[发明专利]一种作为高级橡胶补强填料的硅铝炭黑的制备方法

说明书

本发明涉及一种作为高级橡胶补强填料的硅铝炭黑的制备方法，所用的原料为煤矸石和过火煤矸石，属于复合材料的生产技术。

在现有的技术中，为了降低成本作为橡胶产品补强填料的硅铝炭黑已开始采用煤矸石作为原料。从公开的文献中可以看出，“新型工业填料硅铝炭黑的制取工艺”(CN86100846)主要是以煤矸石为原料，经粉碎→焙烧→研磨等工艺而制取。“硅铝组合物及其制法和用途”(CN1042555A)，是利用煤矸石粉碎成适当的粒度，于600-850℃范围内焙烧而成。“利用煤矸石烧结粉作橡胶、塑料的填充、补强剂的生产方法”(CN1064493A)，其主要的技术特征是煤矸石经煅烧→超细粉碎成粉状而制成。在上述技术文献中，由于所采用的方法有一定的缺点，所制得的硅铝炭黑产品中含有较多的硫，同时由于煤矸石中含有一定量的铁。而上述技术方案中均没有采取去除硫和除铁的工艺，这样所制得的硅铝炭黑由于含有铁和硫使得其只能作为一般的橡胶和塑料的补强填料，而不能作为高级橡胶产品尤其是汽车轮胎的补强填料。所用的材料中主要是煤矸石，但是更多的废弃的过火煤矸石还没有得到利用。

本发明的目的是：研制一种成本低、以煤矸石和过火煤矸石为原料的，可作为高级橡胶补强填料的硅铝炭黑的制备方法。

该方法的工艺过程如下：在工艺过程中加入了去除铁、加入去除硫的工艺，加入可以在橡胶产品内起增粘作用的偶联剂，并在缺氧的情况下冷却。具体工艺过程如下：

1.选料：

用煤矸石或过火煤矸石均可，去除杂物，经筛选后的物料直经在20mm左右；

2.除铁：

在粉碎机的入口处，加圆盘形磁铁或者是电磁铁，除去进入粉碎机的物料中铁；

3.粉碎：

在粉碎机内进行，粉碎至粒度为300目-400目。

4.焙烧：

在专用的焙烧旋转炉(参见附图2)内进行，焙烧温度为600℃-1200℃，时间为30-90分钟；

5.加入偶联剂：

在上述专用的焙烧旋转炉内进行，具体是在焙烧炉内加入为物料总重量1％-10％的偶联剂；

6.除硫：

在上述专用的焙烧旋转炉内进行，上述专用的焙烧旋转炉在焙烧开始时为密封状态，当温度升为所需的温度时打开炉头、炉尾使物料中的硫排出；

7.缺氧冷却：

在冷却机中进行冷却，冷却时冷却机处于密封状态，使其在缺氧的状态下冷却；

8.细磨：

在研磨机中进行，细磨至400目99.9％的通过率；

9.包装

所制得的硅铝炭黑含有二氧化硅35-65％，三氧化二铝20-35％，其它为炭氢化合物。

上述焙烧旋转炉为一长圆形的炉体，炉头至炉体有一定的倾斜度，炉内装有掀板和拨齿，炉体可以沿轴旋转。

本发明所采用的原料为煤矸石和过火煤矸石，用煤矸石生产炭黑，用过火煤矸石生产白炭黑或彩色炭黑。

由于本发明所用的原料不但是煤矸石，而且可以是更多的废弃的过火煤矸石，原料易得，成本低。由于加入了偶联剂所以制得的硅铝炭黑在橡胶产品中可以起增粘作用，具有防烧焦、和提高伸长性的作用，既易于无机物的浸润、又易于和无机物很好的结合，从而改善了橡胶的特性。经脱硫处理的硅铝炭黑，增加了补强性能，对胶料有延迟硫化的作用，生热低、抗老化性能好。去除铁的工艺使得轮胎内胶与线的结合力增加。可以用于汽车轮胎等高级橡胶产品的填料，这是用其它硅铝炭黑产品所不能达到的。本发明应用范围广，使用本发明所采用的方法，不但可以生产出白色硅铝炭黑，还可以生产黑色硅铝炭黑以及彩色硅铝炭黑产品。所生产的制品，可以作为汽车轮胎、橡胶、塑料、油膏、人造革、建筑用防水材料等的补强脱硫。

下面结合附图及实施例对本发明予以说明：

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明中所用的焙烧旋转炉的示意图；

实施例1：

白色硅铝炭黑产品，含有二氧化硅45-65％，三氧化二铝30-35％。工艺过程如下：