一种橡塑填充剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种橡塑填充剂的制备方法，包括：1）煤粉的细化处理；2）改性剂的配置；3）橡塑填充剂的制备：将细化处理的煤粉与改性剂混合后，搅拌，干燥，即得橡塑填充剂。该通过共混、烘干等工艺构成的填充剂的制备工艺简单，易于操作，可以代替用于普通行业中的炭黑；并在电性能，冲击性能，加工性能等方面优于普通炭黑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于橡胶补强剂及塑料填充剂的填充剂，特别是。
技术介绍
橡胶工业和塑料工业在国民生活中占有举足轻重的作用。近年来为了更好的推动橡胶及塑料行业的发展，对橡胶的补强和对塑料低成本填充而不影响塑料使用性能一直备受关注。因而填料则引起了橡胶行业和塑料行业的广泛关注。对于橡胶填料可以提高橡胶的拉伸强度，改善橡胶的加工性能，并降低产品成本。在塑料中填料可以大幅度降低产品的成本，并且改善了产品的加工性能，此外，在一定程度上可以改善塑料产品的各项性能。目前我国在橡胶工业中应用的填料主要以炭黑和白炭黑为主，其用量占了整个生胶的30%。塑料工业中的填料主要以碳酸钙为主，其次还有钛白粉、蒙脱土、炭黑等。但是，目前用于橡胶工业和塑料工业的炭黑填料及碳酸钙存在以下不足(I)加工成本高。目前炭黑的粒径都是纳米级的，制备炭黑就需要大量的能源消耗，炭黑的成本也就随之大幅度提闻。(2)对石油产业依赖严重。炭黑制备依赖于石油行业，而我国石油依赖于进口，这对未来炭黑产业的发展有严重制约。(3)污染大。目前用于塑料的碳酸钙大多粒径小于lum，且碳酸钙及轻，很容易到处飞扬，危害工人健康。因此，为了克服炭黑填料及碳酸钙存在的不足，寻找一种成本低污染小的填料就势在必行。煤在我国有较大的储量，近年来我国的煤主要还是以燃烧为主，在部分省份也建立起了煤化工基地，但这些对于煤的应用还没有充分挖掘。目前，国内的煤化工主要是用煤制取水煤浆、煤焦油、乙二醇等。煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。煤是一种混合物，其主要是含苯环的大分子物质。在煤中含有的主要基团有羟基、羰基。这就为其改性提供了可能。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题和不足，本专利技术的目的在于提供，该通过共混、烘干等工艺构成的填充剂的制备工艺简单，易于操作，可以代替用于普通行业中的炭黑；并在电性能，冲击性能，加工性能等方面优于普通炭黑。本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的 ，该方法包括下述步骤I)煤粉的细化处理将新采出的煤炭先经普通粉碎机粉碎至40 50um,再于球磨机中以200r/min的速率研磨至5 6um ；2)改性剂的配置将质量比为50% 75%偶联剂与无水乙醇按照质量比I: I比例混合，并加入质量比为25 50%分散剂，搅拌均匀即得到改性剂；3)橡塑填充剂的制备将质量比为2% 5%改性剂喷散于细化处理的95% 98%煤粉中，搅拌混合后移入容器中，于80 85°C水浴，在1000 1200r/min下搅拌15 20min，取出后于干燥箱中110 120°C干燥2 2. 5h，即得橡塑填充剂。进一步的，本专利技术方法中，所述偶联剂为含有氨基的偶联剂，所述含有氨基的偶联剂为硅烷偶联剂KH550、A-1120、KBM-602或钛酸酯偶联剂201。 进一步的，本专利技术方法中，所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇或OP乳化剂。这种新型橡塑填充剂具有以下优点(I)在橡胶行业中，煤粉比重最低，炭黑比重I. 8，矿物填料比重为2. 6 2. 8 ;(2)分散性好，可降低混料时间；(3) pH值呈中性，不影响硫化速率；(4)具有平板结构，可用于气密性要求高的橡胶中；(5)不吸湿，能吸收硫化体系中的气味；(6)提高产品的弹性及冲击强度，减少变形。产品表面光洁度好。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例I本专利技术的方法包括下述步骤I)煤粉的细化处理将新采出的煤炭先经普通粉碎机粉碎至50um左右，而后再于球磨机中以200r/min的速率研磨IOOmin,即可达到5 6um。通过大量实验本专利技术在球磨罐中处理时速率以200r/min为最佳。通过对研磨不同时间的煤粉进行取样分析，研磨IOOmin时煤粉的粒度可以达到5 6um，因此根据MT/T 804-1999煤基橡胶填料技术条件要求，达到了其要求，确定研磨时间为 IOOmin。2)改性剂的配置将质量比为75%硅烷偶联剂KH550与无水乙醇按照质量比I: I比例混合，并加入质量比为25%的聚乙烯醇，搅拌均匀即得到改性剂；3)新型橡塑填充剂的制备将质量比为5%改性剂喷散于95%煤粉中，搅拌混合后移入容器中，于85 °C水浴，在1200r/min下搅拌15min，取出后于干燥箱中110°C干燥2. 5h，即得橡塑填充剂。混入改性剂能够避免煤粉团聚。经大量实验证明，确定搅拌时温度为80°C左右，搅拌速率为1000r/min，时间为20min较佳。实施例2本专利技术的方法包括下述步骤I)煤粉的细化处理将新采出的煤炭先经普通粉碎机粉碎至46um左右，而后再于球磨机中以200r/min的速率研磨IOOmin,即可达到5 6um。2)改性剂的配置将质量比为50%的硅烷偶联剂A-1120与无水乙醇按照质量比I: I比例混合，并加、入质量比为50%的聚乙二醇，搅拌均匀即得到改性剂；3)新型橡塑填充剂的制备将质量比为2%改性剂喷散于98%煤粉中，搅拌混合后移入容器中，于80°C水浴，在1000r/min下搅拌20min，取出后于干燥箱中120°C干燥2h，即得橡塑填充剂。经大量实验确定，选用改性剂用量为2 3%时为最佳。实施例3本专利技术的方法包括下述步骤I)煤粉的细化处理将新采出的煤炭先经普通粉碎机粉碎至40um左右，而后再于球磨机中以200r/min的速率研磨IOOmin,即可达到5 6um ；2)改性剂的配置将质量比为65%硅烷偶联剂KBM-602与无水乙醇按照质量比I: I比例混合，并加入质量比为35%的OP乳化剂，搅拌均匀即得到改性剂；3)新型橡塑填充剂的制备将质量比为3%改性剂喷散于97%煤粉中，搅拌混合后移入容器中，于80°C水浴，在1100r/min下搅拌20min，取出后于干燥箱中120°C干燥I. 5h，即得橡塑填充剂。经大量实验确定，上述选用偶联剂不仅限于是含有氨基的偶联剂硅烷偶联剂KH550、A-1120或KBM-602，偶联剂还可以选用钛酸酯偶联剂201等。下面通过将本专利技术与PVC混炼的实验来进一步说明本专利技术的共混性能效果。将PVC与本专利技术新型橡塑填充剂按不同比例共混，与开炼机上混炼，然后成型，对其性能进行测试。实验例I将本专利技术新型橡塑填充剂按不同比例与PVC共混后，加入稳定剂、增塑剂、助剂等，于165°C在开炼机上混炼lOmin，然后下片。将混炼好的PVC放在预热好的模具中先于平板硫化机上于175°C预热8min，而后在175°C、12MPa下压延15min取出即可。其性能如下表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡塑填充剂的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤 1)煤粉的细化处理 将新采出的煤炭先经普通粉碎机粉碎至40 50um,再于球磨机中以200r/min的速率研磨至5 6um ； 2)改性剂的配制 将质量比为50 75%的偶联剂与无水乙醇按照质量比I: I比例混合，并加入质量比为25 50%的分散剂，搅拌均匀即 得到改性剂； 3)橡塑填充剂的制备 将质量比为2 5%改性剂喷散于细化处理的95 98%煤粉中，搅拌混合后移入...

【专利技术属性】
技术研发人员：昝丽娜，方刚，邵水源，巨鹏，何钊，方世剑，王渝岗，庞青涛，韩瑾，
申请(专利权)人：西安科技大学，陕煤集团神木张家峁矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：