WO2013097263A1 - 一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法 - Google Patents

一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法 Download PDF

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夏洪庆
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    • C08J2307/00—Characterised by the use of natural rubber
    • C08J2307/02—Latex

Definitions

  • the invention belongs to the field of rubber preparation, and in particular to a method for blending natural latex and silica slurry.
  • the appearance of precipitated hydrated silica is powder, microbeads and granules, also known as white carbon black. Due to the requirements of energy saving, emission reduction and environmental protection, more and more white carbon black is used in the tire rubber industry.
  • the silica is used as a filler in the natural rubber and synthetic rubber. It can reduce the rolling resistance and improve the wet skid performance. Therefore, the vehicle consumes less fuel and reduces exhaust emissions.
  • the improved silica and natural rubber mixing process is An important way to improve the quality of rubber.
  • silica as a filler in rubber for tires can improve the wear resistance, tear strength and hardness of the product, but the prior art usually uses white carbon black directly mixed with natural rubber because of dry white carbon black and The dry rubber mixing has poor dispersibility, and the product has high heat generation, high abrasion, low tearing strength, high rolling resistance of the tire, and consumes more energy during the mixing process.
  • natural latex also known as natural glue, which is a liquid which flows out of rubber tree cutting
  • a method for blending natural latex with silica slurry is to mix and stir natural latex with silica slurry under normal temperature and normal pressure, and according to the weight of dry glue of natural latex and dry matter of silica And 1 ⁇ 6%. Organic acids and emulsifiers are added separately.
  • silica is precipitated hydrated silica.
  • organic acid is formic acid (CH 2 O 2 ) or acetic acid (CH 3 COOH);
  • the weight ratio of the dry glue in the natural latex to the dry matter in the silica slurry is 10:3 ⁇ 13.
  • the natural latex has a gel content of 30 to 60% by weight.
  • the viscosity of the silica slurry is from 100 to 1000 cP (centipoise).
  • the process of the invention can make the silica and the natural latex better knead and disperse better, and the obtained rubber material has excellent wear resistance, the abrasion is less than 25cm 3 /1.61Km, and the breaking strength is more than 26MPa. Used in related industries such as tire manufacturing and footwear.
  • Figure 1 is a flow chart of the process of blending natural latex with silica slurry of the present invention.
  • Test method for wear BS 903: Part A9; Test method for tear strength: ASTM D
  • Test method for heat generation ASTM D 623-1999; Test method for tear strength:

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Abstract

本发明提供一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法，其是在常温常压条件下，将天然乳胶与二氧化硅浆液混合并搅拌，混合时按照天然乳胶的干胶重量与二氧化硅干物质重量之和的1〜6‰分别添加有机酸和乳化剂。本发明的工艺能够使二氧化硅与胶料更好的混炼，分散性更好，得到的橡胶材料具有优良的耐磨性、耐撕裂强度和硬度，可应用于轮胎制造及相关行业。

Description

一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法 技术领域
本发明属橡胶制备领域， 具体来说涉及天然乳胶和二氧化硅浆液的共混 的方法。
背景技术
沉淀水合二氧化硅外观形态为粉状、 微珠、 颗粒状， 又称白炭黑， 由于 节能减排与绿色环保的要求， 越来越多的白炭黑应用于轮胎橡胶工业。 将二 氧化硅作为填料与天然胶和合成胶混炼， 应用于轮胎可以降低滚动阻力， 改 善湿滑性能， 因而使汽车耗油低、 减少废气排放， 而改进二氧化硅和天然胶 混合工艺是提高橡胶质量的一个重要途径。
白炭黑应用于轮胎中作为橡胶的填充剂可以提高制品的耐磨性、 耐撕裂 强度和硬度， 但是现有技术通常釆用白炭黑与天然胶直接混合， 因为干品白 炭黑和干胶混炼分散性差， 制品的生热高， 磨耗高， 撕裂强度低， 做出的轮 胎滚动阻力大， 并且在混炼过程中消耗更多的能源。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于天然乳胶（又称天然胶水， 是橡胶树割 胶时流出的液体） 与二氧化硅浆液的共混工艺方法。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法， 是在常温常压条件下， 将天 然乳胶与二氧化硅浆液混合并搅拌， 混合时按照天然乳胶的干胶与二氧化硅 干物质重量之和的 1~6%。分别添加有机酸和乳化剂。
其中， 所述二氧化硅是沉淀水合二氧化硅。
其中， 所述有机酸是甲酸 (CH202)或乙酸 (CH3COOH);
其中， 所述乳化剂是十六垸基三甲基溴化铵 (CTAB)、 十六垸基三甲基氯 化铵 (CTAC)或十二烷基苯磺酸纳 （SDBS ) 中的一种。
其中， 所述天然乳胶中干胶与二氧化硅浆液中干物质的重量比为 10:3~13。
其中， 所述加入的有机酸和乳化剂重量分别为所述天然乳胶中的干胶和 所述二氧化硅中的干物质重量之和的 1~3%。。 .
其中， 所述天然乳胶的含胶量为 30〜60%重量比例。
其中， 所述二氧化硅浆液的含固量为 15~30%， 优选为 24〜25%。 含固量 是桨液中固体总质量除以组成浆液的所有组份的质量得到的。
其中， 所述二氧化硅浆液的粘度为 100~1000cP (厘泊）。
其中， 所述天然乳胶与二氧化硅浆液搅拌混合后， 还包括导入料槽中固 化， 用水洗去固化物中的有机酸， 然后脱除水分， 将脱水后的固化物干燥。
本发明所述的共混的方法得到的橡胶材料。
本发明的有益效果：
经过本发明工艺能够使二氧化硅与天然乳胶更好的混炼， 分散性更好， 得到的橡胶材料具有优良的耐磨性， 其磨耗小于 25cm3/1.61Km， 扯断强度大 于 26MPa， 可应用于轮胎制造及制鞋等相关行业。
附图说明
图 1 为本发明天然乳胶与二氧化硅浆液共混的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。
磨耗的测试方法： BS 903:Part A9; 扯断强度的测试方法： ASTM D
412-1998A； 生热的测试方法: ASTM D 623-1999 ； 撕裂强度的测试方法：
ISO 34-1 。
实施例 1
将 10kg天然乳胶（含胶量 60%质量比例）和 14.4kg二氧化硅浆液（含 固量为 25%,粘度 300cP )加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入 28.8g 甲酸 (CH202)和 28.8g十六垸基三甲基溴化铵 (CTAB,白色粉末)。 充分搅拌均 匀后， 导入料槽固化， 把固化之后的混合物用水漂洗 2〜3次至漂洗出水 pH 值为 6.0〜8.0, 使混合物中的有机酸完全去除， 用离心机离心除掉水分， 干燥 该固体混合物得到干混胶。 干混胶按照标准 ISO2393-2008的方法混炼。测试 所得橡胶产品的机械物理性能。 结果见表 1。
实施例 2 将 10kg天然乳胶（含胶量 30%质量比例）和 7.2kg浆型二氧化硅（含固 量为 25%， 粘度 400cP )加入有搅拌装置的反应器中， 同时分别加入 14.4g 醋酸 (CH3COOH)和 14.4g十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB， 白色粉末)。 搅拌均 匀后导入料槽固化， 把固化之后的混合物挤去水分， 用水漂洗 2〜3次至漂洗 出水 pH值为 6.0〜8.0， 使混合物中的有机酸完全去除， 再用轧辊机去掉游离 的水分， 干燥该固体混合物得到干混胶。 干混胶经过和实施例 1一样工艺条 件混炼， 测试所得橡胶产品的机械物理性能， 结果见表 1。
实施例 3
将 10kg天然乳胶（含胶量 30%质量比例 ) 和 8kg浆型二氧化硅 （含固 量为 20%, 粘度 200cP )加入具有搅拌装置的反应器中， 同时分别加入 9.2g 甲酸和 9.2g十六垸基三甲基氯化铵（CTAC, 白色粉末）。 充分搅拌均匀后导 入料槽固化，把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗 2〜3次至漂洗出水 pH 值为 6.0〜8.0， 使混合物中的有机酸完全去除， 再用轧辊机去掉游离的水分， 干燥该固体混合物得到干混胶。干混胶经过和实施例 1一样工艺条件的混炼， 测试所得橡胶产品的机械物理性能， 结果见表 1。
实施例 4
将 5kg天然乳胶（含胶量 60%质量比例）和 5kg浆型二氧化硅 （含固量 为 20%, 粘度 200cP )加入具有搅拌装置的反应器中， 同时分别加入 8g甲酸 和 8g十六垸基三甲基氯化铵（CTAC， 白色粉末)。 充分搅拌均匀后导入料 槽固化， 把固化之后的混合物挤去水分， 用水漂洗 2~3次至漂洗出水 pH值 为 6.0〜8.0， 使混合物中的有机酸完全去除， 再用离心机去掉游离的水分， 干 燥该固体混合物得到干混胶。 干混胶经过和实施例 1一样工艺条件的混炼， 测试所得产品的机械物理性能， 结果见表 1。
实施例 5
将 10kg天然乳胶（含胶量 60%质量比例） 和 14.4kg二氧化硅浆液（含 固量为 25%，粘度 300cP )加入具有搅拌装置的反应器中，同时分别加入 28.8g 甲酸 (CH202)和 28.8g十二烷基苯磺酸钠（白色粉末)。 充分搅拌均匀后， 导入 料槽固化， 把固化之后的混合物挤去水分， 用水漂洗 2~3次至漂洗出水 pH 值为 6.0〜8.0, 使混合物中的酸完全去除， 用离心机离心除掉游离的水分， 干 燥该固体混合物得到干混胶。 干混胶经过和实施例 1一样工艺条件的混炼， 测试所得橡胶产品的机械物理性能， 结果见表 1。
实施例 6
将 10kg天然乳胶（含胶量 60%质量比例 )和 14.4kg二氧化硅浆液（含 固量为 25%,粘度 300cP )加入具有搅拌装置的反应器中， 同时分别加入 10g 甲酸 (CH202)和 10g十二烷基苯磺酸钠。 充分搅拌均匀后， 导入料槽固化， 把 固化之后的混合物挤去水分， 用水漂洗 2〜3次至漂洗出水 pH值为 6.0~8.0, 使混合物中的酸完全去除， 用离心机离心除掉游离的水分， 干燥该固体混合 物得到干混胶。 干混胶经过和实施例 1一样工艺条件的混炼， 测试所得橡胶 产品的机械物理性能， 结果见表 1。
实施例 7
将 10kg天然乳胶（含胶量 60%质量比例 )和 14.4kg二氧化硅浆液（含 固量为 25%，粘度 300cP )加入具有搅拌装置的反应器中， 同时分别加入 20g 醋酸 (CH3COOH)和 20g十二垸基苯磺酸钠。充分搅拌均匀后，导入料槽固化， 把固化之后的混合物挤去水分，用水漂洗 2〜3次至漂洗出水 pH值为 6.0〜8.0 , 使混合物中的酸完全去除， 用离心机离心除掉游离水分， 干燥该固体混合物 得到干混胶。 干混胶经过和实施例 1一样工艺条件的混炼， 测试所得橡胶产 品的机械物理性能， 结果见表 1。
对比例：
将 5kg天然乳胶（含胶量 60%质量比例）和 5kg浆型二氧化硅（含固量 为 20%, 粘度 200cP )加入具有搅拌装置的反应器中， 充分搅拌均匀后得到 干胶经过和实施例 1一样工艺条件的混炼， 测试所得橡胶产品的机械物理性 表 1 : 产品的机械物理性能参数
Figure imgf000007_0001
工业实用性
本发明公开的天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法， 是在常温常压条件 下， 将天然乳胶与二氧化硅浆液混合并搅拌， 混合时按照天然乳胶的干胶重 量与二氧化硅干物质重量之和的 1〜6%。分别添加有机酸和乳化剂。 本发明工 艺能够使二氧化硅与胶料更好的混炼， 分散性更好， 得到的橡胶材料具有优 良的耐磨性和耐撕裂强度， 可应用于轮胎制造及相关行业。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种天然乳胶与二氧化硅浆液共混的方法， 其特征在于， 在常温常压 条件下， 将天然乳胶与二氧化硅浆液混合并搅拌， 混合时按照天然乳胶的干 胶重量与二氧化硅干物质重量之和的 1〜6%。分别添加有机酸和乳化剂。
2、 如权利要求 1所述的天然乳胶与二氧化硅桨液共混的方法， 其特征在 于， 所述二氧化硅是沉淀水合二氧化硅。
3、 如权利要求 1所述的共混的方法， 其特征在于， 所述有机酸是甲酸或 乙酸；
4、 如权利要求 1所述的共混的方法， 其特征在于， 所述乳化剂是十六烷 基三甲基溴化铵、 十六垸基三甲基氯化铵和十二烷基苯磺酸钠中的一种。
5、 如权利要求 1~4任一所述的共混的方法， 其特征在于， 所述天然乳胶 中干胶与二氧化硅浆液中干物质的重量比为 10:3〜13。
6、 如权利要求 1〜4任一所述的共混的方法， 其特征在于， 所述加入的有 机酸和乳化剂重量分别为所述天然乳胶中的干胶和所述二氧化硅中的干物质 重量之和的 1〜3%。。
7、 如权利要求 1~4任一所述的共混的方法， 其特征在于， 所述天然乳胶 的含胶量为 30〜60重量％。
8、 如权利要求 1~4任一所述的共混的方法， 其特征在于， 所述二氧化硅 浆液的含固量为 15~30%。
9、 如权利要求 8所述的共混的方法， 其特征在于， 所述二氧化硅浆液的 含固量为 20〜25%。
10、 如权利要求 1〜4任一所述的共混的方法， 其特征在于， 所述二氧化硅 浆液的粘度为 100〜1000cP。
11、 如权利要求 1~4任一所述的共混的方法， 其特征在于， 还包括将所述 天然乳胶与二氧化硅浆液搅拌混合后， 导入料槽中固化， 用水洗去固化物中 的有机酸， 然后脱除水分， 将脱水后的固化物干燥。
12、 权利要求 1〜11所述的共混的方法得到的橡胶材料。
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