用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒及其制备方法技术

本发明专利技术揭示的用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒及其制备方法，属纳米材料技术领域，应用一整套制备纳米级材料的工艺方法，采用改性纳米氧化锌，经添加不同功能的复合组份，制得的用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒，用在橡胶制品中比直接使用纳米氧化锌粉体具有良好的分散性能、较高的混炼效率、无飞扬、保护环境、可成功地降低对员工身体健康的危害等特点，同时也改善了粉体材料在橡胶加工过程中粘辊、计量不准、自动输送困难以及由于存储而引起的粉体团聚的缺陷。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种，属纳米材料
具体涉及了一种橡胶助剂---一种用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒，还涉及了这种用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒的制备方法。二、技术背景目前，氧化锌在橡胶配方中主要作为硫化活性剂使用，是一种不可或缺的功能性助剂。由于氧化锌自身的特点，其在橡胶混炼过程中存在着粘辊、粉尘飞扬、危害员工身体健康和污染环境等问题。为了解决以上问题，近年来国内外相继对氧化锌在橡胶加工过程中的粉尘飞扬、粘辊、环保等问题展开了研究，如中国专利CN1130154A，提供了一种借助粘结分散剂或表面活性剂，由螺杆挤出机制造了颗粒状高活性氧化锌；如美国专利US6046260提供了一种氧化锌分散体，主要是以石油沥青或萜烯为粘结剂，脂肪酸为表面活性剂，合成橡胶、天然橡胶为载体，将氧化锌分散于载体橡胶中制得了氧化锌分散体；又如市售拜尔-莱茵公司的氧化锌-80产品，其以三元乙丙胶为载体制得预分散体；以上实例解决了普通氧化锌在橡胶加工中的粘辊、粉尘飞扬、危害人身健康、污染环境等问题。近年来，由于新技术、新材料的迅速发展，纳米氧化锌以其独特的纳米效应，在橡胶制品中应用所表现出来的优异性能，正愈来愈成为橡胶用氧化锌品种的主角。但由于纳米氧化锌其粒径比普通氧化锌小近千倍，比表面积大几十倍，在橡胶加工中表现出来的分散性能差、粉尘飞扬等问题更加突出，限制了纳米氧化锌性能的充分发挥，而普通氧化锌的造粒工艺又不适用于纳米氧化锌的造粒。因此研究开发用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒，解决纳米氧化锌的分散和环保等问题，以提高橡胶制品性能，是业界所期盼的！三、专利技术内容本专利技术的目的是向社会推出一种，对橡胶工业的技术进步作些贡献。本专利技术的技术方案包括用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒的技术方案和制备方法的技术方案。这种用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒，其复合组分包括有改性纳米氧化锌粉体、载体母胶、胶粘分散剂、增塑剂、润滑剂，把这些组份按适当的配方比例配伍，采用实用的一整套制备工艺方法，在密炼设备中使各组分混合均匀，以热喂料或冷喂料方式从挤出机中挤出，再切成母粒，其技术特点在于所述的橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒各复合组份的配方比例为改性纳米氧化锌∶载体母胶∶胶粘分散剂∶增塑剂∶润滑剂＝50-94％∶0.5-10％∶4-20％∶0.5-10％∶1-10％(质量百分比)，各复合组份比例总和均须满足100％。如上所述的用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒，详细技术要点有所述的改性纳米氧化锌的配方比例为纳米氧化锌∶改性剂＝90-99.9％∶0.1-10％(质量百分比)，但经一次或多次改性所用的各组份之比例总和均须满足100％(质量百分比)，其中所用的改性剂可以是聚合物超分散剂如聚丙烯酸及其盐类、硅油系列、聚合度为300-3000的聚乙烯醇系列等，聚合度200-20000的非离子类改性剂如聚乙二醇、聚合度9-20的聚醚类等。关于这种用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒的制备方法，是制备橡胶添加的纳米材料的一整套制备方法，科技含量高，该复合母粒的制备方法的技术特点在于a、该橡胶用改性纳米氧化锌复合母粒各复合组份及其配方比例是改性纳米氧化锌∶载体母胶∶胶粘分散剂∶增塑剂∶润滑剂＝50-94％∶0.5-10％∶4-20％∶0.5-10％∶1-10％(质量份)，各复合组份比例总和均须满足100％。b、该复合母粒的制备工艺方法用密炼机升温至110-140℃时，加入需用量的载体母胶和胶粘分散剂，保温加压密炼5-15分钟，然后按需用量分次加入改性纳米氧化锌，进行密炼5-15分钟，期间按需用量分次加入增塑剂和润滑剂，混炼完成后以热喂料或冷喂料形式进入挤出设备中，挤出柱状母胶，经切粒机切成短柱状的母粒，检验合格后，储藏待用。如上所述用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒的制备方法，其详细技术要点还有a、它的各复合组份的制备工艺方法1)改性纳米氧化锌粉体的制备方法所述的改性纳米氧化锌粉体的配方比例为纳米氧化锌∶改性剂＝90-99.9％∶0.1-10％(质量百分比)，但经一次或多次改性所用各组份之比例总和均须满足100％(质量百分比)，其中所用的改性剂可以是聚合物超分散剂如聚丙烯酸及其盐类、硅油系列、聚合度为300-3000的聚乙烯醇系列等，聚合度200-20000的非离子类改性剂如聚乙二醇、聚合度9-20的聚醚类等；改性工艺方法包括有公知技术的干法、湿法、干湿法相结合的一整套改性工艺方法。2)其它复合组份的配制载体母胶用天然橡胶或合成橡胶中的一种或某几种混合体；胶粘分散剂采用VA含量为14-66％的EVA；增塑剂采用邻苯二甲酸酯类、磷酸脂类、脂肪族类、二元脂类、芳香系油、环烷系油、脂肪系油、石蜡系油中的一种；润滑剂采用分子量为1000-10000的低分子量聚合物如聚酯蜡、锌离子共聚物蜡、乙烯共聚合物蜡、聚丙烯蜡等中的一种。b、经切粒机切成的短柱状改性纳米氧化锌复合母粒可以是直径为0.5-15mm、高度为1-20mm的。本专利技术的这种用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒的优点是明显的通过以上技术处理，橡胶用纳米氧化锌复合母粒与橡胶分子达到了分子水平的结合，实现了良好的预分散效果，很好地解决了橡胶混炼过程中纳米氧化锌粉体分散困难以及粉尘飞扬、计量不准、粘辊以及危害员工人体健康和环境问题，从而明显的改善了工作环境以及胶料的动态力学性能，如胶料的耐磨性能、H抽出力、撕裂强度、扯断伸长率以及抗老化性能等，同时，赋予了橡胶制品具有防霉抗菌的特性。这种橡胶用改性纳米氧化锌复合母粒的制备方法，科技含量高，制备方法简便，易操作，而且具有很强的实用性、先进性和显著的社会效益和经济效益。四附图说明图1是用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒制备方法的工艺流程方框图。在图1中1、纳米氧化锌；2、改性纳米氧化锌；3、润滑剂；4、增塑剂；5、胶粘分散剂；6、载体母胶；7、母粒胶混炼；8、胶料挤出；9、切粒。五、具体实施办法实施例一a、复合母粒的制备方法1)改性纳米氧化锌的制备方法是采用湿干法相结合的改性工艺方法，在氨法制备纳米氧化锌的过程中，分别按5％的比例加入聚乙烯醇和聚醚，制得改性纳米氧化锌粉体；改性纳米氧化锌其配合组份为纳米氧化锌∶聚乙烯醇∶聚醚＝90％∶5％∶5％，其配比总和为100％(质量百分比)；2)复合母粒的制备方法是将改性纳米氧化锌与VA含量为66％的EVA、环烷油或磷酸脂、天然橡胶、聚酯蜡等复合组分按比例分次加入密炼机，在110℃下充分混炼15分钟，制成混炼胶。其配比为改性纳米氧化锌∶天然橡胶∶EVA∶环烷油或磷酸脂∶聚酯蜡＝94％∶0.5％∶4％∶0.5％∶1％(质量百分比)，配比之总和为100％；3)混炼胶利用挤出机挤出后，用切粒装置切成直径为0.5mm、高度为1mm的颗粒，即得橡胶用改性纳米氧化锌复合母粒。b、复合母粒1)该例的改性纳米氧化锌采用纳米氧化锌∶聚乙烯醇∶聚醚＝90％∶5％∶5％的配比，其配比总和为100％(质量百分比)；经过湿干法改性方法制得改性纳米氧化锌；2)该例的改性纳米氧化锌复合母粒采用改性纳米氧化锌∶天然橡胶∶EVA∶环烷油或磷酸脂∶聚酯蜡＝94％∶0.5％∶4％∶0.5％∶1％的配比，其配比之总和为100％(质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒，其复合组分包括有：改性纳米氧化锌、载体母胶、胶粘分散剂、增塑剂、润滑剂，把这些组份按适当的配方比例配伍，采用实用的一整套制备工艺方法，在密炼设备中使各组分混合均匀，以热喂料或冷喂料方式从挤出机中挤出，经切粒制得改性纳米氧化锌复合母粒，其特征在于：所述的用于橡胶添加的改性纳米氧化锌复合母粒各复合组份的配方比例为：改性纳米氧化锌∶载体母胶∶胶粘分散剂∶增塑剂∶润滑剂＝５０－９４％∶０．５－１０％∶４－２０％∶０．５－１０％∶１－１０％（质量百分比），各复合组份比例总和须满足１００％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆天荣，于泳，赵永红，张立中，乔爱萍，
申请(专利权)人：骆天荣，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]