[发明专利]用于制备合成二烯弹性体和碳基填料的母料的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备合成弹性体和碳基填料的母料的方法，所述方法包括以下步骤：制备与阴离子或阳离子合成弹性体胶乳具有相反符号的zeta电位的碳基填料的水性分散体，阴离子或阳离子弹性体胶乳与碳基填料的水性分散体之间的电位差使得其绝对值大于或等于20mV；使得阴离子或阳离子合成弹性体胶乳与碳基填料的水性分散体接触并混合以产生凝结物；回收凝结物；并干燥回收的凝结物以产生母料。

技术领域

本发明涉及合成二烯弹性体和碳基填料的母料的制备。

背景技术

术语“母料”被理解为意指基于弹性体的复合物，所述复合物中已经引入填料和任选的其它添加剂。

已知的是，为了获得轮胎胎面中由填料赋予的最佳增强性质和因此获得高耐磨性，通常可取的是使该填料以尽可能细微分开并且尽可能均匀分布的最终形式存在于弹性体基质中。然而，这些条件仅当该填料具有极好的能力时才能得到，所述能力一方面为在与弹性体混合过程中引入基质和解附聚、分散并均匀分配在该基质中的能力。

为了改善填料在弹性体基质中的分散性，已知的做法是在“液体”相中使用弹性体和填料的混合物。为此，使用胶乳形式的弹性体和填料的水性分散体，通常称为“浆料”。

在这个领域，早在1955年，已经提出了橡胶中填料(特别是炭黑)均匀分散的问题。因此，从文献BE 541816已知，在液相中制备橡胶和炭黑的母料的方法。该方法连续进行并且使用液压冲击或剧烈的机械搅拌以将炭黑分散在弹性体基质中。

此外，尽管该方法使用碳基填料，例如炭黑，所述炭黑与天然橡胶自发凝结，然而炭黑不能与合成弹性体获得凝结。因此，必须加入一种能够与合成弹性体附聚，从而凝结的“凝结剂”。

水相中的凝结剂意指盐如氯化钠、酸如氯化氢、或碱如氢氧化钠。

最近，文献WO 97/36724公开了一种用于制备母料的方法，特殊设备使得可以改善炭黑在天然橡胶胶乳中的分散性。这项技术达到了两个目标：在没有凝结剂的情况下进行凝结步骤，并获得其中填料均匀分布的母料。然而，这种技术具有一定的缺点。所使用的设备非常复杂，所描述的方法依赖于与该设备相关的非常精确的特性，例如限定的凝结区域几何形状或限定的流速差。

因此，寻求如下制备母料的方法：所述方法产生母料，其中填料的分布在整个产品中是均匀的，并且其中重量产率和填料/弹性体比例令人满意，该方法必须使用简单的设备易于进行，而无需使用凝结剂。该方法对于与天然橡胶自发凝结而不与合成弹性体自发凝结的炭黑特别有利。

申请人出人意料地发现一种获得碳基填料-合成弹性体母料的简单方法，所述母料在“液”相中制备，这使得可以在不使用凝结剂的情况下获得填料在基质的良好分散。此外，这种方法不仅使得可以获得非常好的凝结产率(大于80重量％)，同时符合预先引入的填料的含量(相对于初始计算的填料含量的差异为20％被认为可以接受)。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于制备合成弹性体和碳基填料的母料的方法，所述方法包括以下步骤：

-制备与阴离子或阳离子合成弹性体胶乳具有相反符号的zeta电位的碳基填料的水性分散体，阴离子或阳离子弹性体胶乳与碳基填料的水性分散体之间的电位差使得其绝对值大于或等于20mV，

-将阴离子或阳离子合成弹性体胶乳与碳基填料的水性分散体集合在一起，并混合以获得凝结物，

-回收凝结物，

-干燥回收的凝结物从而得到母料。

为了本发明的目的，碳基填料旨在表示在其块体中仅含有碳原子的颗粒物质，“除了杂质”，应当理解的是在表面可能存在其它原子。

碳基填料可以非限制性地从炭黑、天然和合成石墨、碳纤维、石墨烯、富勒烯、乙炔黑和碳纳米管中选择。