一种液相原位法改性天然橡胶的制备方法技术

本发明专利技术提出一种改性天然橡胶的制备方法，包括如下步骤：A，白炭黑水分散体：B，配置天然橡胶胶乳混合液，C，絮凝、洗胶、造粒、脱水和干燥。此外，本发明专利技术还提出一种通过上述方法制备而成的橡胶。

A preparation method of liquid phase in situ modified natural rubber

The invention provides a modified natural rubber preparation method, which comprises the following steps: A, silica dispersion, B, natural rubber latex mixture, C, flocculation, washing, granulating, dehydration and drying. In addition, the invention also proposes a kind of rubber prepared by the above method.

【技术实现步骤摘要】
一种液相原位法改性天然橡胶的制备方法
本专利技术涉及一种液相原位法改性天然橡胶制备领域，具体涉及到使用白炭黑对天然橡胶以液相原位法改性混合的制备方法。
技术介绍
天然橡胶因其优良的弹性和物理机械性能，被广泛用于橡胶工业和轮胎工业。传统的轮胎和其它橡胶制品的胶料制备方法是天然橡胶经塑炼后，向胶料中以干法混炼的形式加入白炭黑等大量的补强剂、各种性能配合剂、工艺配合剂。常用的补强剂大都是各种炭黑和白炭黑及无机料，干法混炼白炭黑的加入，提高了轮胎的各项物理性能和耐磨性能，但随之也使胶料的滚动阻力和生热增加，同时更增加了车辆的耗油量和减少了轮胎的使用周期。在轮胎配方中，白炭黑的用量超过30份才有显著的效果，因白炭黑吸水性很强，当白炭黑用量增大时，较多的水份、白炭黑之间强烈的相互作用使其在橡胶中的分散困难，虽然加入硅烷偶联剂有利于白炭黑的分散，但分散仍然不够均匀，而且还致使胶料的加工性能很差。另外，由于白炭黑的体积大，在加料和混炼过程中四处飞扬，造成了生产环境的严重污染，因此，只能加入少量白炭黑。
技术实现思路
为了解决白炭黑在胶料中分散不均匀，以解决混炼过程中加工性能很差，能耗高的严重问题，我们专利技术一种液相原位法改性天然橡胶制备方法。其实通过如下技术方案实现的：一种改性天然橡胶的制备方法，包括如下步骤：A，白炭黑水分散体：A1，称料：称取白炭黑干料，其含量为15％-60％；去离子水，其含量为40％-85％；A2，将白炭黑干料溶于去离子水中；A3，在步骤A2形成的溶液中依次加入表面活性剂，硅矿悬浮剂，硅烷偶联剂；其中，表面活性剂的添加量为白炭黑干料的0.3％-3％；硅矿悬浮剂的添加量为白炭黑干料的0.1％-0.5％；硅烷偶联剂的添加量为白炭黑干料的5％-8％；A4，利用研磨机研磨上述制得的白炭黑浆料，常温下研磨步骤A3形成的溶液，使得原料混合均匀，制得白炭黑浆料；A5，测试浆料沉降体积，至沉降量小于50mg/h的白炭黑水分散体为合格。B，配置天然橡胶胶乳混合液：B1，配置质量分数为10％的硼酸溶液；B2，配置质量分数为10％的干酪素溶液，并向配置好的干酪素溶液中加入10％的硼酸溶液，常温下机械搅拌至全部溶解；其中，10％硼酸溶液的添加量为干酪素溶液的2％-4％；B3，称取权利要求2配置的干胶含量为25％-60％天然橡胶乳，称量数按配方比例15phr-70phr；B4，向称取的天然橡胶乳中加入上述10％干酪素溶液，常温下机械搅拌至分散均匀，其中干酪素的添加量为天然橡胶干胶含量的5％-10％；B5，将制备好的白炭黑水分散体加入至步骤B4制得的天然橡胶乳中，常温下机械搅拌至分散均匀，形成天然橡胶乳混炼胶液体；B6，向步骤B5形成的胶乳混合液中加入10％橡胶消泡剂，常温下机械搅拌至分散均匀，10％橡胶消泡剂的添加量为步骤5形成的天然橡胶乳混炼胶液体的5％-10％；C，絮凝、洗胶、造粒、脱水和干燥：C1，配置质量分数为10％的甲酸溶液；C2，在步骤B6形成的胶乳混合液中加入10％甲酸，常温下机械搅拌10min-30min，使其pH为3-5，胶乳均匀絮凝并与白炭黑共沉，时间8-16h；10％甲酸溶液的添加量为步骤5形成的天然橡胶乳混炼胶液体的5％-10％。C3，凝固后的胶料用清水将多余的甲酸洗除，经洗胶机进行洗胶和脱水；C4，脱水后的胶料送至橡胶造粒机造粒，再进入洗胶池水洗pH值6-7；C5，然后将胶料粒送入箱式干燥柜中进行蒸汽干燥，温度为90℃-105℃，干燥时间为4-5h；C6，干燥完全后即为天然橡胶的混炼胶料。进一步的，所述步骤B3中，天然橡胶乳通过如下方法制备而成：⑴新割的林间胶乳或经离心浓缩的天然橡胶乳保鲜制备：按天然橡胶乳液重量的2.0％-5.0％，称取橡胶保鲜剂，加入天然橡胶乳液中，常温机械搅拌10min-30min至分散均匀，放置2-4h；⑵新割的林间胶乳或经离心浓缩的天然橡胶乳脱蛋白质：在步骤(1)形成的胶乳中加入少量氨使胶乳的pH值为7-9，按天然橡胶乳重量的0.10％-2.0％加入10％防腐剂，温度控制在30-60℃，按天然橡胶乳重量的0.50％-10.0％加入10％抑菌剂、按天然橡胶乳重量的0.25-2.5％加入10％表面活性剂，进行搅拌1-2h，反应48-72h后，按GB/T8088-2008天然生胶氮含量测定，≤0.60％为合格。这里所用的表面活性剂为月桂酸皂，所用的抑菌剂为丝氨酸蛋白酶，防腐剂为环烷酸铵。进一步的，所述步骤A3中使用的表面活性剂包括阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂；其中，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和聚乙二醇的其中一种或几种；非离子表面活性剂为脂肪酸山梨坦，聚山梨酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯的其中一种或几种。进一步的，硅矿悬浮剂为聚羧酸盐、木质素磺酸钠的其中一种或几种。进一步的，硅烷偶联剂为硅-69。进一步的，所述防腐剂为环烷酸铵。进一步的，所述抑菌剂为丝氨酸蛋白酶。进一步的，所述步骤⑵所述的表面活性剂为月桂酸皂。进一步的，所述橡胶消泡剂为醇类无色油。此外，本专利技术还提出一种通过上述制备方法制备的混炼胶。本专利技术相对于现有技术所具有的优点为：1.本专利技术提出一种不需改变现有天然橡胶的生产条件，又能加入理想量的白炭黑且分散均匀、加工性能好、环境污染小、节省能源、低滚阻、抗湿滑、物理机械性能好、尤其是后期老化性能优于干法混炼工艺的液体原位法混炼天然橡胶料的制备方法。2.液相原位法改性天然橡胶实现了橡胶工业中补强剂白炭黑在液相中混炼，使白炭黑在橡胶中的分散性和均匀性有很大提高。3.液相原位法改性天然橡胶解决了橡胶工业中大量使用白炭黑时，混炼的段数多、时间长、不均匀和耗能大的问题，节省能源，降低成本。4.液相原位法改性天然橡胶降低橡胶工业中混炼橡胶时粉尘的飞扬，减少了环境5.污染。液相原位法改性天然橡胶由于加入大量的白炭黑，制造的轮胎滚动阻力小，生热低，拉伸强度、抗撕强度和耐老化性能等都有较大的提高。6.液相原位法改性天然橡胶也可和天然橡胶或合成橡胶并用，并且该胶料具有优良物理机械性能、较低滚动阻力、低生热和有较好抗湿滑的性能。7.液相原位法改性天然橡胶加工工艺简单，设备投入小。8.液体原位法白炭黑是采用湿法混炼工艺开发的天然橡胶复合材料新产品，对于推广扩大白炭黑的应用，节能环保具有重大意义。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。在本专利技术中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。本专利技术中，如非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特殊说明，均为本领域的常规方法。制备实施例1，液相原位法改性天然橡胶一种改性天然橡胶的制备方法，包括如下步骤：A，白炭黑水分散体：A1，称料：称取沉淀法白炭黑200g；去离子水1100g；A2，将白炭黑干料溶于去离子水中；A3，在步骤A2形成的溶液依次加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠2g，非离子表面活性剂脂肪酸山梨坦2g、聚羧酸盐1g，硅烷偶联剂硅-6910g，机械搅拌使得原料混合均匀，制得白炭黑浆料；A4，将上述白炭黑浆料加入到高剪切分散机上以800r/min研磨20min，制成沉降量小于50mg/h的白炭黑水分散体为合格,测试沉降体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性天然橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A，白炭黑水分散体：A1，称料：称取白炭黑干料，其含量为15%‑60%；去离子水，其含量为40%‑85%；A2，将白炭黑干料溶于去离子水中；A3，在步骤A2形成的溶液中依次加入表面活性剂，硅矿悬浮剂，硅烷偶联剂；其中，表面活性剂的添加量为白炭黑干料的0.3%‑3%；硅矿悬浮剂的添加量为白炭黑干料的0.1%‑0.5%；硅烷偶联剂的添加量为白炭黑干料的5%‑8%；A4，搅拌步骤A3形成的溶液，使得原料混合均匀，制得白炭黑浆料；A5，利用研磨机研磨上述制得的白炭黑浆料；A6，测试浆料沉降体积，至沉降量小于50mg/h的白炭黑水分散体为合格；B，配置天然橡胶胶乳混合液：B1，配置质量分数为10%的硼酸溶液；B2，配置质量分数为10%的干酪素溶液，并向配置好的干酪素溶液中加入硼酸溶液，常温下机械搅拌至全部溶解；其中10%硼酸溶液的添加量为干酪素溶液的2%‑4%；B3，称取脱蛋白后的天然橡胶乳，称量数按配方比例15phr‑70phr；B4，向称取的天然橡胶乳中加入上述干酪素溶液,常温下机械搅拌至分散均匀，其中10%干酪素的添加量为天然橡胶干胶含量的5%‑10%；B5，将制备好的白炭黑水分散体加入至步骤B4制得的天然橡胶乳中，常温下机械搅拌，形成天然橡胶乳混炼胶液体；B6，向步骤B5形成的液体中加入10%橡胶消泡剂，常温下机械搅拌至分散均匀，制得天然橡胶乳和白炭黑水分散体均匀混合成胶乳混合液；其中10%橡胶消泡剂的添加量为步骤5形成的天然橡胶乳混炼胶液体的5%‑10%；C，絮凝、洗胶、造粒、脱水和干燥：C1，配置质量分数为10%的甲酸溶液；C2，在步骤B6形成的胶乳混合液中加入甲酸，常温下机械搅拌至分散均匀，使其pH为3‑5，胶乳均匀絮凝并与白炭黑共沉，时间8‑16h；10%甲酸溶液的添加量为步骤5形成的天然橡胶乳混炼胶液体的5%‑10%；C3，凝固后的胶料用清水将多余的甲酸洗除，经洗胶机进行洗胶和脱水；C4，脱水后的胶料送至橡胶造粒机造粒，再进入洗胶池水洗pH值6‑7；C5，然后将胶料粒送入箱式干燥柜中进行蒸汽干燥，温度为90℃‑105℃，干燥时间为4‑5h；C6，干燥完全后即为天然橡胶的混炼胶料。...

【技术特征摘要】
1.一种改性天然橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：A，白炭黑水分散体：A1，称料：称取白炭黑干料，其含量为15%-60%；去离子水，其含量为40%-85%；A2，将白炭黑干料溶于去离子水中；A3，在步骤A2形成的溶液中依次加入表面活性剂，硅矿悬浮剂，硅烷偶联剂；其中，表面活性剂的添加量为白炭黑干料的0.3%-3%；硅矿悬浮剂的添加量为白炭黑干料的0.1%-0.5%；硅烷偶联剂的添加量为白炭黑干料的5%-8%；A4，搅拌步骤A3形成的溶液，使得原料混合均匀，制得白炭黑浆料；A5，利用研磨机研磨上述制得的白炭黑浆料；A6，测试浆料沉降体积，至沉降量小于50mg/h的白炭黑水分散体为合格；B，配置天然橡胶胶乳混合液：B1，配置质量分数为10%的硼酸溶液；B2，配置质量分数为10%的干酪素溶液，并向配置好的干酪素溶液中加入硼酸溶液，常温下机械搅拌至全部溶解；其中10%硼酸溶液的添加量为干酪素溶液的2%-4%；B3，称取脱蛋白后的天然橡胶乳，称量数按配方比例15phr-70phr；B4，向称取的天然橡胶乳中加入上述干酪素溶液,常温下机械搅拌至分散均匀，其中10%干酪素的添加量为天然橡胶干胶含量的5%-10%；B5，将制备好的白炭黑水分散体加入至步骤B4制得的天然橡胶乳中，常温下机械搅拌，形成天然橡胶乳混炼胶液体；B6，向步骤B5形成的液体中加入10%橡胶消泡剂，常温下机械搅拌至分散均匀，制得天然橡胶乳和白炭黑水分散体均匀混合成胶乳混合液；其中10%橡胶消泡剂的添加量为步骤5形成的天然橡胶乳混炼胶液体的5%-10%；C，絮凝、洗胶、造粒、脱水和干燥：C1，配置质量分数为10%的甲酸溶液；C2，在步骤B6形成的胶乳混合液中加入甲酸，常温下机械搅拌至分散均匀，使其pH为3-5，胶乳均匀絮凝并与白炭黑共沉，时间8-16h；10%甲酸溶液的添加量为步骤5形成的天然橡胶乳混炼胶液体的5%-10%；C3，凝固后的胶料用清水将多余的甲酸洗除，经洗胶机进行洗胶和脱水；C4，脱水后的胶料送至橡胶造粒机造粒，再进入洗胶池水洗pH值6-7；C5，然后将胶料粒送入箱式干燥柜中进行蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明艳，刘瑞强，刘爱烈，
申请(专利权)人：青岛金瑞纳橡胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37