[发明专利]一种母炼胶及其制备方法和硫化橡胶及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种母炼胶及其制备方法和硫化橡胶及其应用。

背景技术

在橡胶制品的制备工艺中，橡胶的填充配合是极为重要的环节，决定着橡胶制品的最终性能。通常的橡胶填充方法是，将橡胶与填料和化学品在密炼机和开炼机中进行混炼，即干法混合。但是固体橡胶具有很高的韧性和弹性，要将固体形式的橡胶与填料和化学品彻底混合既耗时又耗能，还带来橡胶制品企业的污染问题。

填料与橡胶胶液的湿法混合是一种生产母炼胶的方法。CN1900149A公开了一种有机改性的粘土与丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法，将具有层状晶层重叠结构的粘土和水的悬浮液与丁苯胶乳混合，再经破乳絮凝、干燥、混炼、硫化，得到粘土与丁苯橡胶纳米复合材料。但是此种方法仅仅局限丁苯胶乳，对于溶液聚合丁苯橡胶的胶液则不适用。

CN101220177A公开了一种白炭黑/溶聚丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法，该方法包括将改性的白炭黑与溶聚丁苯胶液混合，脱除溶剂、烘干后得到白炭黑/溶聚丁苯橡胶纳米复合材料。但此种方法为使有机化改性的白炭黑与溶聚丁苯胶液均匀混合。该方法需要在30-50℃下搅拌混合6-36小时才能获得白炭黑/溶聚丁苯橡胶纳米复合材料，不适合工业化生产且仅适于溶聚丁苯橡胶。

通过填料与橡胶胶液湿法混合可以提供含有填料的母炼胶，虽然可以减少已有橡胶填充耗能耗时且污染的问题，但是现有技术仍然需要很长的混合时间，还不能提供高效快速的技术手段实现湿法混合，不适于在工业生产中实现白炭黑填料均匀分散在橡胶胶液中。而且现有技术仅实现制备含丁苯橡胶的母炼胶。

由此可见，需要一种适合工业化生产制备母炼胶的方法，并能适于更多的胶种。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种母炼胶及其制备方法和硫化橡胶及其应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种母炼胶的制备方法，该方法包括：（1）将改性白炭黑-溶剂分散液与经溶液聚合得到的橡胶胶液混合，得到改性白炭黑-橡胶悬浮液；混合过程所使用的混合釜包括：沿纵向设置在混合釜内的可旋转的中心轴、安装在所述中心轴上的至少两个径流式搅拌桨和设置在相邻两个径流式搅拌桨之间的环状盘；其中所述中心轴和径流式搅拌桨从所述环状盘的内圆中穿过，并且所述环状盘的外圆四周部分连接到混合釜的内壁上；所述混合的温度为20-80℃，所述混合的时间为1-60min；（2）将步骤（1）得到的改性白炭黑-橡胶悬浮液进行凝聚和干燥；其中，所述改性白炭黑-溶剂分散液中的改性白炭黑为将白炭黑与含硫硅烷偶联剂在缩合条件下接触而制得。

本发明还提供了由本发明提供的方法制备的母炼胶。

本发明还提供了一种硫化橡胶，该硫化橡胶由含有本发明提供的母炼胶、硫化剂、硫化活化剂、促进剂和防老剂的混合物经混炼和硫化后得到，相对于所述母炼胶中的聚合物100重量份，所述硫化剂的用量为0.5-2.5重量份、所述硫化活化剂的用量为3-10重量份、所述促进剂的用量为1-4重量份、所述防老剂的用量为1-3重量份。

本发明还提供了本发明提供的硫化橡胶在制备轮胎中的应用。

本发明提供的母炼胶的制备方法可以在很短的时间内获得改性白炭黑混合分散均匀的母炼胶。该方法适于工业化连续生产。例如实施例1中，本发明提供的方法，可以在混合的温度为50-70℃，混合的时间为5.0min下，获得母炼胶M1，其中相对于100重量份的异戊橡胶，改性白炭黑含量为20重量份。经透射电镜观察，母炼胶M1中没有存在改性白炭黑的聚集态颗粒。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种母炼胶的制备方法，该方法包括：（1）将改性白炭黑-溶剂分散液与经溶液聚合得到的橡胶胶液混合，得到改性白炭黑-橡胶悬浮液；混合过程所使用的混合釜包括：沿纵向设置在混合釜内的可旋转的中心轴、安装在所述中心轴上的至少两个径流式搅拌桨和设置在相邻两个径流式搅拌桨之间的环状盘，其中所述中心轴和径流式搅拌桨从所述环状盘的内圆中穿过，并且所述环状盘的外圆四周部分连接到混合釜的内壁上；所述混合的温度为20-80℃，所述混合的时间为1-60min；（2）将步骤（1）得到的改性白炭黑-橡胶悬浮液进行凝聚和干燥；其中，所述改性白炭黑-溶剂分散液中的改性白炭黑为将白炭黑与含硫硅烷偶联剂在缩合条件下接触而制得。