甲酸倒入混合罐1。然后向同一罐内加入3kg碳黑。加入碳黑后混合物的总重量为12.015kg。利用混合机彻底混合水、酸和硫混合物后，检查并调节混合物的pH在3.5-5.0的范围内。泵12用于转移混合物至混合罐4，它装配有低速搅拌机5。再次彻底搅拌混合物，向碳黑粉与稀甲酸混合物加入10kg胶乳，搅拌直至所有组分都彻底混合。然后将湿的复合物转移至模具6中。等候30分钟，以完成凝固过程。洗涤并压缩橡胶块，除去过量的酸和水。进一步压缩橡胶块，得到橡胶片。

Claims

1、一种用于生产橡胶-化学品母炼胶的方法，包含下列步骤：将所选择的化学品分散在稀酸中，将天然橡胶胶乳与所制备的化学品混合，得到混合物，在容器内凝固，干燥和制成片状。

2、根据权利要求1的方法，其中，所述化学品的制备是将稀酸与选自由加速剂、阻滞剂、抗氧化剂、抗臭氧化剂、胶溶剂、发泡剂、硫化剂、活化剂、填充剂、增塑剂和加工促进剂组成的组的化学品混合。

3、根据权利要求2的方法，其中，所述酸是硫酸、乙酸或甲酸。

4、根据权利要求2的方法，其中，化学品与酸的混合物的酸度或pH值控制在3.5～5的范围内。

5、根据权利要求1的方法，其特征在于化学品与酸的混合是在与天然橡胶胶乳混合之前进行的。

6、根据权利要求1的方法，其中，每100份(wt.)固体天然橡胶中酸的量为0.2～1.0份(wt.)。

7、根据权利要求1的方法，其中，如权利要求2所述所选择的化学品是二氧化硅(SiO₂)。

8、根据权利要求7的方法，其中，每100份(wt.)固体天然橡胶中二氧化硅的量为5～200份(wt.)。

9、根据权利要求1的方法，其中，如权利要求2所述所选择的化学品是硫。

10、根据权利要求9的方法，其中，每100份(wt.)固体天然橡胶中硫的量为100～400份(wt.)。

11、根据权利要求1的方法，其中，如权利要求2所述所选择的化学品是碳酸钙。

12、根据权利要求11的方法，其中，每100份(wt.)固体天然橡胶中碳酸钙的量为20～200份(wt.)。

13、根据权利要求1的方法，其中，如权利要求2所述所选择的化学品是碳黑。

14、根据权利要求13的方法，其中，每100份(wt.)固体天然橡胶中碳黑的量为20～100份(wt.)。

15、一种通过任意所述权利要求1～14生产的橡胶-化学品母炼胶。