一种连续改性装置及连续改性白炭黑的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种连续改性装置及连续改性白炭黑的方法。该装置包括进料部、驱动部、反应部、研磨部以及出料部；进料部包括第一进料口和第二进料口，第一进料口和第二进料口均与反应部连通设置，第二进料口的出料端连接有雾化器；反应部内部贯穿设置有搅拌器，搅拌器的一端与驱动部连接，另一端与研磨部的进料端连接；研磨部的出料端与出料部连接。改性白炭黑的方法采用该装置进行。本发明专利技术的连续改性装置结构简单、能耗较低、操作方便，可对物料进行连续改性。本发明专利技术的连续改性白炭黑的方法操作简单、无污染、低能耗、可无需加热处理、耗时短，且改性效果好，可显著提高白炭黑表面的疏水性，同时实现了优异的改性均匀性。同时实现了优异的改性均匀性。同时实现了优异的改性均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种连续改性装置及连续改性白炭黑的方法


[0001]本专利技术涉及一种连续改性装置及连续改性白炭黑的方法。

技术介绍

[0002]极性的沉淀白炭黑由于表面存在硅烷醇基团，而存在表面能高、易于团聚的缺陷。而大多数通用橡胶，例如丁苯橡胶(SBR)，天然橡胶(NR)和丁二烯橡胶(BR)都是非极性的。因此，白炭黑在橡胶中分散性差，以及橡胶与含有白炭黑的填料之间的相互作用弱，阻碍了白炭黑的应用。硅烷偶联剂由于具有与二氧化硅表面的硅烷醇基团进行缩合反应的能力，常用作白炭黑的改性剂，常见的型号有：硅烷偶联剂TESPT(也称为Si69)、Si747、Si264、KH550、KH560或KH570。
[0003]在现有的改性方法中，改性步骤间断不连续，需要后处理，能耗较高，易产生污染。
[0004]例如，中国专利申请CN201711298971.9公开了一种湿法改性沉淀法白炭黑的方法，在加热和催化剂作用下使聚醚硅烷或苯并噻唑巯基硅烷和沉淀法白炭黑的硅羟基进行脱水缩合反应，对沉淀法白炭黑进行处理，可以显著改善沉淀法白炭黑的分散性，赋予轮胎低滚动阻力和高抗湿滑性能。该改性方法缺点在于改性过程间断不连续，需要后处理步骤且需要加热和催化剂作用，能耗较高且可能产生污染。
[0005]中国专利申请CN201810865599.3公开了一种橡胶制品用离子液体
‑
防老偶联剂改性纳米白炭黑的方法，将烘干的纳米白炭黑与离子液体搅拌均匀，搅拌得到离子液体湿法改性的白炭黑，向离子液体湿法改性的白炭黑中加甲苯混合，经多步后处理得到硅烷偶联剂表面改性的纳米白炭黑。该改性方法的缺点在于使用了有机溶剂甲苯，容易造成溶剂浪费和污染，改性过程不连续，需要分批处理，产品的改性效果不够稳定。
[0006]综上所述，目前常用的改性工艺，其改性过程间断不连续，需要多步搅拌分散、加热反应和后处理过程，改性周期长，操作不便，造成了较高的能耗，此外使用有机溶剂容易造成溶剂浪费和污染。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有的改性白炭黑的方法工艺过程间断不连续、操作流程长、存在污染、能耗高且需要加热处理的缺陷，而提供一种过程连续、操作简单、无污染、低能耗、可无需加热处理、耗时短，且改性效果好，可显著提高产品疏水性及均匀性的连续改性装置及连续改性白炭黑的方法。
[0008]本专利技术通过下述技术方案解决上述技术问题。
[0009]本专利技术提供了一种连续改性装置，其包括进料部、驱动部、反应部、研磨部以及出料部；
[0010]其中，所述进料部包括第一进料口和第二进料口，所述第一进料口和所述第二进料口均与所述反应部连通设置，所述第二进料口的出料端连接有雾化器；
[0011]所述反应部内部贯穿设置有搅拌器，所述搅拌器的一端与所述驱动部连接，另一
端与所述研磨部的进料端连接；
[0012]所述研磨部的出料端与所述出料部连接。
[0013]本专利技术中，优选地，所述搅拌器为螺旋搅拌器。
[0014]更优选地，所述螺旋搅拌器包括一绞龙。优选地，所述绞龙的叶片间隔为3
‑
10cm，例如7cm。优选地，所述绞龙的高度为3
‑
6cm，例如5cm。
[0015]本专利技术中，优选地，所述驱动部为电机，所述电机的输出轴与所述搅拌器连接。
[0016]本专利技术中，优选地，所述研磨部包括若干环状磨盘，所述环状磨盘的空心环端为所述研磨部的进料端、嵌套并连接于所述搅拌器上，所述环状磨盘的外圆端为所述研磨部的出料端。其中，所述反应部中的物料通过搅拌器旋转搅拌，在所述反应部混合反应后，经所述环状磨盘的空心环端进入所述环状磨盘。所述驱动部同时为所述搅拌器和所述研磨部提供动力。
[0017]更优选地，所述环状磨盘上设有若干导料槽，所述导料槽由圆心向外设置、且所述导料槽的一端与所述环状磨盘的空心环端连通。优选地，所述导料槽的宽度为0.3
‑
1.0cm，例如0.7cm。
[0018]更优选地，所述环状磨盘上设有若干磨料槽，所述磨料槽由圆心向外设置、且所述磨料槽的一端与所述导料槽的一端连通，所述磨料槽的另一端为所述环状磨盘的外圆端。优选地，所述磨料槽的宽度为0.2
‑
0.5cm，例如0.4cm。
[0019]优选地，所述导料槽和所述磨料槽之间的角度为0
‑
60
°
，例如45
°
。
[0020]本专利技术中，优选地，所述连续改性装置还包括底座，所述底座设置于所述反应部下方，用于固定支撑所述反应部。
[0021]本专利技术中，优选地，所述第二进料口贯穿设置有进料伸缩管，伸入所述反应部内的所述进料伸缩管的一端连接于所述雾化器。
[0022]本专利技术中，优选地，所述第一进料口设置于靠近所述驱动部的所述反应部的一端，所述反应部连通设置有若干所述第二进料口。
[0023]本专利技术中，优选地，所述雾化器的喷嘴与所述反应部内物料之间的距离优选为3
‑
10cm。本专利技术还提供了一种连续改性白炭黑的方法，其采用如前所述的连续改性装置进行改性；
[0024]其包括下述步骤：
[0025]白炭黑通过所述第一进料口进入所述反应部，表面改性剂通过第二进料口、经所述雾化器雾化后进入所述反应部；
[0026]所述白炭黑与雾化的所述表面改性剂进行混合反应后、研磨处理即可。
[0027]本专利技术中，所述表面改性剂可为本领域常规的白炭黑表面改性剂，如Si69、Si747、Si264、KH550、KH560或KH570。其中，含有S元素的改性剂除了能够增加白炭黑表面疏水性，还能够在硫化过程中增加抗硫化返原性，并且使橡胶制品具备良好的热老化性能；含有巯基(
‑
SH)的改性剂，由于巯基硅烷一端有长链取代基结构，具有良好的屏蔽效应，使白炭黑表面具有疏水性，能较好地解决白炭黑团聚问题，达到良好的分散。
[0028]本专利技术中，所述的表面改性剂的用量可按本领域常规，优选为白炭黑质量的2.5
‑
20％，更优选为5
‑
20％。
[0029]本专利技术中，所述的雾化的表面改性剂可由下述方法制得：将含表面改性剂的溶液
雾化，即得。
[0030]其中，所述含表面改性剂的溶液中的溶剂可为本领域常规可溶解表面改性剂且不影响改性反应的溶剂，如甲醇、乙醇、甲苯或丙酮，优选为无水乙醇。所述的雾化的溶剂的用量以使得所述表面改性剂可雾化为准。
[0031]本专利技术中，所述混合反应的时间可为20
‑
40min，例如30min。该时间是指所述白炭黑与所述表面改性剂混合反应完成并送入所述连续改性装置研磨部所需的总时间。
[0032]本专利技术中，所述混合反应的温度一般为室温即可，例如25℃。
[0033]本专利技术中，所述的研磨处理的时间可按常规研磨机粉体研磨时间进行选择本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续改性装置，其特征在于，其包括进料部、驱动部、反应部、研磨部以及出料部；其中，所述进料部包括第一进料口和第二进料口，所述第一进料口和所述第二进料口均与所述反应部连通设置，所述第二进料口的出料端连接有雾化器；所述反应部内部贯穿设置有搅拌器，所述搅拌器的一端与所述驱动部连接，另一端与所述研磨部的进料端连接；所述研磨部的出料端与所述出料部连接。2.如权利要求1所述的连续改性装置，其特征在于，所述搅拌器为螺旋搅拌器；和/或，所述研磨部包括若干环状磨盘，所述环状磨盘的空心环端为所述研磨部的进料端、嵌套并连接于所述搅拌器上，所述环状磨盘的外圆端为所述研磨部的出料端；和/或，所述连续改性装置还包括底座，所述底座设置于所述反应部下方，用于固定支撑所述反应部。3.如权利要求1所述的连续改性装置，其特征在于，所述驱动部为电机，所述电机的输出轴与所述搅拌器连接；和/或，所述第二进料口贯穿设置有进料伸缩管，伸入所述反应部内的所述进料伸缩管的一端连接于所述雾化器；和/或，所述第一进料口设置于靠近所述驱动部的所述反应部的一端，所述反应部连通设置有若干所述第二进料口。4.如权利要求3所述的连续改性装置，其特征在于，所述雾化器的喷嘴与所述反应部内物料之间的距离为3
‑
10cm。5.如权利要求2所述的连续改性装置，其特征在于，所述螺旋搅拌器包括一绞龙；优选地，所述绞龙的叶片间隔为3
‑
10cm，例如7cm；优选地，所述绞龙的高度为3
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6cm，例如5cm；和/或，所述环状磨盘上设有若干导料槽；所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜海波，李春忠，刘翔，曹永杰，王博慧，胡金能，柳坤鹏，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：