[发明专利]一种充软化剂充蒙脱土高苯乙烯乳液共沉胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种充软化剂充蒙脱土高苯乙烯乳液 共沉胶的制备方法。

背景技术

高苯乙烯橡胶是一种特殊的橡胶，广泛应用于牛筋鞋底、胶辊、电绝缘材料、硬 橡胶板、橡胶花砖、硬质胶管及新材料高速铁路的减震制品等，在实际应用过程中往 往与其它橡胶并用或添加大量填料或补强剂。但由于高苯乙烯橡胶中作为硬段的苯乙 烯含量很高(达40-80wt％)，其产品具有较高的硬度，软化点较高，导致其与其它橡胶 并用及添加剂混合时难以混匀：若混合温度过低，则粘度太大，耗能高；若混合温度 过高，则容易氧化分解。

高苯乙烯橡胶的软化剂，是高苯乙烯橡胶制品中不可缺少的一个重要组分。软化 剂的加入不仅大幅度提高高苯乙烯橡胶混炼的工艺性能，降低能耗，缩短混炼时间， 而且可以有效地提高制品的耐寒性能，降低生热，提高低温挠屈性。现有技术中通常 是在橡胶与其他配合剂混炼过程中加入软化剂，由于高苯乙烯橡胶粘度很大，混炼温 度低时，两者难以混匀，而且能耗高，混炼时间长。若混炼温度过高，又容易氧化分 解，橡胶性能降低。

长期以来，人们一直采用炭黑和白碳黑作为补强剂，但炭黑除了污染严重外，其 来源还依赖于石油能源物资，而且价格昂贵，而白炭黑补强效果不够理想，且价格较 贵，因此需要寻找一种污染小(或无污染)、价格便宜、易于加工的高苯乙烯橡胶补 强剂。蒙脱土的推出为解决这一难题提供了良好的契机。蒙脱土来源丰富，价格低廉， 无污染，有望代替(或者部分代替)传统的碳黑和白碳黑。

橡胶/蒙脱土复合材料正在引起科技工作者的极大兴趣，但目前理论研究较多，在 实用技术方面还未见有工业化应用的报道。这是因为，当前的研究大多数沿用塑料/纳 米蒙脱土的复合方法，即机械共混法。但是，由于橡胶本身粘度大、不适于高剪切条 件下复合，所以难以得到理想的分散效果，而理想的均匀、纳米级分散正是蒙脱土能 够充分发挥其补强效果的特征。同时，该方法仅适合于橡胶制品厂小批量生产，不适 于橡胶厂的大规模工业化生产。如何找到一种更有效的方法与橡胶复合一直是摆在人 们面前的重要课题。

长期以来，人们一直未间断对该课题的探索。中国专利“粘土/橡胶纳米复合材料 的制备方法”(申请号98101496.8，公开号CN1238353A)公开了一种采用乳液共沉法， 将未改性的粘土(蒙脱土)直接加入橡胶胶乳，进行凝聚，制备橡胶/蒙脱土共沉胶。 中国专利“有机改性的粘土与丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法”(申请号 200510084326.8，公开号CN1900149A)采用乳液共沉法制备了丁苯橡胶/有机改性蒙 脱土(或未改性蒙脱土)共沉胶。中国专利“硅烷偶联剂改性的粘土与丁苯橡胶纳米复 合材料的制备方法”(申请号200610114731.4，公开号CN1970607A)采用乳液共沉法 制备了丁苯橡胶/硅烷偶联剂改性蒙脱土共沉胶。上述方法都是直接将橡胶乳液与蒙脱 土共沉，由于橡胶大分子链与蒙脱土浸润性差，共沉时蒙脱土难以有效地被包覆于高 苯乙烯橡胶中，尤其是当蒙脱土填充量大时(超过5重量份)，有大量的蒙脱土残留 在共沉清液中，共沉胶脱水干燥时大量蒙脱土又随水脱出，难以实现工业化生产。高 苯乙烯橡胶与蒙脱土乳液共沉未见文献报道。

软化剂作为高苯乙烯橡胶的软化剂，是高苯乙烯橡胶制品中不可缺少的一个重要 组分。软化剂的加入不仅大幅度提高高苯乙烯橡胶混炼的工艺性能，降低能耗，缩短 混炼时间，而且可以有效地提高制品的耐寒性能，降低生热，提高低温挠屈性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出一种充软化剂充蒙脱土高苯乙烯乳 液共沉胶的制备方法，步骤为：

1)按配方准备原料，将软化剂和防老剂分别进行乳化；

2)将蒙脱土悬浮液、偶联剂和防老剂加入到高苯乙烯橡胶乳液中，搅拌均匀得胶 乳混合液；

3)在上述胶乳混合液中加入乳化软化剂并搅拌1-30min，得到乳化混合液；

4)分别将上述乳化混合物以及絮凝剂、质子酸同时且缓慢加入到无机盐和絮凝剂 水溶液中，搅拌均匀得到絮凝混合液；

5)然后在絮凝混合液中加入无机碱调节pH＝7，边搅拌边形成絮凝物；絮凝物经 脱水、干燥制得充软化剂充蒙脱土高苯乙烯乳液共沉胶。