一种粉末状改性胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种粉末状改性胶及其制备方法。该粉末状改性胶的制备步骤包括：向改性胶或进行无硫交联后的改性胶中加入隔离剂、进行pH值和固体含量调节后，通过喷雾干燥制得粉末改性胶或粉末交联改性胶。本发明专利技术的粉末状改性胶的制备过程对人体或环境友好，粉末橡胶杂质组分少，粒径可达纳米级别，纳米级粉末状的改性胶可以改善目前改性胶多以块状或片状运输和使用的情况，在使用上可以减少切胶工序，直接与无机填料混合，减少设备投资和节约能耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种粉末状改性胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于改性天然橡胶领域，具体涉及一种粉末状改性胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。橡胶分为天然橡胶与合成橡胶。虽然天然橡胶具有良好的弹性等，但由于其结构上的缺点，导致其耐磨性、耐屈挠性、抗湿滑性及与极性填料相容性等性能较差，从而限制了天然橡胶的应用范围。而改性胶的出现，有效地改善了天然橡胶的性能。
[0003]目前，改性胶制成后，绝大多数均以片状或块状的形态存在，然而，在使用改性胶作为原料进行制备橡胶制品时，需要将片状或块状的改性胶进行切胶工序，才能使之与其他原料混合与接触，以及为了使各种原料充分混合均匀，还需要进行分批混炼，增加了工艺的繁琐程度、延长制备时间。切胶和分批混炼阶段还会增加设备的投资、耗能和维修。此外，片状或块状的改性胶也导致了运输不方便。
[0004]为了进一步改善改性胶的耐老性，工业上还会选择对改性胶进行硫磺硫化，形成交联网络。但是在硫磺硫化中，需要使用到氧化锌和各类促进剂。氧化锌会污染水体，此类促进剂还有导致人体中毒和过敏反应等潜在趋势，硫磺硫化过程中还会产生亚硝胺、硫醇等对人体有害的物质。由此可见，进行无硫交联是非常有意义的。
[0005]综上所述，现有的片状或块状改性胶仍具有在使用时耗费时间成本、工艺生产成本的问题，以及运输不方便的问题。如何解决改性胶硫磺硫化过程中对环境、人体产生的不良影响，也是一个值得研究的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的不足，本专利技术的一个目的是制备纳米级粉末状改性胶以及提供粉末状改性胶的制备方法。在加工使用上，粉末状改性胶与片状或块状的改性胶相比，可以减少切胶工序，减少设备投资和维修，减少能耗；粉末状的改性胶便于自动称量配料，分散性好，能够与其他原料进行充分混合；并且不需要分批混炼，可直接加料进行挤压和模压，节省时间。
[0007]本专利技术的另一个目的是，提供一种少使用甚至不使用硫磺硫化体系的粉末状交联改性胶。利用化学碳键进行交联，碳键交联得到的改性胶性能比硫键交联得到的改性胶性能更优异，既避免了硫磺交联会导致的问题，又使得改性剂的耐老性得到进一步提升。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术的解决方案是：
[0009]一种粉末状改性胶的制备方法，包括如下步骤：
[0010]S1:将天然乳胶用稀释剂稀释，然后进行乳化，加入改性剂，采用氧化还原引发剂进行接枝反应，反应结束后，得到改性胶乳液；
[0011]S2:向所述改性胶乳液中加入隔离剂；
[0012]S3:调节所述改性胶乳液pH值，稀释总固体含量至1％
‑
20％，然后再进行喷雾干
燥。优选pH值范围为9
‑
12，pH值过高或过低会使体系的稳定性降低。总固体含量低于1％会使得改性胶在喷雾过程中损耗增多，且时间成本高；低于20％会使得体系过于粘稠，增大喷雾难度。
[0013]所述步骤S1还包括如下步骤:
[0014]在步骤S1所述的改性胶乳液中加入无硫交联剂，进行交联反应。
[0015]进一步地，所述交联反应的加热温度为30℃
‑
80℃，时间为4h
‑
12h，优选加热温度为50℃，时间为6h。
[0016]加热温度低于30℃，交联反应进行缓慢且不彻底；交联温度高于80℃，则会导致急剧交联，反应釜内产生凝胶。
[0017]交联时间4h是保证稳定交联所需的最少时间，交联时间越长，体系的稳定性和均匀性越好，交联时间达到12h，体系已经稳定，若再继续反应，会使得反应体系粘稠度增大，在反应釜内产生粘壁现象。在优选温度和优选时间下会使得反应体系交联均匀，同时使得交联过后的改性胶状态稳定，易于后期喷雾和共混悬浮液的制备。
[0018]进一步地，所述无硫交联剂为甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、1，4
‑
丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，6
‑
己二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四甲基丙烯酸酯或二季戊四醇五甲基丙烯酸酯中的一种或多种，添加量为所述天然乳胶重量的0.2％
‑
18％。
[0019]进一步地，所述交联反应为部分交联，所述无硫交联剂的添加量为所述天然乳胶重量的6％
‑
8％。
[0020]进一步地，所述交联反应为全部交联，所述无硫交联剂的添加量为所述天然乳胶重量的15％
‑
18％。
[0021]进一步地，所述隔离剂为无机盐和纳米惰性粒子的混合物，添加量为所述天然乳胶重量的1
‑
75％。隔离剂用量过低则无法在喷雾阶段形成均匀的粉末；用量过高则导致产品乳胶含量过低。
[0022]进一步地，所述无机盐包括氯化钠、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或多种；所述纳米惰性粒子包括纳米二氧化硅、二氧化硅前驱体、纳米碳酸钙、纳米硅藻土、纳米黏土、纳米炭黑中的一种或多种。
[0023]进一步地，所述隔离剂的加入顺序为加入无硫交联剂前，或加入无硫交联剂后。
[0024]进一步地，所述改性胶乳液pH值为9
‑
12，所述喷雾干燥的进口温度为100℃
‑
180℃，出口温度为20℃
‑
100℃；优选所述改性胶乳液pH值为9
‑
10，优选稀释总固体含量至5％
‑
10％，优选喷雾干燥的进口温度为130℃
‑
160℃，优选出口温度为60℃
‑
80℃。
[0025]所述改性胶乳液pH值优选为9
‑
10，能够使乳液的稳定性更好，在早期存储过程中不发生絮凝和过于粘稠的现象，还能使得乳液不会提前变质。
[0026]进口温度控制在100℃
‑
180℃，能够在喷雾干燥过程中使得水分充分挥发，粉末橡胶可以不经过任何后续工序即可直接使用，粉末橡胶的含水量极低，含水量可降低到0.1
‑
0.5％，但过高的进口温度可能会造成粉末橡胶早期的烧焦现象。出口温度控制在60℃
‑
80℃，是为了可以收集产物，同时保持出料过程中产品不产生吸潮现象。
[0027]相应地，本专利技术还提供由上述方法制得的粉末状改性胶。
[0028]进一步地，由上述方法所制备得到的粉末状改性胶的粒径为50
‑
300nm。
[0029]本专利技术与常规的橡胶相比具有如下优点：
[0030]1.粉末状改性胶可以改善目前改性胶多以块状或片状运输和使用的情况。在作为原料制备橡胶制品方面，粉末状改性胶可以减少切胶工序，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉末状改性胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1:将天然乳胶用稀释剂稀释，然后进行乳化，加入改性剂，采用氧化还原引发剂进行接枝反应，反应结束后，得到改性胶乳液；S2:向所述改性胶乳液中加入隔离剂；S3:调节所述改性胶乳液pH值，稀释总固体含量至1％
‑
20％，然后再进行喷雾干燥。2.根据权利要求1所述的粉末状改性胶的制备方法，其特征在于：所述步骤S1还包括如下步骤:在步骤S1所述的改性胶乳液中加入无硫交联剂，进行交联反应。3.根据权利要求2所述的粉末状改性胶的制备方法，其特征在于：所述交联反应的加热温度为30℃
‑
80℃，时间为4h
‑
12h，优选加热温度为50℃，时间为6h。4.根据权利要求3所述的粉末状改性胶的制备方法，其特征在于：所述无硫交联剂为甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、1，4
‑
丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，6
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己二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四甲基丙烯酸酯或二季戊四醇五甲基丙烯酸酯中的一种或多种，添加量为所述天然乳胶重量的0.2％
‑
18％。5.根据权利要求4所述的粉末状改性胶的制备方法，其特征在于：所述交联反应为部分交联，所述无硫交联剂的添加量为所述天然乳胶重量的6％
‑
8％。6.根据权利要求4所述的粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛忠福，李海，姚翔，彭华龙，
申请(专利权)人：江苏麒祥高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：