[发明专利]一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法

权利要求书

1.一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于以天然橡胶乳胶，和硅溶胶或纳米二氧化硅在水中的分散体为主要原料的液-液均匀混合构成湿炼体系，在搅拌中水浴加热升温至湿炼温度，恒温搅拌，加入凝聚剂使天然橡胶与纳米二氧化硅粒子凝聚共沉形成天然橡胶/纳米二氧化硅复合物，干燥后即获得天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶。

2.根据权利要求1所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于所述天然橡胶乳胶是从橡胶树采集的新鲜天然橡胶乳胶；在与其他原料混合前，先用蒸馏水、无离子水或自来水将新鲜天然橡胶乳胶稀释至天然橡胶干固物质量百分比浓度为15～25%。

3.根据权利要求1所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于所述硅溶胶包括胶体粒子的粒径为5～30nm的硅溶胶；所述纳米二氧化硅的分散体包括粒径小于100nm的纳米二氧化硅粒子在水中的分散体；在混合前，先用净水分别将硅溶胶和纳米二氧化硅分散体稀释至纳米二氧化硅干固物质量百分比含量为10%～30%。

4.根据权利要求3所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于所述纳米二氧化硅的分散体还包括粒径为100nm～300nm的SiO₂粒子在水中的分散体。

5.根据权利要求1所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于天然橡胶干固物与纳米二氧化硅干固物的质量配比为100：30～90。

6.根据权利要求1所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于所述水浴加热升温至湿炼温度为60～85℃，恒温于预定温度搅拌至湿炼时间为30分钟～3小时。

7.根据权利要求1所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于所述凝聚剂是酸或水溶性多价金属盐；所述酸包括甲酸、乙酸、盐酸、硫酸、硝酸中一种以上；所述水溶性多价金属盐包括氯化钙、硫酸钙、氯化锌、醋酸锌、氯化铝、硫酸铝中一种以上；凝聚剂的用量相当于湿炼体系中天然橡胶干固物质量的2%～5%；在使用前将酸或多价金属盐配制成质量百分比浓度为5%的水溶液。

8.根据权利要求1所述一种用湿炼法制备的天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶，其特征在于还添加硅烷偶联剂双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物（Si-69）对所述湿炼法天然橡胶/纳米二氧化硅进行硫化。

9.根据权利要求1所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于于所述湿炼体系还加入用量相当于湿炼体系中纳米二氧化硅质量0～17%的纳米二氧化硅粒子表面处理剂；所述纳米二氧化硅粒子表面处理剂为一元醇、二元醇、非离子型乳化剂中一种以上；一元醇包括乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇中的一种以上，二元醇包括乙二醇（甘醇）、一缩二乙二醇（二甘醇）、二缩三乙二醇（三甘醇）、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇中的一种以上，非离子型乳化剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酯。

10.根据权利要求1～9任一项所述一种制备天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶的湿炼法，其特征在于所述湿炼法的操作过程是，在配置了搅拌机和水浴加热自动控温装置的反应器中加入净水和纳米二氧化硅粒子表面处理剂，搅拌均匀后加入硅溶胶或纳米二氧化硅分散体，将硅溶胶稀释至SiO₂的预定浓度或将纳米二氧化硅分散体稀释至预定浓度，然后加入稀释至预定浓度的天然橡胶乳胶，搅拌10分钟～20分钟使体系混合均匀，构成湿炼体系；水浴加热将湿炼体系升温至预定温度，恒温搅拌至预定时间，加入凝聚剂水溶液，继续搅拌5～15分钟，停止加热，出料，经过滤，洗涤，挤压脱水，在80℃～110℃的温度下烘干，即获得含水率小于1%的湿炼法天然橡胶/纳米二氧化硅混炼胶；所述将硅溶胶稀释至SiO₂的预定浓度或将纳米二氧化硅分散体稀释至预定浓度是指：纳米二氧化硅干固物质量百分比含量为10%～30%；所述天然橡胶乳胶稀释至的预定浓度是指：然橡胶干固物质量百分比浓度为15～25%。