[发明专利]一种湿法混炼胶料的无酸制备方法

说明书

本发明提供一种湿法混炼胶料的无酸制备方法，其包括：白炭黑水分散体的制备以及湿凝胶料的无酸絮凝的步骤。本发明实现了在液相中进行白炭黑的混炼，动态混合和快速絮凝，解决了因白炭黑与田间天然胶乳密度差异而造成的沉降问题，白炭黑有天然橡胶中的分散性和均匀性提高。生产场地小、生产周期短，可用最普通的白炭黑获得较理想的各项性能，且整个生产过程的粉尘污染小，相对于传统的有酸絮凝工艺，可减少生产工艺用水70％(每吨胶料可节约用水15～20吨)；减少污水排入放60％以上。生产周期缩短一半以上。采用本方法生产的胶料在制造的轮胎时，混炼能耗可减少30％左右。轮胎的滚动阻力降低20％，生热降低25％，抗张强度和抗撕强度高，胶料的耐老化性能好。

技术领域

本发明涉及湿凝胶料制备技术领域，尤其涉及一种湿法混炼胶料的无酸制备方法。

背景技术

混炼是橡胶胶料加工的关键工序。在典型的橡胶加工过程中，一般是将橡胶生胶(干胶)与粉状的填料及其它配合剂分批或连续地在密炼机或开炼机中通过转子或辊筒间强烈的剪切作用，使填料等粉料尽可能均匀地混合分散于橡胶聚合物中，即“干法混炼”。

由于橡胶生胶(干胶)的本体粘度大，使得混炼(干法混炼)一直是橡胶胶料加工过程中能耗最大的工序，其能耗占整个橡胶加工能耗的大半。干法混炼的每批胶料之间的差异性较大，这不仅会给技术人员带来麻烦，也常常对后续工序的质量产生很大的影响。干法混炼时还会造成大量的粉尘散布，是轮胎等橡胶制品生产企业的最大粉尘污染源。故此，橡胶行业一直在探索，谋求比现有的干法混炼工艺更节省能源，使配合剂在橡胶中能够更好、更均匀分散的方法。

“湿法混炼”是一种在橡胶还处于乳胶(天然胶乳或合成胶乳)状态下，加入炭黑、白炭黑等填料，通过搅拌充分进行混合分散，然后经絮凝(共沉)制造混炼胶的方法。以该方法制备的聚合物—填料均匀分散体称为“共沉胶”。与干法混炼相比,湿法混炼工艺有如下的优势：

—能显著降低橡胶的混炼能耗，降低成本(减少混炼段数和炼胶时间)；

—能显著改善各种补强填料在橡胶聚合物中的分散状况；

—能显著减少粉尘污染；

—有利于先进的连续混炼工艺的实现。

在胶料性能方面，由于湿法混炼改善了各种补强填料在橡胶聚合物中的分散状况，可以提高硫化胶的物理机械性能进而改善产品的质量。

白炭黑作为一种不依赖石油资源的橡胶补强填料已经被广泛应用于以轮胎为代表的橡胶制品中。配合白炭黑的胶料的湿路面抓着性和低滚动阻力这两项性能都比炭黑配合胶料优越，这使得轮胎行业越来越重视白炭黑的应用。

在实际使用中，由于白炭黑表面的硅烷羟基基团具有非常强烈的形成氢键的倾向和很强的吸水性，使得其在填充剂－填充剂间的相互作用方面较强，而在填充剂－非极性橡胶聚合物间的相互作用较弱。所以当采用传统的干法混炼时，随着白炭黑用量的增大，白炭黑倾向于结合成为附聚体的形态，这种附聚体对胶料的加工性能有很大的影响：

－当白炭黑的用量较大(15％以上)时，白炭黑在胶料中难于分散，工艺性能差，胶料的各项物理机械性能差；

－必须将白炭黑分批加入，增加混炼的时间并严格控制混炼温度，能耗加大，生产效率降低；

－加入白炭黑的胶料混炼后期胶料生热大，容易引起焦烧；

－在加料和混炼过程中白炭黑四处飞扬，造成生产环境的严重污染。