專利名稱：一種橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橡膠填充劑領(lǐng)域。
現(xiàn)有的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑一般是采用炭黑。炭黑是一種重要的化工原料，主要用于橡膠工業(yè)的填充劑(補(bǔ)強(qiáng)劑)，也用于顏料著色于油墨、涂料及塑料工業(yè)中，另有少量用于作導(dǎo)電性材料的添加劑。其中，用于橡膠工業(yè)的炭黑占90％。傳統(tǒng)的炭黑生產(chǎn)方法主要是以石油或天然氣等烴類物質(zhì)為原料，所生產(chǎn)的炭黑質(zhì)量較好，但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，原料消耗大，成本高，這就制約了炭黑的各種規(guī)模化的生產(chǎn)，所以炭黑產(chǎn)品一直貨緊價(jià)揚(yáng)，難以滿足日益發(fā)展的橡膠及其制品工業(yè)的需要。
本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，尋求一種制備工藝簡單，原料來源豐富，可以進(jìn)行大、小規(guī)模的生產(chǎn)，且產(chǎn)品價(jià)格低廉的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備工藝。為此，本發(fā)明提供了一種橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備工藝，這種橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備工藝所用的原料炭黑，具有原料來源豐富，制備工藝簡單，價(jià)格低廉，擴(kuò)大了再生資源的利用，變廢為寶，對橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果明顯，可廣泛用于各種橡膠制品的生產(chǎn)，并降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的特征是它含有炭黑和硅烷偶聯(lián)劑，其中，炭黑∶硅烷偶聯(lián)劑＝100∶0.05-5(重量)。
本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑中，所用的炭黑，其粒度為300-700目。
本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑中，所用的硅烷偶聯(lián)劑是雙-γ-三乙氧基硅基丙基-四硫化物，或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，或是γ-甲基丙基酰氧丙基三甲氧基硅烷。這種硅烷偶聯(lián)劑可以是一般工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)即可。
本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的制備方法是以鋸末或作物秸桿為原料，經(jīng)篩選、除雜、曬干后，經(jīng)成型機(jī)壓縮制成空心棒，然后用炭化爐完全炭化制成炭棒，經(jīng)超細(xì)粉碎制成超細(xì)炭粉，再與硅烷偶聯(lián)劑按炭黑∶硅烷偶聯(lián)劑＝100∶0.05-5(重量)的比例配比，均勻混合制成，壓縮制棒時(shí)溫度控制在200-300℃，炭化時(shí)爐溫控制在300-500℃，炭化時(shí)間5-15小時(shí)。
在本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的制備過程中，制備炭黑所用的原料如采用鋸末時(shí)，以采用松樹鋸末及質(zhì)地致密的木材的鋸末為佳，雜木次之。為保證炭黑的質(zhì)量，鋸末或作物的秸桿需進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和曬干，除去鐵質(zhì)、石于等雜物。鋸末或作物的秸桿在壓縮制棒時(shí)，制棒機(jī)可選用主機(jī)11KW的電機(jī)，加熱圈兩個(gè)，其功率選用1.5KW即可，制棒時(shí)溫度控制在200-300℃。
為了使壓縮成型的空心棒在炭化爐中完全炭化，爐內(nèi)溫度控制在300-500℃，以350-420℃為佳；炭化時(shí)間5-15小時(shí)，以8-10小時(shí)為佳。
壓縮成型的空心棒在炭化爐中完全炭化后，取出降溫，再在超細(xì)粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，制成300-700目的炭黑顆粒，即可作為本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的原料炭黑。將該原料炭黑與備好的工業(yè)級硅烷偶聯(lián)劑，按炭黑∶硅烷偶聯(lián)劑＝100∶0.05-5(重量)的比例配比，硅烷偶聯(lián)劑用噴槍均勻噴于炭黑中，并進(jìn)行攪拌均勻混合，即制成本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑。
在上述的炭黑制備中，除了上述指出的本發(fā)明的技術(shù)方案中的控制要點(diǎn)外，炭黑在超細(xì)粉碎之前的制造過程同已有技術(shù)的以木材、鋸末或秸桿等制造木炭的技術(shù)相類似。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑采用的原料炭黑，是采用鋸末或作物秸桿等廢料制備，具有原料來源豐富，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，并擴(kuò)大了再生資源的利用，變廢為寶，無三廢污染，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2.本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的制備方法工藝簡單。
3.本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑產(chǎn)品價(jià)格低。在保證橡膠制品質(zhì)量的前提下，采用本發(fā)明的產(chǎn)品可降低橡膠制品成本25％左右，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
4.采用本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑對橡膠及其制品的補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑所用的原料炭黑與利用石油或天然氣等烴類物質(zhì)生產(chǎn)的炭黑相比，雖然含有少量的灰分和微量的雜質(zhì)，會(huì)使其補(bǔ)強(qiáng)效果略低，但由于本發(fā)明在產(chǎn)品補(bǔ)強(qiáng)劑中加入了硅烷偶聯(lián)劑，因而使其橡膠及其制品的拉伸強(qiáng)度和耐磨性能都有顯著的改善，橡膠制品的質(zhì)量完全可以滿足要求，與現(xiàn)有技術(shù)的高耐磨炭黑補(bǔ)強(qiáng)劑相比，性能相近，而產(chǎn)品的成本則大幅度降低。
5.本發(fā)明是一種投資少見效快的項(xiàng)目，極為適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)或個(gè)體企業(yè)的中小規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明的產(chǎn)品可廣泛用于橡膠及其各種橡膠制品的生產(chǎn)，例如橡膠管件及各類橡膠雜品、橡膠鞋底等的生產(chǎn)。
實(shí)施例以雜木鋸末為原料，經(jīng)篩選、除雜、曬干，成型機(jī)壓縮制成空心棒，然后用炭化爐完全炭化制成炭棒，經(jīng)超細(xì)粉碎制成400目的超細(xì)炭粉，再與硅烷偶聯(lián)劑按炭黑∶硅烷偶聯(lián)劑＝100∶0.5(重量)的比例配比，用噴槍均勻噴入炭黑中，并進(jìn)行攪拌，均勻混合制成。壓縮制棒時(shí)溫度控制在245℃，炭化時(shí)爐溫控制在340℃，炭化時(shí)問9小時(shí)。
洛陽某制鞋廠采用上述本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑與用采用烴類物質(zhì)生產(chǎn)的高耐磨炭黑橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑于橡膠鞋底，其橡膠鞋底的性能對比數(shù)據(jù)如表1表1
從表1可見，用本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑制備的橡膠鞋底與采用現(xiàn)有技術(shù)的高耐磨炭黑相比，鞋底的質(zhì)量性能相近。但采用本發(fā)明的補(bǔ)強(qiáng)劑時(shí)，產(chǎn)品的成本則可大幅度降低。
以上的實(shí)施例是采用雜木鋸末來制備炭黑，采用秸桿與之相近，如采用松木鋸末，補(bǔ)強(qiáng)劑的質(zhì)量更佳。
權(quán)利要求
1.一種橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其特征在于，它含有炭黑和硅烷偶聯(lián)劑，其中炭黑∶硅烷偶聯(lián)劑＝100∶0.05-5(重量)。
2.按權(quán)利要求1所述的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其特征在于，所述的炭黑的粒度在300-700目。
3.按權(quán)利要求1所述的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其特征在于，所述的硅烷偶聯(lián)劑是雙-γ-三乙氧基硅基丙基-四硫化物，或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，或是γ-甲基丙基酰氧丙基三甲氧基硅烷。
4.按權(quán)利要求1、2、3所述的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，它是以鋸末或作物秸桿為原料，經(jīng)篩選、除雜、曬干后，經(jīng)成型機(jī)壓縮制成空心棒，然后用炭化爐完全炭化制成炭棒，經(jīng)超細(xì)粉碎制成300-700目的超細(xì)炭粉，再與硅烷偶聯(lián)劑按炭黑∶硅烷偶聯(lián)劑＝100∶0.05-5(重量)的比例配比，將硅烷偶聯(lián)劑用噴強(qiáng)均勻噴于炭黑中混合，并進(jìn)行攪拌制成，壓縮制棒時(shí)溫度控制在200-300℃，炭化時(shí)爐溫控制在300-500℃，炭化時(shí)間5-15小時(shí)。
5.按權(quán)利要求4所述的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，制備炭黑所用的原料是以采用松樹鋸末及質(zhì)地致密的木材的鋸末為好，雜木次之。
全文摘要
本發(fā)明屬于橡膠填充劑領(lǐng)域，現(xiàn)有的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑一般采用炭黑。傳統(tǒng)炭黑生產(chǎn)工藝復(fù)雜，原料消耗大，成本高。本發(fā)明的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑采用鋸末和秸稈為原料，經(jīng)篩選、除雜、曬干、壓縮制棒、炭化及粉碎制成超細(xì)炭粉，再與硅烷偶聯(lián)劑按炭黑∶硅烷偶聯(lián)劑＝100∶0.05-5(重量)的比例均勻混配制成，可提高橡膠的強(qiáng)度性能和耐磨性，具有原料豐富，制備工藝簡單，價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著的特點(diǎn)。廣泛用于橡膠制品的生產(chǎn)，可降低成本25％左右。
文檔編號(hào)C08L21/00GK1153190SQ9511941
公開日1997年7月2日 申請日期1995年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月25日
發(fā)明者李繼先 申請人:李繼先