[发明专利]一种制备炭黑母胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备炭黑母胶的方法。

背景技术

炭黑是橡胶工业中广泛应用的补强填料，目前工业生产中多采用传统的干法混炼工艺制备炭黑补强橡胶，但干法混炼工艺过程中炭黑粒子存在诸多缺点：一是在橡胶基体中分散不均匀，影响橡胶组合物性能；二是炭黑粉尘飞扬，造成环境污染；三是干法混炼时间长，导致橡胶过炼，同时混炼能耗大。

鉴于干法混炼工艺的缺陷，湿法混炼技术的研发越来越广泛，湿法混炼是在橡胶胶乳中直接混合炭黑浆料来制备炭黑母胶的工艺方法。采用湿法混炼制备炭黑母胶的工艺过程中，目前普遍使用通过表面活性剂分散炭黑和改进絮凝干燥工艺来改善炭黑在胶乳中的分散性，额外加入的化学试剂对胶料性能产生不利影响的同时会污染环境，复杂的工艺步骤也会增加能耗，提高成本。

如中国专利CN103819760A公开的一种方法中，选用小分子易挥发溶剂的水溶液浸润未造粒的炭黑粉末，通过机械搅拌制备炭黑浆液，将胶乳加入到炭黑浆液中，不加其他絮凝剂，将胶和炭黑絮出，过滤，干燥，应用此种炭黑母胶的硫化胶力学性能优异；但是其制备过程中选用的小分子易挥发溶剂浸润未造粒的炭黑粉末，会增加工业成本高且对环境产生一定的污染。

因此，有必要提出有效的技术方案，解决上述问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种制备炭黑母胶的方法。此方法制备炭黑母胶，工艺简单、效率高、设备投资小并且不加入任何化学试剂，对胶料性能和环境均不会造成不利影响。

一种制备炭黑母胶的方法，步骤如下：

1）将炭黑干料浸泡于水中得到混合体系，将所述混合体系加入强力分散机中，得到炭黑浆液；

2）将步骤1）中得到的炭黑浆液至于搅拌釜中，在50rpm~3000rpm的转速下，注入胶乳，产生絮凝，待凝固后，得到胶料；以胶乳中干胶质量为100份计，炭黑干料的加入量为20份~100份；

3）将步骤2）中得到的胶料用清水进行洗涤、脱水、分割后进行干燥，干燥温度为70~110℃，干燥时间为2~6h，得到炭黑母胶。

优选的，所述强力分散机是超声波细胞粉碎机，工艺为：超声频率20~25kHz，功率为960，超声时间25min。。

优选的，所述强力分散机是高速搅拌机，工艺为：搅拌转速14000rpm，搅拌时间45min。

优选的，步骤1）中所述炭黑干料的质量百分数为2%~20%。

优选的，所述胶乳为新鲜天然胶乳或浓缩天然胶乳、丁苯胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳、丁吡胶乳、丁苯吡胶乳，以及以上胶乳的混合胶乳。

优选的，步骤2）中所述胶乳的质量百分比浓度为10%~70%。

优选的，所述炭黑干料为吸碘值在14~150g/kg的炭黑。

本发明采用强力分散设备将炭黑稳定分散在水中，然后加入胶乳搅拌混合自絮凝出炭黑母胶，本发明与现有技术相比，优点如下：

1.本发明使用强力分散设备制备炭黑浆液，使炭黑在水中稳定分散，避免了使用表面活性剂、浸润剂等化学药品，排除了其他化学试剂的加入对橡胶性能及环境的影响；

2.本发明采用机械剪切作用使炭黑和胶乳共絮凝，不需要加入任何絮凝剂，简化了工艺过程且排除了絮凝剂对橡胶性能及环境的影响；

3.本发明制备的炭黑母胶在开炼机混炼时可比干法混炼效率提高50%，降低了能源消耗，降低了混炼成本，同时与干法混炼胶相比，胶料的力学性能基本持平或略有提高。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为实施例1样品的TGA测试曲线；

图2为实施例2样品的TGA测试曲线。

具体实施方式

本发明一种制备炭黑母胶的方法。步骤如下：1）将炭黑干料浸泡于水中得到混合体系，炭黑干料的质量百分数为2%~20%，炭黑干料为吸碘值在14~150g/kg的炭黑，将所述混合体系加入强力分散机中，得到炭黑浆液；将混合体系制备成分散均匀且稳定的炭黑浆液，且该浆液在停止搅拌后2~5分钟无显著沉降。