ES2861825T3 - Proceso de fabricación continuo de mezcla madre de caucho y mezcla madre de caucho preparada a partir del mismo - Google Patents
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Abstract
Un método para producir de manera continua una mezcla madre de caucho, que comprende los siguientes pasos: paso (1): añadir un relleno en una solución de caucho y agitar para formar una mezcla de caucho/relleno/solvente; paso (2): retirar el solvente y secar dicha mezcla para obtener una mezcla madre de caucho/relleno; en donde dicho secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se transfiere a un secador de cinta transportadora de calentamiento, y se calienta y se seca bajo vacío o en un gas inerte, el solvente volatilizado y el monómero sin reaccionar en la síntesis de caucho entran en un condensador y en una columna de fraccionamiento para su recuperación; alternativamente, dicho secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se seca por pulverización o se vaporiza, el medio de calentamiento usado es un gas inerte o vapor de agua, y el solvente volatilizado y el monómero sin reaccionar en la síntesis de caucho entran en el condensador y en la columna de fraccionamiento para su recuperación, en donde el paso (1) comprende específicamente añadir el relleno en la solución de caucho, agitar para formar una mezcla de caucho/relleno/solvente, así como dispersar de manera más fina y refinada la mezcla de caucho/relleno/solución para mejorar la dispersión del relleno en la solución de caucho; y en donde dicha dispersión fina se implementa de la siguiente forma: la mezcla obtenida después de agitar se inyecta por una boquilla a alta presión bajo la condición de alto cizallamiento, para mejorar la dispersión del relleno y/o el aditivo; el material expulsado se hace pasar a través de un tubo de codo múltiple para hacer que la solución mezclada colisione con la pared del tubo en el tubo, dando como resultado el aumento de dispersión del relleno y/o del aditivo; o el material expulsado se hace pasar a través de un tubo que tiene diámetros internos variables para cambiar la tensión de cizallamiento, dando como resultado el aumento de dispersión del relleno y/o del aditivo.
Description
DESCRIPCIÓN
Proceso de fabricación continuo de mezcla madre de caucho y mezcla madre de caucho preparada a partir del mismo
Campo de la invención
La invención se refiere al campo del caucho, especialmente a un método para producir de manera continua una mezcla madre de caucho y la mezcla madre de caucho preparada mediante el método.
Antecedentes de la invención
En el sistema de caucho/relleno/aditivo/solvente, siempre se incluye un paso de coagulación de caucho/relleno/aditivo a partir del solvente. El documento WO98/58985 describió un proceso en el que un turbo secador grande con pala se opera en un dispositivo a 400/1200 rpm, la velocidad de coagulación y secado es lenta, el tiempo de proceso es largo y el consumo de energía es alto. Esta invención omite los pasos de coagulación, lo que simplifica el procedimiento y reduce el coste.
Breve compendio de la invención
En vista de los problemas técnicos existentes, el propósito de la invención es proporcionar un método para producir de manera continua una mezcla madre de caucho y la mezcla madre de caucho preparada mediante el método. Otro propósito de la invención es proporcionar un artículo de caucho preparado usando la mezcla madre de caucho de esta invención.
Las ventajas del método para producir una mezcla madre de caucho de manera continua se enumeran de la siguiente manera:
1) Continuo y de alta eficiencia;
2) Se omite el paso de coagulación, lo que simplifica el procedimiento y reduce el coste;
3) En comparación con la tecnología de mezclado de caucho húmedo existente, la invención no tiene requisitos especiales para el caucho y el relleno, y tiene una amplia gama de aplicaciones para los tipos y cantidades de caucho, rellenos y aditivos;
4) Los rellenos tienen una alta dispersión en el material de caucho y la tecnología de fabricación continua y eficiente que requiere un bajo consumo de energía y menos mano de obra.
La presente invención se refiere además a los siguientes ejemplos.
Un método para producir de manera continua una mezcla madre de caucho comprende:
Paso 1): Añadir un relleno a una solución de caucho para formar una mezcla de caucho/relleno/solvente bajo agitación;
Paso 2): Retirar el solvente y secar el resto de la mezcla para obtener una mezcla madre de caucho/relleno.
En donde dicho secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se transfiere a un secador de cinta transportadora de calentamiento, y se calienta y se seca bajo vacío o en un gas inerte, el solvente volatilizado y el monómero sin reaccionar en la síntesis del caucho entran en un condensador y en una columna de fraccionamiento para su recuperación; alternativamente, dicho secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se seca por pulverización o se vaporiza instantáneamente, el medio de calentamiento usado es un gas inerte o vapor de agua, y el solvente volatilizado y el monómero sin reaccionar en la síntesis de caucho entran en el condensador y en la columna de fraccionamiento para su recuperación.
Preferiblemente, en donde uno o más aditivos seleccionados a partir de aceite, un agente antienvejecimiento, un agente de acoplamiento, un agente activo, un antioxidante, un retardante de llama, un estabilizador de calor, un estabilizador de luz, un colorante, un pigmento, un agente vulcanizante y un acelerante se añaden opcionalmente en el paso 1).
En el paso 1, el relleno se añade a la solución de caucho, se agita y se forma la mezcla de caucho/relleno/solvente. Y la mezcla de caucho/relleno/solvente se dispersa más finamente y se dispersa de manera refinada para mejorar la dispersión del relleno en la solución de caucho.
Preferiblemente, en donde la mezcla sólida seca contiene agua cuando se usa vapor de agua como medio de calentamiento en el paso 2). Mediante secado al vacío, secado por calor o secado por calor por extrusión y retirada de agua, se puede obtener la mezcla madre de caucho/relleno.
Más preferiblemente, en donde dicho secado por calor es secado en horno o secado al aire.
Más preferiblemente, en donde dicho secado por calor por extrusión es primero extrusión para retirar el medio de calentamiento y luego un secado adicional.
Más preferiblemente, en donde dicho secado adicional es secado al aire, secado en horno o secado mecánico. Más preferiblemente, en donde dicho secado mecánico implementa el secado utilizando molino abierto, máquina amasadora, máquina mezcladora interna, mezcladora continua, extrusora de tornillo único, extrusora de doble tornillo.
La invención proporciona además una mezcla madre de caucho preparada mediante dicho método.
Además, la invención también proporciona un artículo de caucho preparado usando la mezcla madre.
El método para producir una mezcla madre de caucho de manera continua comprende los siguientes pasos:
Paso 1): Añadir un relleno a una solución de caucho para formar una mezcla de caucho/relleno/solvente bajo agitación;
Paso 2): Retirar el solvente y secar las mezclas para obtener una mezcla madre de caucho/relleno.
En donde el secado en el Paso 2) es que la mezcla obtenida en el Paso 1) se transfiere a un secador de cinta transportadora con calentamiento, y se calienta y se seca bajo vacío o gas inerte, se evapora el solvente y los monómeros sin reaccionar en la síntesis de caucho se transfieren al condensador y a la columna de fraccionamiento para su recuperación; alternativamente, el secado en el Paso 2) consiste en que la mezcla obtenida en el Paso 1) se seca por pulverización o se vaporiza instantáneamente, en el que el medio de calentamiento usado es gas inerte o vapor de agua, el solvente evaporado y los monómeros sin reaccionar en la síntesis de caucho se transfieren al condensador y a la columna de fraccionamiento para su recuperación.
El método para producir de manera continua una mezcla madre de caucho comprende opcionalmente además un paso de recuperación del solvente retirado en el paso 2) para su reciclaje. Además, uno o más aditivos seleccionados entre aceite, agente antienvejecimiento, agente de acoplamiento, agente activo, antioxidante, retardante de llama, estabilizador de calor, estabilizador de luz, colorante, pigmento, agente vulcanizante y acelerante se añaden opcionalmente en el paso 1).
El Paso 1) se puede implementar usando los métodos conocidos en la técnica. Dicha agitación como se describe en el Paso 1) se puede implementar mediante un agitador general, que incluye, pero no se limita a, agitador de paletas, agitador de tipo tanque, agitador planetario, agitador de manivela y similares.
El Paso 1) comprende además un paso de dispersión fina, en la que dicha dispersión fina se implementa de la siguiente forma: la mezcla obtenida después de la agitación se inyecta mediante una boquilla a alta presión bajo la condición de alto cizallamiento, para mejorar la dispersión del relleno y/o el aditivo; el material expulsado se hace pasar a través de un tubo de codo múltiple para hacer que la solución mezclada colisione con la pared del tubo en el tubo, dando como resultado un aumento de dispersión del relleno y/o el aditivo; alternativamente, el material expulsado se hace pasar a través de un tubo que tiene diámetros internos variables a fin de cambiar la tensión de cizallamiento, dando como resultado el aumento de dispersión del relleno y/o el aditivo. La presión usada oscila de 0,1 MPa a 60 MPa, preferiblemente de 10 MPa a 40 MPa.
La mezcla formada después de dicha dispersión fina se puede someter a la siguiente dispersión refinada para mejorar aún más la dispersión del relleno y/o aditivo en la solución de caucho:
i. La mezcla dispersada fina se añade de manera continua a un molino de bolas y/o a un molino coloidal para su dispersión, de modo que el relleno y/o el aditivo se dispersen uniformemente en la solución de caucho;
ii. La mezcla dispersada fina se añade de manera continua a una amoladora para el devastado, de modo que el relleno y/o el aditivo se dispersen completamente en la solución de caucho, en la que la amoladora tiene uno o más conjuntos de molino plano giratorio de alta velocidad y un rodillo o una placa fija fijada sobre el manguito del molino e intercalado con el molino plano.
iii. La mezcla dispersada fina se añade a una amoladora para devastar de manera continua, en el que la amoladora tiene dos palas que giran en direcciones opuestas, y las palas tienen un pequeño orificio de lavado, el grado de dispersión del relleno y/o del aditivo en la solución de caucho se puede mejorar girando la pala a alta presión. La presión usada oscila de 0,1 MPa a 60 MPa, preferiblemente de 10 MPa a 40 MPa.
iv. La mezcla dispersada fina se añade de manera continua a una máquina de dispersión por hendidura de alta presión multicapa, para extrudir la mezcla de la hendidura entre las dos capas a alta presión, la fuerza de cizallamiento fuerte producida puede mejorar el grado de dispersión del relleno y/o del aditivo en la solución de caucho. La presión usada oscila de 0,1 MPa a 60 MPa, preferiblemente de 10 MPa a 40 MPa.
v. La mezcla dispersada fina se añade de manera continua a un dispositivo de dispersión de potencia para su dispersión, del cual un rotor giratorio de alta velocidad tiene muchas hendiduras o agujeros distribuidos radialmente, la mezcla colisiona con la superficie de un estator a alta velocidad para hacer que el relleno y/o el aditivo se dispersen uniformemente en la solución de caucho.
Se pueden usar en serie dos o más de dos de los cinco métodos de dispersión fina anteriores.
La solución de caucho como se ha descrito anteriormente se puede obtener directamente a partir de la línea de producción para la preparación de caucho polimerizado en solución, o se puede preparar disolviendo cualquier tipo de caucho seco en la solución del caucho seco. Cuando se prepara una solución de caucho con caucho seco, el caucho seco puede ser cualquier tipo de caucho usado en la técnica, tal como polímero natural o polímero sintético. Dicho polímero natural incluye, pero no se limita a, caucho natural, gutapercha, guayule y similares; dicho polímero sintético incluye, pero no se limita a, monómero polimerizado en solución (es decir, caucho polimerizado en solución), monómero polimerizado en emulsión y el monómero polimerizado por sí mismo. Cuando la solución de caucho como se ha descrito anteriormente se obtiene directamente a partir de la línea de producción para la preparación de caucho polimerizado en solución, el caucho polimerizado en solución es un homopolímero o copolímero de etileno, propileno, buteno, penteno, hexeno, hepteno, dieno que tiene 4-7 átomos de carbono o trieno que tiene 6-7 átomos de carbono, o monómero de alqueno que tiene otros átomos o grupos funcionales, en los que dichos otros átomos o grupos funcionales son átomo de silicio, átomo de flúor, átomo de cloro, átomo de nitrógeno, átomo de oxígeno, átomo de azufre, grupo éster, grupo amino éster, o cian, y también incluyen un homopolímero y copolímero que tiene los monómeros, que incluyen, pero no se limitan a, polibutadieno, poliisopreno, caucho de estireno butadieno, caucho de etileno-propileno, caucho de butilo, caucho de butadieno-acrilonitrilo, neopreno, caucho de silicona, caucho de flúor, caucho de poliuretano, caucho de polietileno clorosulfonado, caucho de acrilato y similares. El peso molecular del caucho es de 1000 a 40 millones, preferiblemente de 5000 a 30 millones y más preferiblemente de 10000 a 8 millones.
Los solventes en solución de caucho son buenos solventes para todo tipo de cauchos. Específicamente, el solvente puede ser solvente de hidrocarburo alifático, solvente de hidrocarburo aromático, solvente de hidrocarburo clorado, solvente de cetona, solvente de éter y solvente de éster, el solvente de hidrocarburo alifático incluye, pero no se limita a, todo tipo de gasolina solvente, cicloalcano, cicloalcano sustituido, alcano normal, el solvente de hidrocarburo aromático incluye, pero no se limita a, benceno, tolueno, xileno y estireno, el solvente de hidrocarburo clorado incluye, pero no se limita a, cloruro de metileno, cloroformo, tetracloruro de carbono, dicloruro de etileno, clorobenceno, tetracloroetileno y clorotolueno. La concentración de caucho en la solución oscila del 1% al 60% en peso, preferiblemente del 5% al 40% en peso y más preferiblemente del 10% al 30% en peso.
Dicho relleno incluye, pero no se limita a, todo tipo de agentes reforzantes en polvo sólidos y rellenos usados en el caucho, tales como diversos tipos de negro de carbono, sílice, óxidos metálicos, sales, diferentes resinas y materiales a nanoescala de los rellenos. En donde el óxido metálico incluye, pero no se limita a, óxido de aluminio, óxido de magnesio, óxido de zinc y similares, la sal incluye, pero no se limita a, carbonato de calcio, arcilla y materiales a nanoescala de los rellenos. El área de superficie específica del relleno es de 0,1 a 800 m2/g, preferiblemente de 1 a 500 m2/g y más preferiblemente de 5 a 300 m2/g. Para negro de carbono y sílice (negro de carbono blanco), el valor de absorción de aceite del mismo es de 20 a 250 ml/100 g, preferiblemente de 25 a 200 ml/100 g y más preferiblemente de 30 a 150 ml/100 g, en donde el relleno incluye la mezcla de los mismos, tal como relleno multifase, que incluye, pero no se limita a, relleno de fase doble o multifase compuesto de negro de carbono, sílice, alúmina, óxido de magnesio, óxido de zinc, óxido de calcio, óxido de titanio y óxido de boro. Para el relleno de dos fases o multifase, el valor de absorción de aceite es de 20 a 250 ml/100 g, preferiblemente de 25 a 200 ml/100 g y más preferiblemente de 30 a 150 ml/100 g. La cantidad de relleno usado está entre 5 y 300 partes en peso (en base a 100 partes en peso de caucho), preferiblemente de 10 a 200 partes en peso, y más preferiblemente de 30 a 150 partes en peso. Dicho relleno también incluye una combinación de dos o más de los rellenos.
Dicho relleno también incluye un relleno de superficie modificada del mismo. En donde la modificación de la superficie se puede hacer mediante reacciones para conectar ciertos grupos funcionales en la superficie del relleno o mediante mezcla o adsorción y combina el modificador por vía física en la superficie del relleno. Para la modificación, el modificador se puede disolver en solvente y se puede mezclar con el relleno para la modificación líquida, tal como se describe en Wang W, Nanse G, Vidal, A, et al., k. g. k. [J], 1994, 47:493, y también se puede mezclar con un relleno y calentar para la modificación de la fase sólida, tal como se describe en Wang MJ, Wolff. S. R.C.T [J], 1992, 65:715. La modificación de la superficie también se puede realizar antes de añadir el relleno en la solución de caucho o añadir un modificador a la mezcla de solución de caucho y relleno para la modificación de la superficie. El modificador como se ha descrito anteriormente es un modificador convencional en la técnica, tal como agente de acoplamiento de silano orgánico expresado en la siguiente fórmula general:
(Rn-(RO)3-nSi-(AIk)m-(Ar)p)q(A) (I),
Rn’(RO)3.nSi-(AIk) (II), o
Rn'(RO)3-nSi-(AIkenyl) (III),
en la fórmula, cuando q=1, A es -SCN, -SH, -CI o -NH2;
cuando q=2, A es -Sx-.
R y R' se refieren a un grupo alquilo o fenólico ramificado o lineal con 1 a 4 átomos de carbono.
R y R' pueden ser iguales o diferentes.
n es 0, 1 o 2;
Alk es alquilo lineal o ramificado que contiene de 1 a 6 átomos de carbono;
Alkenyl es Alquenilo de cadena lineal o ramificada que contiene de 1 a 6 átomos de carbono;
m es 0 o 1;
Ar es arilo que contiene de 6 a 12 átomos de carbono;
p es 0 o 1, p y n no pueden ser 0 al mismo tiempo;
x es de 2 a 8;
en donde el modificador más comúnmente usado es bis (trietoxi propil silano) tetrasulfuro y disulfuro, 3-ciano propiltrietoxisilano de azufre, gamma-mercapto-trimetoxisilano, agente de acoplamiento de éster de ácido de circonio, agente de acoplamiento de ftalato, agente de acoplamiento de nitro, y compuesto de alcohol. El compuesto de alcohol incluye, pero no se limita a, alcohol monohídrico, glicol y poliol. El compuesto de alcohol incluye, pero no se limita a, alcohol propílico, alcohol butílico, etilenglicol, polietilenglicol y sus derivados.
En el Paso 1) de la invención, el relleno y/o el aditivo se pueden añadir directamente a la solución de caucho, y también se puede añadir en primer lugar al solvente que es el mismo que el de la solución de caucho o diferente, y se mezcla para formar el líquido de suspensión uniforme, y luego se añade a la solución de caucho bajo agitación. El aditivo puede incluir opcionalmente uno o más aditivos seleccionados de aceite, agente antienvejecimiento, agente de acoplamiento, agente activo, antioxidante, retardante de llama, estabilizador de calor, estabilizador de luz, colorante, pigmento, agente vulcanizante y acelerante. La cantidad de aditivos usada es una dosis convencional, o se ajusta según el requisito de la situación real.
El secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se transfiere a un secador de cinta transportadora de calentamiento, y se calienta y se seca al vacío o en gas interno (por ejemplo gas nitrógeno), el solvente se evapora y los monómeros sin reaccionar en la síntesis de caucho se transfieren al condensador y a la columna de fraccionamiento para su recuperación; alternativamente, dicho secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se seca por pulverización o se vaporiza instantáneamente, el medio de calentamiento usado es un gas inerte (por ejemplo gas nitrógeno) o vapor de agua, y el solvente volatilizado y el monómero sin reaccionar en la síntesis de caucho entran en el condensador y en la columna de fraccionamiento para su recuperación. La mezcla sólida seca contiene agua cuando se usa vapor de agua como medio de calentamiento, y mediante secado al vacío, secado por calor o secado por extrusión y retirada de agua, se obtiene una mezcla madre de caucho/relleno. El secado incluye secado al vacío a temperatura ambiente, secado al vacío congelado y secado al vacío por calentamiento. El secado por calor puede ser un método de secado común, tal como secado en horno o secado al aire. El secado por calor por extrusión es la retirada del medio de calentamiento mediante extrusión primero y un secado adicional, en donde el secado adicional es secado al aire, secado en horno o secado mecánico, dicho secado mecánico es secado usando un molino abierto, máquina amasadora, mezclador interno, mezclador interno continuo, extrusora de un único tornillo y extrusora de doble tornillo.
El método para recuperar solventes puede ser cualquier método conocido en la técnica, tal como el solvente evaporado se recupera mediante el método de condensación superficial o condensación por contacto directo. Cuando se usa el método de condensación por contacto directo, se puede usar agua como refrigerante.
Descripción de las realizaciones preferidas
La presente invención se describe adicionalmente mediante los ejemplos a continuación, pero el alcance de la presente invención no se limita a estos ejemplos.
1. Los ejemplos están determinados por los siguientes equipos y métodos de medición:
Tabla 1. Equipos para preparación de muestras de caucho
Tabla 2. Métodos e instrumentos para probar las propiedades físicas del caucho vulcanizado
2. Ejemplos y ejemplos comparativos
Materia prima.
Caucho de poliisopreno de síntesis, IR-70, Qingdao Yikesi Advanced Material Co., Ltd.
Caucho de estireno-butadieno polimerizado en solución (SSBR), VSL4526-OHM, fabricante: LANXESS. Caucho de butadieno, BR9000, Sinopec Qilu Co., Ltd.
Negro de carbono blanco, NEWSIL165-MP, Quecheng Silicon Chemistry Co., Ltd.
Óxido de zinc, Dalian Zinc Oxide Factory.
Ácido esteárico, PF1808, Malaysia Licheng Co., Ltd.
Agente antienvejecimiento 4020, Jiangsu Shengao Chemistry Co., Ltd.
Agente antienvejecimiento 264, Zhejiang Huangyan Zhedong Rubber Chemicals Co., Ltd.
Agente antienvejecimiento RD, Sinopec Nanjing Chemical industry Co., Ltd. Chemical Plant.
Agente de acoplamiento de silano Si69, Nanjing Shuguang Chemical Engineering Co., Ltd.
Agente acelerante CZ, Shandong ShangShu Chemistry Co., Ltd.
Agente acelerante D, Shandong Shanxian Chemistry Co., Ltd.
Azufre, Wudi Jinsheng Chemistry Co., Ltd.
Agente antiabrasador (CTP), Shandong Yanggu Huatai Chemical Engineering Co., Ltd.
Las partes en los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos son partes en peso.
Ejemplo 1
Se añadieron 60 partes de negro de carbono blanco y 6 partes de agente de acoplamiento de silano Si69 en 100 partes de una solución de poliisopreno malenoide al 8% en hexano normal. En donde, la mezcla de caucho/negro de carbono blanco/Si69/hexano normal se mezcló usando un mezclador de palas, y luego, se inyectó en un secador que contenía aproximadamente 150 □de gas nitrógeno para formar partículas de caucho sin solvente. La mezcla de nitrógeno gaseoso que contenía partículas de caucho en forma de polvo y el solvente pasaron a través de un separador ciclónico para separar las partículas de caucho para proporcionar la mezcla madre 1 en forma de polvo. Se añadió la mezcla madre 1 en un molino abierto y se revistió uniformemente. Se añadieron 3,5 partes de óxido de zinc, 1 parte de ácido esteárico, 1,5 partes de agente antienvejecimiento RD, 2 partes de agente antienvejecimiento 4020 y 1,6 partes de agente antiabrasador y, además, 2 partes de acelerante CZ, 1 parte de acelerante D y 1,6 partes de azufre. Entonces, los materiales pasaron por el rodillo para tratamiento en lotes. Se mantuvieron durante 8 horas y luego se añadieron a una máquina vulcanizadora de placas de 150 □. Se vulcanizaron hasta una vulcanización positiva para proporcionar caucho vulcanizado húmedo 1.
Ejemplo comparativo 1
Se añadieron 60 partes de negro de carbono blanco y 6 partes de agente de acoplamiento de silano Si69 a 100 partes de poliisopreno cis sintetizado en un mezclador interno para su mezcla, cuando se mezcló un relleno con caucho, 3,5 partes de óxido de zinc, 1 parte de ácido esteárico, y se añadieron y mezclaron 1,5 partes de agente antienvejecimiento RD y 2 partes de 4020. Se mantuvieron durante 8 horas y entonces se añadieron 2 partes de agente acelerante CZ, 1 parte de agente acelerante DPG y 1,6 partes de azufre al caucho premezclado en el molino abierto para preparar un caucho mezclado. Mediante agrupación del molino abierto, después de ser mantenido durante 8 horas, el caucho mixto se vulcanizó en una máquina vulcanizadora plana a 150°C hasta una sulfuración positiva, para proporcionar caucho vulcanizado seco 1.
Ejemplo 2
Se añadieron 56 partes de negro de carbono blanco, 5,6 partes de agente de acoplamiento de silano Si69 y 3,5 partes de óxido de zinc a 100 partes de solución de poliisopreno cis al 12% en N-hexano, la mezcla de caucho, negro de carbono blanco, Si69 y N-hexano se mezcla con un agitador de paletas, inyectado en un tubo de codo múltiple mediante una boquilla para hacer que la solución mezclada colisione con la pared del tubo en el tubo, dando como resultado un aumento de dispersión del relleno. Entonces se añadió la mezcla de manera continua a una amoladora para obtener una dispersión refinada. La mezcla se secó en un secador de vacío que tiene un grado de vacío de -0,08 MPa durante 20 min, para recoger la mezcla madre 2.
Se añadieron 2 partes de ácido esteárico y 2 partes de agente antienvejecimiento 4020 a las mezclas madres 2 obtenidas anteriormente en el mezclador interno, y se mezclaron durante 2 min, se descargaron del mezclador interno, luego se enrollaron y se agruparon por un molino abierto. Después de mezclar y mantener durante 8 horas, se añadieron 2 partes de agente acelerante CZ, 1 parte de agente acelerante D y 1,6 partes de azufre en el mezclador interno, se mezclaron durante 1,5 min y se descargaron del mezclador interno. El material de caucho obtenido fue agrupado por el molino abierto, mantenido durante 8 horas, vulcanizado en una máquina vulcanizadora plana a 150°C hasta una sulfuración positiva, para proporcionar caucho vulcanizado húmedo 2.
Ejemplo comparativo 2
Se añadieron 56 partes de negro de carbono blanco y 5,6 partes de agente de acoplamiento de silano Si69 a 100 partes de poliisopreno cis sintetizado en un mezclador interno para su mezcla. Cuando el relleno se mezcló con caucho, se añadieron 3,5 partes de óxido de zinc, 2 partes de ácido esteárico y 2 partes de agente antienvejecimiento 4020, se mezclaron durante 4 minutos, luego se descargaron del mezclador interno, entonces se enrollaron y se agruparon por un molino abierto para obtener un caucho premezclado. Después de que se mantuvieron durante 8 horas, se añadieron 2 partes de agente acelerante CZ, 1 parte de agente acelerante DPG y 1,8 partes de azufre al caucho premezclado en el molino abierto para preparar un caucho mezclado. Mediante
agrupación del molino abierto, después de ser mantenido durante 8 horas, el caucho mixto se vulcanizó en una máquina vulcanizadora plana a 150°C hasta una sulfuración positiva, para proporcionar caucho vulcanizado seco 1.
Tabla 3. Propiedades físicas de cauchos vulcanizados húmedos/secos
La Tabla 3 muestra que, bajo diferentes prescripciones y procedimientos, las propiedades físicas de los cauchos vulcanizados obtenidos a partir de ejemplos de explotación de mezcla madre húmeda y de ejemplos de comparación de mezcla madre seca. Muestra que, usando las mismas prescripciones, en comparación con la mezcla madre seca, la mezcla madre húmeda muestra que el grado de dispersión del relleno en el caucho se mejora enormemente, la dureza del caucho vulcanizado es menor, la fuerza de tensión y el alargamiento a la rotura son más altos, la resiliencia es más alta, la producción de calor por compresión dinámica es menor y la resistencia a la abrasión también es mejor.
Claims (9)
1. Un método para producir de manera continua una mezcla madre de caucho, que comprende los siguientes pasos:
paso (1): añadir un relleno en una solución de caucho y agitar para formar una mezcla de caucho/relleno/solvente;
paso (2): retirar el solvente y secar dicha mezcla para obtener una mezcla madre de caucho/relleno;
en donde dicho secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se transfiere a un secador de cinta transportadora de calentamiento, y se calienta y se seca bajo vacío o en un gas inerte, el solvente volatilizado y el monómero sin reaccionar en la síntesis de caucho entran en un condensador y en una columna de fraccionamiento para su recuperación; alternativamente, dicho secado en el paso 2) es que la mezcla obtenida en el paso 1) se seca por pulverización o se vaporiza, el medio de calentamiento usado es un gas inerte o vapor de agua, y el solvente volatilizado y el monómero sin reaccionar en la síntesis de caucho entran en el condensador y en la columna de fraccionamiento para su recuperación,
en donde el paso (1) comprende específicamente añadir el relleno en la solución de caucho, agitar para formar una mezcla de caucho/relleno/solvente, así como dispersar de manera más fina y refinada la mezcla de caucho/relleno/solución para mejorar la dispersión del relleno en la solución de caucho; y
en donde dicha dispersión fina se implementa de la siguiente forma: la mezcla obtenida después de agitar se inyecta por una boquilla a alta presión bajo la condición de alto cizallamiento, para mejorar la dispersión del relleno y/o el aditivo; el material expulsado se hace pasar a través de un tubo de codo múltiple para hacer que la solución mezclada colisione con la pared del tubo en el tubo, dando como resultado el aumento de dispersión del relleno y/o del aditivo; o el material expulsado se hace pasar a través de un tubo que tiene diámetros internos variables para cambiar la tensión de cizallamiento, dando como resultado el aumento de dispersión del relleno y/o del aditivo.
2. El método según la reivindicación 1, en donde uno o más aditivos seleccionados de aceite, un antioxidante, un agente antienvejecimiento, un agente de acoplamiento, un agente activo, un retardante de llama, un estabilizador de calor, un estabilizador de luz, un colorante, un pigmento, un agente vulcanizante y un agente acelerante se añaden opcionalmente en el paso (1).
3. El método según la reivindicación 1, en donde si el medio de calentamiento como se ha descrito en el paso (2) es vapor de agua, entonces la mezcla sólida seca puede contener agua, y mediante secado al vacío, secado por calor o secado por calor por extrusión, se retira el agua para obtener una mezcla madre de caucho/relleno.
4. El método según la reivindicación 3, en donde el secado por calor es secado en horno o secado al aire.
5. El método según la reivindicación 3, en donde el secado por calor por extrusión comprende en primer lugar la extrusión para retirar el medio de calentamiento, y entonces un secado adicional.
6. El método según la reivindicación 5, en donde el secado adicional es secado al aire, secado en horno o secado mecánico.
7. El método según la reivindicación 6, en donde el secado mecánico es un secado por molino abierto, máquina amasadora, mezclador interno, mezclador interno continuo, extrusora de un único tornillo o extrusora de doble tornillo.
8. Una mezcla madre de caucho preparada mediante el método según la reivindicación 1.
9. Un artículo de caucho preparado usando la mezcla madre de caucho según la reivindicación 8.
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