[发明专利]液相搅拌混合白炭黑和天然胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎橡胶胶料生产领域，尤其涉及一种液态白炭黑和液态天然胶在液相中混合的方法。

背景技术

天然胶因其具有优良的物理机械性能被广泛应用于轮胎工业和橡胶工业。由于天然胶分子量极高（平均分子量为70万左右），用传统的干法混炼，首先要对天然胶进行塑炼（通过机械力及高温降解降低分子量）然后在机械的剪切过程中加入所需的炭黑，白炭黑及其他活化剂、防老剂、硫化剂。在这一过程中天然胶的大分子严重受损，以致于强力磨耗性能下降。为弥补强力和磨耗的下降。设计人员传统大量采用粒径小，比表面积大的硬质炭黑加以补强。这样虽然强力和磨耗能得以提高，但随之胶料生热量也随之提高。以致轮胎在高速行驶因生热高而造成早期冠空和肩空。为了降低生热，往往加入少量的白炭黑。白炭黑具有生热低、抗湿滑性能佳的特点。

传统干法混炼方法如中国发明专利申请（申请号：200910050337.2申请日：2009-04-30）公开了一种偶联剂改性白炭黑增强载重轮胎胎面胶性能的方法，该方法是：纳米白炭黑经过120℃真空干燥除去水分，进行偶联剂表面处理，偶联剂的用量为纳米白炭黑粉体重量1%～10%；在保持橡胶原有生产配方不变和生产流程不变的基础上，在橡胶混炼过程中添加生胶重量的20%～30%偶联剂改性后的纳米白炭黑复合粉体，测试结果表明，添加复合纳米白炭黑粉体后载重轮胎胎面胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度等大幅度提高。而应用传统干法混炼加入多量的白炭黑势必影响胶料的强力和耐磨性能。

但用传统干法混炼方法有两个致命弱点：一是白炭黑是亲水的无机物很难溶入到疏水的天然胶中，必须进行过分混炼（增加混炼段数），这样必然破坏了橡胶分子链的整体性，造成了强力降低。另外白炭黑应用干法混炼无法形成天然胶与白炭黑的一体性。这样大量填充的白炭黑的胶料获取不到高耐磨性。总之，加入大量的高比表面积的硬质炭黑可获取较高强力的混炼胶，但无疑会造成胶料生热过大，滚动阻力高。而使用液相搅拌法混合的白炭黑天然胶的制备方法完全可弥补上述两项不足。

液相搅拌法混合方法如中国发明专利申请（申请号：201110064299.3申请日：2011-03-17）公开了一种湿法混炼天然橡胶料的制备方法，其方法包括：配制浆料15%～40%白炭黑干料浸泡在60%～85%的去离子水中，加入偶联剂、表面活性剂混合均匀-研磨-制取胶乳混合液-取天然胶乳-将白炭黑水分散体加入到胶乳中，搅拌混合成胶乳混合液-絮凝-在混合液中加入醋酸，经洗胶机进行洗胶和脱水-送至橡胶造粒机造粒，然后将胶料粒送入箱式干燥柜中进行干燥。采用该方法制造的轮胎滚动阻力小，生热低，抗张强度和抗撕强度高，胶料的耐老化性能好。实现了白炭黑的混炼在液相中进行，分散性和均匀性提高。但是，该专利中白炭黑浆料需采用去离子水浸泡，同时，在加工过程中需要经过研磨，这样增加了工艺步骤，提高了生产的成本；另外，对于天然胶乳在搅拌过程中，会出现凝结，出现大颗粒，导致混合不均匀。

发明内容

为了采用白炭黑全部替代或大部分替代炭黑，以降低轮胎的滚动阻力，提高抗湿滑及耐磨性能，以生产出节能环保轮胎。本发明的目的是提供一种液相搅拌混合白炭黑和天然胶的制备方法，该方法具有产品性能高，实施方便的特点。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

液相搅拌混合白炭黑和天然胶的制备方法，该方法包括以下的步骤：

1）浆料制备

甲组分制备：

固含量10%~50%的液态白炭黑，白炭黑以干料计5~120份；

加入白炭黑干料重量的0.5%~8%硅烷偶联剂，0.1%~2.0%稳定剂，0.1%~2.0%防沉剂，0.1%~2.0%分散剂，搅拌：速度1000~4000rpm，搅拌时间2~10分钟；

乙组分配制：

固体含量20%~70%的天然胶乳，天然胶乳以干料计100份；

加入天然胶乳干料重量0.1%~2.0%的稳定剂，搅拌：转速1000-4000rpm，搅拌1～5分钟；

2）混合

在乙组分高速搅拌中加入甲组分，搅拌速度2000~6000rpm，常温搅拌8~20分钟；

3）凝固、脱水、洗涤

①在经混匀后的混合液中缓慢加入经稀释过的凝固剂，加入量为混合液重量0.01%~1.5%的凝固剂进行凝固，回收残液；