一種低鋅硫化活性劑的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低鋅硫化活性劑的制備方法，步驟包括：將不溶于水的惰性填料和碳酸鋅加入水中，通過(guò)攪拌使它們充分接觸；攪拌后靜置，除去上清液，將剩余物煅燒至不再產(chǎn)生氣體為止，即得低鋅硫化活性劑。本發(fā)明低鋅硫化活性劑制備方法簡(jiǎn)捷，水可循環(huán)利用，無(wú)污染、節(jié)能環(huán)保，符合國(guó)家綠色化工、清潔化生產(chǎn)的政策要求。制得的低鋅硫化活性劑為納米氧化鋅/惰性填料混合物，其特點(diǎn)是納米氧化鋅均勻的負(fù)載在惰性填料表面，通過(guò)在橡膠中應(yīng)用試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該低鋅硫化活性劑與等質(zhì)量的納米氧化鋅應(yīng)用效果相當(dāng)，達(dá)到了減少納米氧化鋅用量、降低鋅污染的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種低待硫化活性劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種橡膠用低鋒硫化活性劑的制備方法，屬于精細(xì)化工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在橡膠的硫化成型過(guò)程中，除了要加入硫化劑、硫化促進(jìn)劑、防焦劑外，為提高硫 化速度，一般還需要加入硫化活性劑，一般常用的硫化活性劑為氧化鋒、硬脂酸等，其中氧 化鋒不僅可W加快硫化速度，還可W提升橡膠的交聯(lián)密度，從而起到補(bǔ)強(qiáng)作用。為提升氧化 鋒在橡膠中的使用性能，現(xiàn)在使用較多的氧化鋒均為納米氧化鋒，顆粒細(xì)，活性高，在橡膠 行業(yè)用量非常大。但納米氧化鋒由于顆粒細(xì)，比表面積大，易起靜電，特別容易聚集結(jié)團(tuán)，特 別是在橡膠混煉中，容易導(dǎo)致分散不均勻，從而影響膠料性能。另外，納米氧化鋒會(huì)隨著輪 胎等橡膠制品的磨損、廢棄而不可避免的進(jìn)入水體、±壤中，造成鋒污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成 較大的污染隱患，特別是對(duì)動(dòng)物的生殖影響較大，所W橡膠行業(yè)也一直致力于開(kāi)發(fā)新的低 鋒或者無(wú)鋒的橡膠活性劑來(lái)替代納米氧化鋒，W求降低或杜絕鋒污染。
[0003] 專(zhuān)利CN101352676A公開(kāi)了一種W貝殼粉為載體的納米氧化鋒的制備方法，將可 溶性鋒鹽配成溶液，然后將貝殼粉浸潰到溶液中，用氨氧化軸調(diào)節(jié)抑值使鋒鹽沉淀到貝殼 粉中，通過(guò)鍛燒形成負(fù)載到貝殼粉中的納米氧化鋒。該方法將納米氧化鋒負(fù)載到貝殼粉中， 降低了納米氧化鋒在橡膠中的用量，也避免了納米氧化鋒的團(tuán)聚，但是鋒鹽沉淀到貝殼粉 的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含軸鹽的廢水，環(huán)保型較差，增加了廢水處理的成本。
[0004] 專(zhuān)利CN102382489A公開(kāi)了一種活性載體法制備低鋒硫化活性劑的方法，該方法 ^粘±為載體，通過(guò)有機(jī)改性劑對(duì)粘±進(jìn)行改性，提高了粘±對(duì)納米氧化鋒的負(fù)載量，納米 氧化鋒也是通過(guò)將粘±浸潰到可溶性鋒鹽水溶液中，然后調(diào)節(jié)抑將鋒鹽沉淀，最后通過(guò)鍛 燒形成納米氧化鋒的方法制得，同樣會(huì)產(chǎn)生含鹽廢水，存在環(huán)保型較差、廢水處理成本高的 問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種低鋒硫化活性劑的制備方法，該方法簡(jiǎn)便易行，無(wú)污染、 節(jié)能環(huán)保，成本低。
[0006] 本發(fā)明具體技術(shù)方案如下： 一種低鋒硫化活性劑的制備方法，步驟包括；將不溶于水的惰性填料和碳酸鋒加入水 中，通過(guò)攬拌使它們充分接觸；攬拌后靜置，除去上清液，將剩余物鍛燒至不再產(chǎn)生氣體為 止，即得低鋒硫化活性劑。
[0007] 本發(fā)明采用不溶性碳酸鋒作為鋒源，W帶有微孔結(jié)構(gòu)的惰性填料為載體，經(jīng)試驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)碳酸鋒在與惰性填料充分接觸的情況下很容易附在惰性填料表面。攬拌完全后通過(guò)過(guò) 濾可W將惰性填料和碳酸鋒除去，剩余的濾液中不含無(wú)機(jī)鹽，可W重復(fù)利用，且不會(huì)造成排 放污染。
[0008] 上述制備方法中，濾渣中的碳酸鋒在鍛燒時(shí)會(huì)分解為納米氧化鋒和二氧化碳，而 惰性填料不會(huì)發(fā)生變化，鍛燒完成后分解形成的納米氧化鋒會(huì)均勻分散在惰性填料表面， 形成納米氧化鋒/惰性填料復(fù)合物，由惰性填料和負(fù)載在惰性填料表面的納米氧化鋒形成 的復(fù)合物即為低鋒硫化活性劑。
[0009] 上述制備方法中，W不溶于水的惰性填料和碳酸鋒的總質(zhì)量為1計(jì)，不溶于水的 惰性填料占總質(zhì)量的20-50%。
[0010] 上述制備方法中，所述不溶于水的惰性填料為碳酸巧、高嶺±和活性粘±中的一 種或幾種。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)中使用可溶性鋒鹽作為鋒源，關(guān)于惰性填料的粒度對(duì)性能的影響沒(méi)有研 究，各惰性填料的粒度都是采用普遍使用的粒度(惰性填料普遍使用的粒度為40-100目）。 本發(fā)明W惰性填料和不溶性的碳酸鋒為原料，并且對(duì)惰性填料的粒度進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)研 究發(fā)現(xiàn)，惰性填料的粒度大于200目（例如200-1200目），最優(yōu)選大于600目（例如600-1200 目），最最優(yōu)選為800-1200目時(shí)低鋒硫化活性劑效果最佳。碳酸鋒的粒度為600-800目時(shí) 效果最佳。選擇合適粒度的惰性填料和碳酸鋒也能降低納米氧化鋒的使用量。
[0012] 上述制備方法中，不溶于水的惰性填料和碳酸鋒在40-5(TC溫度下進(jìn)行攬拌混 合。
[0013] 上述制備方法中，不溶于水的惰性填料和碳酸鋒在120-150 r/min的攬拌速度 下混合，優(yōu)選13化/min。在此攬拌速度下，攬拌2-化可W使它們充分接觸。
[0014] 上述制備方法中，不溶于水的惰性填料和碳酸鋒加入水中，水的用量滿(mǎn)足將該兩 者均勻分散。
[0015] 上述制備方法中，鍛燒溫度為550-60(TC。
[0016] 本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明低鋒硫化活性劑制備方法簡(jiǎn)捷，水可循環(huán)利用，無(wú)污染、節(jié)能環(huán)保，符合國(guó)家 綠色化工、清潔化生產(chǎn)的政策要求。
[0017] 2、由于惰性填料的存在，納米氧化鋒不易結(jié)團(tuán)，在橡膠中非常容易分散，從而提升 了氧化鋒的使用性能。
[0018] 3、制得的低鋒硫化活性劑特點(diǎn)是納米氧化鋒均勻負(fù)載在惰性填料表面形成的納 米氧化鋒/惰性填料復(fù)合物，通過(guò)在橡膠中應(yīng)用試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含有70%納米氧化鋒的低鋒硫化 活性劑與等質(zhì)量的納米氧化鋒應(yīng)用效果相當(dāng)，鋒用量降低了 30%，達(dá)到了減少納米氧化鋒用 量、降低鋒污染的目的。
[0019]

【具體實(shí)施方式】 下面根據(jù)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。
[0020] 下述實(shí)施例中，低鋒硫化活性劑中納米氧化鋒含量計(jì)算方法為：(mlX81/125)/ (mlX81/125+m。。其中；ml為碳酸鋒質(zhì)量，m2為惰性填料質(zhì)量。
[00川 實(shí)施例1 取1200目的碳酸巧粉末IlOg,800目的碳酸鋒粉末400g，加入2000血水中，40°C下 13化/min攬拌速度攬拌120min，攬拌后沉淀30min，去除大部分水，剩余物加入小型高溫回 轉(zhuǎn)爐中，控制溫度550-60(TC，灼燒化后，不再產(chǎn)生氣體，得到殼核式低鋒硫化活化劑365g， 計(jì)算得知，納米氧化鋒含量約為70. 2%。
[00過(guò) 實(shí)施例2 按照實(shí)施例I的方法制備低鋒硫化活性劑，不同的是：所用碳酸巧粉末的粒度為800 目。最終所得殼核式低鋒硫化活化劑365g，經(jīng)計(jì)算，納米氧化鋒含量為70. 2%。
[002引 實(shí)施例3 按照實(shí)施例1的方法制備低鋒硫化活性劑，不同的是；所用碳酸巧粉末的粒度為300 目。最終所得殼核式低鋒硫化活化劑365g，經(jīng)計(jì)算，納米氧化鋒含量為70. 2%。
[0024] 實(shí)施例4 按照實(shí)施例1的方法制備低鋒硫化活性劑，不同的是：所用碳酸巧粉末的粒度為600 目。最終所得殼核式低鋒硫化活化劑365g，經(jīng)計(jì)算，納米氧化鋒含量為70. 2%。
[00巧]實(shí)施例5 按照實(shí)施例1的方法制備低鋒硫化活性劑，不同的是；所用碳酸巧粉末的粒度為1400 目。最終所得殼核式低鋒硫化活化劑365g，經(jīng)計(jì)算，納米氧化鋒含量為70. 2%。
[002引 實(shí)施例6 取600目的活性粘±粉末170g，800目的碳酸鋒粉末400g，加入2000mL水中，4(TC下 13化/min攬拌速度攬拌120min，沉淀30min，去除大部分水，剩余物加入小型高溫回轉(zhuǎn)爐 中，控制溫度550-60(TC，灼燒化后，不再產(chǎn)生氣體，得到殼核式低鋒活化劑426g，計(jì)算得 知，納米氧化鋒含量約為60. 4%。
[0027] 實(shí)施例7 取1000目的活性粘± 266. 7g，600目的碳酸鋒粉末400g，加入2000血水中，50°C下 15化/min攬拌速度攬拌120min，攬拌后沉淀30min，去除大部分水，剩余物加入小型高溫 回轉(zhuǎn)爐中，控制溫度550-60(TC，灼燒化后，不再產(chǎn)生氣體，得到殼核式低鋒硫化活化劑 525. 5g，計(jì)算得知，納米氧化鋒含量49. 3%。
[002引 實(shí)施例8 取1000目的高嶺± 400g，600目的碳酸鋒粉末400g，加入2000血水中，50°C下120r/ min攬拌速度攬拌ISOmin，攬拌后沉淀30min，去除大部分水，剩余物加入小型高溫回轉(zhuǎn)爐 中，控制溫度550-60(TC，灼燒化后，不再產(chǎn)生氣體，得到殼核式低鋒硫化活化劑659g，計(jì)算 得知，納米氧化鋒含量39. 3%。
[0029] 實(shí)施例9 按照實(shí)施例8的方法制備低鋒硫化活性劑，不同的是；高嶺±的粒度為200目。最終所 得殼核式低鋒硫化活化劑658g，計(jì)算得知，納米氧化鋒含量39. 3%。
[0030] 對(duì)比例 取800目的己酸鋒400g，加入2000mL水中，攬拌至溶解，然后將1200目的碳酸巧粉末 IlOg加入水溶液中，攬拌混合，再加入氨氧化軸溶液調(diào)節(jié)抑至8，40°C下13化/min攬拌速 度攬拌120min，攬拌后沉淀30min，去除大部分水，剩余物加入小型高溫回轉(zhuǎn)爐中，控制溫 度550-60(TC，灼燒3-化，得到殼核式低鋒硫化活化劑280g，計(jì)算得知，納米氧化鋒含量約 為 61. 6〇/〇。
[0031] 為了體現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)，將上述實(shí)施例和對(duì)比例所得的低鋒硫化活性劑在全鋼載 重子午線(xiàn)輪胎胎面膠料中進(jìn)行使用，W評(píng)價(jià)其應(yīng)用效果，方法如下： 1、全鋼子午線(xiàn)輪胎胎面膠配方W重量份計(jì)為；5#天然橡膠，100份；炭黑N234,45份； 白炭黑，15份；橡膠增塑劑A，2份；實(shí)施例和對(duì)比例的低鋒硫化活性劑或純納米氧化鋒，3 份；硬脂酸，2份；娃焼偶聯(lián)劑si69, 3份；防老劑RD，I. 5份；防老劑4020, 2份；硫黃，I. 2份； 促進(jìn)劑CZ，1.5份。
[0032] 2、胎面膠混煉工藝(按照上述胎面膠配方中原料比例）；采用兩段混煉工藝進(jìn)行混 煉，一段混煉在1.化密煉機(jī)中進(jìn)行，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為80r ? min4,加料順序?yàn)椋簧z一小料一白 炭黑、炭黑一排膠（1400 ;二段混煉在XK-160開(kāi)煉機(jī)上進(jìn)行，加料順序?yàn)橐欢位鞜捘z一硫 黃、促進(jìn)劑CZ -薄通3次一下片。
[0033] 3、胎面膠性能如表1所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種低鋅硫化活性劑的制備方法，其特征是：將不溶于水的惰性填料和碳酸鋅加入 水中，通過(guò)攪拌使它們充分接觸；攪拌后靜置，除去上清液，將剩余物煅燒至不再產(chǎn)生氣體 為止，即得低鋅硫化活性劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述低鋅硫化活性劑為不溶于水的惰 性填料和負(fù)載在惰性填料表面的納米氧化鋅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：不溶于水的惰性填料占不溶于水的惰 性填料和碳酸鋅總質(zhì)量的20-50%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述不溶于水的惰性填料為碳酸鈣、高 嶺土和活性粘土中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：所述不溶于水的惰性填料粒度大于200 目，優(yōu)選大于600目，更優(yōu)選為800-1200目。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：碳酸鋅的粒度為600-800目。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：不溶于水的惰性填料和碳酸鋅在 40-50°C溫度下進(jìn)行攪拌混合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：攪拌速度為120-150 r/min，優(yōu)選 130r/min〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：攪拌時(shí)間為2-3h。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：煅燒溫度為550-600°C。
【文檔編號(hào)】C08K3/22GK104356424SQ201410687791
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】杜孟成, 馬德龍, 王才朋 申請(qǐng)人:山東陽(yáng)谷華泰化工股份有限公司