[发明专利]一种工业木质素补强橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业木质素补强橡胶及其制备方法。属于化工材料及其制备技术领域。

背景技术

传统上，生产橡胶制品需要利用橡胶密炼机、开炼机、连续的螺杆式混炼机等装备，将生胶与补强剂、填充剂、硫化促进剂、防老剂、操作油、功能助剂等予以混炼，赋予橡胶混炼胶以特定的工艺性能与硫化胶特定的物化性能，这种混炼方法也称为干法混炼。这一混炼过程需要耗费大量的动力。补强剂、操作油是橡胶工业用量最大的助剂，捏炼补强剂、操作油所耗动力约占橡胶混炼动力的40%以上。多年来，人们一直在寻求配制橡胶混炼胶时往橡胶中加入添加量较大、分散较为困难的补强剂、操作油的最合理方法。

申请号为02152077.1的发明专利“炭黑填充型粉末橡胶的制备方法”，提供一种炭黑填充型粉末橡胶的制备方法，包括下述步骤：按胶乳计量所含干胶∶炭黑∶炭黑乳化剂∶操作油∶防老剂∶脂肪酸碱金属盐乳化剂∶凝聚剂∶去离子水的重量比为100∶10～100∶0.5～6.0∶0～70∶0.5～3.0∶1.0～6.0∶2.0～5.0∶300～2000的配比配料；炭黑的乳化；胶乳的热处理；胶乳的凝聚处理；凝聚物的后处理。利用本发明制备粉末橡胶具有包覆剂加入量较少，包覆效果良好，粉末化工艺稳定可靠、简便的优点，炭黑填充型粉末橡胶的成粉率达99％以上，所制备的炭黑填充型粉末橡胶的粒径分布可以通过调节凝聚条件来控制，制成的产品物理机械性能良好，无接触污染性，流动性良好、储存稳定。

申请号为200710029871.6的发明专利“稀土或过渡金属掺杂炭黑填充型粉末橡胶的制备方法”，提供一种稀土或过渡金属掺杂炭黑填充型粉末橡胶的制备方法，包括下述步骤：按胶乳计量所含干胶∶炭黑∶稀土或过渡金属氧化物∶炭黑乳化剂∶操作油∶防老剂∶脂肪酸碱金属盐乳化剂∶凝聚剂∶去离子水的重量比为100∶10～150∶0.01～15.0∶0.25～15.0∶0～70∶0.5～3.0∶1.0～6.0∶1.5～5.0∶300～2500的配比配料；炭黑的乳化；稀土化合物或过渡金属化合物掺杂炭黑的制备；胶乳的加热处理；胶乳的凝聚处理；凝聚物的后处理。与传统采用凝聚包覆法所制备的未掺杂炭黑填充型粉末橡胶相比，利用本发明制备稀土或过渡金属掺杂炭黑填充型粉末橡胶的成粉率高，无接触污染性，流动性良好、储存稳定；所制成的硫化胶物理机械性能尤其是定伸应力和拉伸强度得到显著提高。

申请号为97110667.3的发明专利“超细碳酸钙填充粉末丁苯橡胶的制备方法”，提供一种用超细碳酸钙填充粉末丁苯橡胶的制备方法，采用苯乙烯—顺丁烯二酸酐的交替共聚物的皂化物为包覆剂，以具有补强作用的超细碳酸钙为填充隔离剂，用一价金属盐和二价金属盐作凝聚剂，制得粒径为0．45～0．9ｍｍ、贮存稳定，流动性好的超细碳酸钙填充粉末丁苯橡胶。本发明粉末化稳定、可靠、脱水容易，且设备简单。

申请号为02152078.X的发明专利“超细碳酸钙填充型粉末橡胶的制备方法”，提供一种超细碳酸钙填充型粉末橡胶的制备方法，包括下述步骤：按胶乳计量所含干胶∶超细碳酸钙∶表面活性剂∶操作油∶防老剂∶脂肪酸碱金属盐乳化剂∶凝聚剂∶去离子水的重量比为100∶0～250∶0.2～8.0∶0～70∶0.5～3.0∶2.5～6.0∶2.0～5.0∶300～2000的配比配料；超细碳酸钙的乳化；胶乳的热处理；胶乳的凝聚处理；凝聚物的后处理。利用本发明制备粉末橡胶具有包覆剂加入量较少，包覆效果良好，粉末化工艺稳定可靠、简便的优点，超细碳酸钙填充型粉末橡胶的成粉率达99％以上，所制备的超细碳酸钙填充型粉末橡胶的粒径分布可以通过调节凝聚条件来控制，制成的产品物理机械性能优良，无粉尘飞扬，流动性良好、储存稳定。

专利号为89109494.6的发明专利“利用木质素作为橡胶补强剂的方法”公开了一种用木质素甲醛树脂作为丁腈橡胶增强剂的方法，在浓缩的造纸废液中加入甲醛制成木质素甲醛树脂，再按比例加入硫黄、氧化锌、硬脂酸、硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂与橡胶在一定温度下进行硫化，可获得在橡胶中填充大量木质素且不需加软化剂、节省大量橡胶且性质优良的硫化胶。但这种方法的缺点在于全部制造过程分三段分别进行，即木质素甲醛树脂的制备、与丁腈橡胶混合、木质素与丁腈橡胶的相界面处理，增加了工艺复杂性，而且这种方法的成本较高，需要加入各种助剂；此外，这种方法只适用于丁腈橡胶，在弹性体中的应用范围也比较窄。

上述公开的中国专利，或者是利用炭黑作为橡胶的补强剂（还包括以二氧化硅为主要成分的白炭黑），或者是利用木质素作为橡胶的补强剂。