[发明专利]填料在橡胶溶液中的分散方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶领域，特别涉及一种填料在橡胶溶液中的分散方法。

背景技术

橡胶，尤其制备汽车轮胎所用的橡胶，最重要的工艺就是将填料加入橡胶中以提高其硫化胶的物理机械性能，才能满足硫化胶制品的使用要求。在传统橡胶工业中，采用固体橡胶和补强剂粉体为原料，用机械混炼法即干炼法将填料分散于橡胶基体中以生产混炼胶。此方法需经切胶、塑炼、混炼等工序，设备投资大，并且仅依靠机械剪切作用很难将填料分散均匀，从而影响硫化胶的物理机械性能。

近几年，为了解决填料在橡胶中的分散问题，国内外科研院所和企业开始研究湿法混炼技术。CN101883812中记载将天然橡胶胶乳与在水中分散炭黑得到的分散浆料溶液混合中加入表面活性剂，施加机械剪切力进行分散。CN102775618中提出一种以天然胶乳和硅溶胶或纳米二氧化硅在水中分散后，在水浴加热升温到混炼温度后进行恒温搅拌的分散方法。CN102516418中公开的方法如下：填料、加工助剂等通过加入分散剂、抗氧剂、防沉降剂、湿润剂、水配成混合物，经长时间研磨后，在90-95℃、搅拌速度为20转/分钟的搅拌机中预制成分散体，与浓缩胶乳混合均匀后，加入酸等进行凝聚、洗涤、干燥。

纵观国内外关于填料在橡胶中的分散技术，大致采用的混合方式基本都是使用搅拌机，其中常用的是叶片式搅拌机、槽式搅拌机、行星式搅拌机及曲拐式搅拌机，此类搅拌机的缺点一方面是间歇式操作，无法实现连续生产；另一方面则存在分散性能不佳，直接影响橡胶制品的物理机械性能。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种填料在橡胶溶液中的分散方法。

采用本发明所述填料在橡胶溶液中的分散方法优点为：1)填料及添加剂的分散性好；2)由于填料和添加剂的高分散及无其他物质干扰，可显著提高硫化胶的物理机械性能和橡胶制品的质量；3)本发明所述方法对橡胶和填料及添加剂的种类及含量的适用范围广。

本发明进一步涉及如下实施方案：

1、一填料在橡胶溶液中的分散方法，包括如下步骤：将填料加入到橡胶溶液中，通过搅拌形成橡胶/填料/溶剂混合物，并对所述橡胶/填料/溶剂混合物进一步细分散和精分散以提高填料在橡胶溶液中的分散程度。

2、根据实施方案1所述的方法，其中任选添加一种或多种选自油、抗氧化剂、防老剂、偶联剂、活性剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、染料、颜料、硫化剂和促进剂的添加剂。

3、根据实施方案1-2所述的方法，其中所述的细分散如下所述：

I).将搅拌后的橡胶/填料/溶剂混合物或橡胶/填料/添加剂/溶剂混合物通过一个喷嘴在高压下的情况下喷出，所用压力范围从2MPa至60MPa，优选10MPa至40MPa；

II).使上述I)中的喷出物通过一个多弯头管使橡胶/填料/溶剂混合物或橡胶/填料/添加剂/溶剂混合物在管中与管壁撞击增加填料的分散性；或

III).使上述I)中的喷出物通过一个管内径多次收放变化的管路，来变换剪切应力而增加填料的分散性。

4、根据实施方案1-2所述的方法，其中所述的精分散为将经过细分散后的混合物连续加入球磨机和/或胶体磨中进行分散。

5、根据实施方案1-2所述的方法，其中所述的精分散为将经过细分散后的混合物连续加入到研磨机中进行研磨，该研磨机具有一组或多组高速转动的平面磨盘和固定在研磨机套筒上并与平面磨盘相间的固定销钉或定盘。

6、根据实施方案1-2所述的方法，其中所述的精分散为将经过细分散后的混合物连续加入到研磨机中进行研磨，该研磨机具有转动方向相反的两个叶片，所述叶片具有细孔流槽。

7、根据实施方案1-2所述的方法，其中所述的精分散为将经过细分散后的混合物连续地加入到多层高压狭缝分散机中，使混合物在高压下从两层之间狭缝中挤出，所用压力范围从2MPa至60MPa，优选10MPa至40MPa。

8、根据实施方案1-2所述的方法，其中所述的精分散为将经过细分散后的混合物连续地加入到动力分散器中进行分散，动力分散器的旋转转于上有径向分布的狭缝或孔。

9、根据实施方案4-8所述的方法，其中将权利要求4-8所述的精分散方法中的两种或两种以上相互串联使用。

10、根据实施方案1-9所述的方法，其中所述橡胶溶液为直接从制备溶聚橡胶生产线中获得的，或将任何类型的干胶在对该胶的良溶剂中溶解制备。