本發(fā)明涉及橡膠
技術領域：
，具體涉及一種利用液相混煉制備膠粉/天然橡膠復合膠的制備方法。
背景技術：
：近年來，隨著我國高速公路通車里程和機動車擁有量的不斷增長，廢舊橡膠(輪胎)的產(chǎn)生量以年均10％～30％的速度迅猛發(fā)展。到2015年，我國廢舊輪胎產(chǎn)生量將達到3億條左右。大量的廢舊橡膠(輪胎)如不加以利用，不僅會滋生細菌，占用土地，還會產(chǎn)生嚴重的消防隱患。因此，如何安全、環(huán)保地利用這些大量的廢舊輪胎資源成為一個非常緊迫的任務。目前行業(yè)內再生橡膠的利用主要分為制備再生橡膠、膠粉表面改性和膠粉轉用這三個方向，其中膠粉表面改性由于生產(chǎn)過程污染小、能耗低等優(yōu)點，在近年來得到迅速的發(fā)展。通過對膠粉進行表面改性，與其它的橡膠進行并用，不僅大量的利用了廢舊橡膠，同時還降低了制品的生產(chǎn)成本，并在一定程度上提高橡膠制品的部分性能。由于廢舊膠粉的三維網(wǎng)狀結構，改性后膠粉在與其它橡膠共混相容性較差，分散不均勻、會導致制品的物理機械性能和加工性能的降低。因此，采用一種低能耗，能使膠粉均勻分散且與高分子基質緊密結合的混煉工藝對于提高膠粉的物理機械性能并提高其在橡膠行業(yè)的使用率具有十分重大的意義。技術實現(xiàn)要素：為了解決上述的技術問題，本發(fā)明提供了一種膠粉/天然橡膠液相混煉復合膠制備方法，在使用常見膠粉的前提下，大幅提高了復合材料的相容性和物理機械性能。本發(fā)明采用如下的技術方案來實現(xiàn)：一種膠粉/天然橡膠液相混煉復合膠制備方法，包括如下所述的步驟：(1)將膠粉(30目～200目)、水、防沉降劑和抗氧化劑進行混合攪拌，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將固含量20％～70％的膠乳、水、微生物蛋白酶和穩(wěn)定劑混合攪拌，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照質量比1:10～1:0.1的比例加入攪拌機，混合攪拌后靜置，加入凝固劑攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。傳統(tǒng)干法制備復合膠工藝需要開煉機或密煉機的加熱、機械剪切作用，這樣會使得橡膠分子鏈斷裂，從而降低了其性能；本發(fā)明通過液相法實現(xiàn)膠粉與天然橡膠的復合，可以實現(xiàn)膠粉的良好分散，并且液相法制復合膠克服了開煉機或密煉機的加熱、機械剪切作用，在后期處理過程中通過加入抗氧劑，減少了橡膠在干燥過程中的熱降解；通過加入抗氧劑，減少了橡膠在干燥過程中的熱降解；同時經(jīng)過微生物蛋白酶預先凝固，使得膠粉及填料在膠乳中的分散性更好，提高了復合材料的物理機械性能。本發(fā)明整個工藝在液相條件下完成，沒有密煉機或密煉機的高能耗問題，且采用水為分散相綠色環(huán)保，而其他助劑多為工業(yè)級原料，易得價廉，該方法是一種制備膠粉/天然橡膠液相混煉復合膠較佳方案。優(yōu)選的，所述步驟1中120目膠粉為0.1～300份、水為100重量份、防沉降劑為0.01～5份重量份、抗氧化劑為0～5份；混合攪拌條件為15～75℃、120轉/分鐘的條件下攪拌20分鐘。優(yōu)選的，所述步驟2中20～70％固含量膠乳為167～500重量份、水為300～600重量份、微生物蛋白酶為0～1重量份、穩(wěn)定劑為0.01～10份；混合攪拌條件為15～90℃、20～2000轉/分鐘的條件下攪拌1～20分鐘；優(yōu)選的，所述步驟3中混合攪拌的條件為15～45℃、500轉/分的條件下攪拌30分鐘；靜置時間0.1～3小時。加入的凝固劑為0.5～2重量份。優(yōu)選的，所述防沉降劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉、聚羥基羧酸酰胺和有機膨潤土的一種或多種混合。優(yōu)選的，所述抗氧劑為N-苯基-β-萘胺、抗氧劑1010、抗氧劑168。優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑為KOH、四偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉、辛酸鉀、烷基聚氧乙烯醚等中的一種或幾種混合。優(yōu)選的，所述凝固劑為甲酸、乙酸、鹽酸、硫酸、氯化鈣、聚丙二醇、乙酸環(huán)己胺中的一種或多種混合。優(yōu)選的，所述步驟1中還加入了白炭黑、炭黑、陶土、碳酸鈣、高嶺土中的一種或幾種混合。根據(jù)以上制備方法制備的一種膠粉/天然橡膠液相混煉復合膠。本發(fā)明防沉降劑可以使膠粉更均勻分散于液體中，提高膠粉分散體的均勻度；進而分散于液體中的膠粉與天然乳膠進行混合，通過適當?shù)臄嚢璨⒓尤肽虅┦构不祗w系凝聚共沉降制得膠粉/天然橡膠復合材料。通過加入抗氧劑，減少了橡膠在干燥過程中的熱降解；通過加入抗氧劑，減少了橡膠在干燥過程中的熱降解；同時經(jīng)過微生物蛋白酶預先凝固，使得膠粉及填料在膠乳中的分散性更好，提高了復合材料的物理機械性能。本發(fā)明的整個制備過程在常溫下進行，提高了膠粉在天然橡膠分散的均勻性；同時減少了熱煉混合條件下實現(xiàn)膠粉與天然橡膠時對天然橡膠分子鏈的破壞，同時降低能耗，制得的復合材料具備優(yōu)異的物理機械性能。附圖說明圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實施方式下面通過具體的實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細的說明，但是本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限制。對比例110號標膠天然橡膠：100份，膠粉(80目)：20份。密煉溫度：90℃；轉速：60～80rpm/min；混煉時間：5min投料方法：5號標膠在50～70℃烘膠后，切為小塊膠，加入密煉機→壓壓砣→提壓砣1鐘后加入膠粉→密煉4分鐘→排膠(排膠溫度140℃左右)對比例210號標膠天然橡膠：100份，膠粉(120目)：20份。密煉溫度：90℃；轉速：60～80rpm/min；混煉時間：5min投料方法：5號標膠在50～70℃烘膠后，切為小塊膠，加入密煉機→壓壓砣→提壓砣1鐘后加入膠粉→密煉4分鐘→排膠(排膠溫度140℃左右)對比例310號標膠天然橡膠：100份，膠粉(200目)：20份。密煉溫度：90℃；轉速：60～80rpm/min；混煉時間：5min投料方法：5號標膠在50～70℃烘膠后，切為小塊膠，加入密煉機→壓壓砣→提壓砣1鐘后加入膠粉→密煉4分鐘→排膠(排膠溫度140℃左右)實施例1本實施例提供了一種膠粉/天然橡膠液相混煉復合膠制備方法，包括如下的步驟：(1)將80目10重量份的膠粉、88重量份的水、1.5重量份的聚乙烯醇和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺，在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌30分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將100重量份的固含量40％的膠乳、99重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的穩(wěn)定劑在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照2:5的比例加入攪拌機，在1000轉/分鐘的條件下混合20分鐘攪拌，隨后加入2重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例2(1)將120目10重量份的膠粉、88重量份的水、1.5重量份的聚乙烯醇和0.5重量份的抗氧劑1010進行在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌40分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將100重量份的固含量40％的膠乳、99重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的穩(wěn)定劑在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌20分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照2:5的比例加入攪拌機，在1000轉/分鐘的條件下混合20分鐘攪拌，加入0.5重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例3本實施例提供了一種膠粉/天然橡膠液相混煉復合膠制備方法，包括如下的步驟：(1)將200目10重量份的膠粉、88重量份的水、1.5重量份的聚乙烯醇和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺，在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌30分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將100重量份的固含量40％的膠乳、99重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的穩(wěn)定劑在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照3:5的比例加入攪拌機，在1000轉/分鐘的條件下混合20分鐘攪拌，隨后加入2重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例4(1)將200目20重量份的膠粉、78重量份的水、1.5重量份的聚乙烯醇和0.5重量份的N-苯基-β-萘胺，在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌40分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將500重量份的固含量40％的膠乳、300重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的六偏磷酸鈉,在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照1:2.7的比例加入攪拌機，在20～2000轉/分鐘的條件下混合10分鐘攪拌，隨后靜置1小時，加入0.5重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例5(1)將120目20重量份的膠粉、77重量份的水、2.5重量份的有機膨潤土和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺，在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌xx分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將500重量份的固含量20％的膠乳、300重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的六偏磷酸鈉,在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照1:2.7的比例加入攪拌機，在50轉/分鐘的條件下混合10分鐘攪拌，加入0.5重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例6(1)將120目20重量份的膠粉、77重量份的水、2.5重量份的有機膨潤土和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺,在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌xx分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將500重量份的固含量20％的膠乳、300重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的六偏磷酸鈉，在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照1:2.7的比例加入攪拌機，在50轉/分鐘的條件下混合10分鐘攪拌，加入0.5重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例7(1)將80目10重量份的膠粉、88重量份的水、2.5重量份的聚羥基羧酸酰胺和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺,在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌35分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將250重量份的固含量40％的膠乳、600重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的烷基聚氧乙烯醚，在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照1:2.8的比例加入攪拌機，在50轉/分鐘的條件下混合10分鐘攪拌，加入0.5重量份的2％的鹽酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例8(1)將400目10重量份的膠粉、88重量份的水、1.5重量份的聚羥基羧酸酰胺和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺,在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌25分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將167重量份的固含量40％的膠乳、300重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的烷基聚氧乙烯醚，在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照1:1.56的比例加入攪拌機，在50轉/分鐘的條件下混合10分鐘攪拌，加入0.5重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例9(1)將80目10重量份的膠粉、83重量份的水、5重量份的炭黑N330、1.5重量份的聚乙烯醇和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺,在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌30分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將500重量份的固含量40％的膠乳、300重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的烷基聚氧乙烯醚，在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照1：2.7的比例加入攪拌機，在50轉/分鐘的條件下混合10分鐘攪拌，加入0.5重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。實施例10(1)將60目20重量份的膠粉、78重量份的水、5重量份的白炭黑、1.5重量份的聚丙烯酸鈉和0.5重量份的N～苯基～β～萘胺，在室溫、500轉/分鐘的條件下混合攪拌20分鐘，制得穩(wěn)定的膠粉分散體；(2)將500重量份的固含量40％的膠乳、300重量份的水、0.5重量份的微生物蛋白酶和0.5重量份的六偏磷酸鈉，在室溫、50轉/分鐘的條件下混合攪拌10分鐘，制得預處理膠乳；(3)將膠粉分散體和預處理膠乳按照1：2.7的比例加入攪拌機，在50轉/分鐘的條件下混合10分鐘攪拌，加入0.5重量份的2％的乙酸攪拌至混合膠充分凝固；(4)將凝固后的混合膠進行洗滌，擠壓除水，干燥后制得膠粉/天然橡膠復合膠。附表說明：天然橡膠配方表原料份數(shù)NR100氧化鋅5硬脂酸2促進劑D0.6促進劑DM1.2防老劑PNB1硫磺2性能對比表性能對比表中，對比樣1、2、3分別對應于實施例1、2、3，對比樣與實施例中含有相同份數(shù)的天然橡膠及相同粒度、份數(shù)的膠粉。對比樣與實施例采用同一配方制備混煉天然膠并對其物理機械性能進行考評，可以看出實施例樣品具有更好的拉伸強度和較高的斷裂伸長率，其硫化特性基本相似，由此可見，本發(fā)明中膠粉及填料在膠乳中的分散性更好，提高了復合材料的物理機械性能。當前第1頁1 2 3