[发明专利]橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶与橡胶制品

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶领域，特别涉及一种橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶与橡胶制品。

背景技术

现代橡胶工业中，制造产品的胶料99％以上含有细粒子粉末状填料，它们的应用一方面是用作橡胶的补强材料，又称补强剂，提高橡胶的物理机械性能诸如拉伸应力、抗张强度、扯断伸长率、抗撕裂性能，并改善橡胶产品的使用性能，诸如耐磨性能、摩擦性能、动态阻尼(滞后)性能、抗刺伤性等；另一方面又可赋予橡胶制品一些特殊的功能，诸如导电及绝缘性能、导热及绝热性能、抗辐射性能、磁性能，及改善橡胶制品的耐化学介质侵蚀性，降低橡胶制品在溶剂中的溶胀性和增加气密性等。此外，胶料中加入填料可以增加胶料的体积，对于单位体积价格与所用橡胶基材相比价格较低的填料来讲，它们的应用也可以使橡胶制品的成本下降。因此，填料在橡胶制品原材料的消耗量仅次于橡胶本身而一直位居第二。另外，在制造橡胶制品所需胶料中也需要加入各种添加剂使橡胶交联或改善胶料的加工性能和橡胶制品的某些特性。

在制造橡胶制品的胶料中，最重要的工艺就是将填料和添加剂加在橡胶中使其在橡胶母体中达到均匀分散。实际上，要想优化填料对橡胶补强或填充等应用性能，以及发挥添加剂的功能，首先要使其达到良好分散。分散不良会使橡胶制品带来其他问题，在某些情况下，用于分散填料的和添加剂成本比填料本身的成本还要高出许多。

将填料和添加剂混入橡胶中的传统办法是用大型的混炼设备，其中包括密炼机、捏炼机及开放式炼胶机将粉末状或液体的填料和添加剂混入固体橡胶中，此种工艺混炼时间长、耗能高、粉尘多而且分散性极差，因而硫化胶的物理机械性能和橡胶产品质量受到很大的限制。

在历史上美国、英国、马来西亚、印度和中国等国都曾试图用胶乳制造炭黑母炼胶，但均未实现工业化生产，过去二十年来在这一方面的一些工作主要有德国粉末橡胶联合股份有限公司的粉末橡胶的制备方法(CN99807464、CN99807105、CN99127509、CN99125587、CN00103762、CN00117904、CN200710199527)，此方法的技术特点为：将橡胶胶乳与炭黑水浆混合后加入化学品达到凝聚。此方法为间歇式生产，除工艺过程复杂，费时费力、生产效率低外，其产品主要缺点为母炼胶粘度特别高而难以加工，并且硫化胶及其制品的耐磨性能较差。其原因主要是因为尽管炭黑的分散好，但在炭黑分散体与胶乳混合过程中大量的非胶组分吸附到填料表面从而破坏了橡胶-填料的相互作用。对于某些需要偶联剂增加橡胶/填料相互作用的填料来讲，非胶组分的吸附也妨碍了橡胶分子与填料表面的偶联反应。这些问题直至上世纪九十年代初美国卡伯特公司用天然胶乳和炭黑水浆开发了液相连续制造天然胶/炭黑母炼胶的工艺才得以解决(US19970823411、CN97195156、CN98811684、CN00808002、CN02825969)。这种液相连续混炼制备橡胶/填料母炼胶的方法减化了炼胶工艺、混炼时间、降低了能耗和人工，但在母胶制备中所用的填料品种和含量受到限制。连续法由胶乳和填料水浆连续混合凝聚时，使用亲水性强的填料如白炭黑时，凝聚后在水相中残留填料较多，增加水处理的难度，而且填料用量过高或过低均不能有效地将凝聚物和水分离，此方法亦不能直接用来将橡胶溶液和填料制备填料/橡胶母炼胶。

发明内容

本发明所述的橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶与橡胶制品，针对现有技术的问题而其发明的目的是提供一种橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶，以期提高填料在橡胶胶料中的分散度，生产工艺连续、高效、低耗能、少人工，因而成本较低。

另一发明目的是，提供一种使用本发明的橡胶母炼胶制备的橡胶制品，从而提高使用此方法制备的母胶在加工性能、物理机械性能与产品质量，并且能省去现行溶聚橡胶聚合反应之后的后处理工序。

本发明所述的橡胶母炼胶连续式制造方法的优点为：1)连续高效；2)填料及添加剂的分散性好；3)混合和凝聚均匀且速率快；4)由于混合过程中没有水的加入，因此凝聚后的混合物可以迅速脱溶剂干燥而不受水的干扰；5)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；6)当用溶聚橡胶制造母炼胶时，可省去溶聚橡胶生产工艺中橡胶溶液与水混合、加热凝聚过程、溶剂分离和回收、橡胶脱水、干燥、包装等一系列后处理过程，大大降低溶聚橡胶的制造成本；7)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、一种橡胶母炼胶的连续式制造方法，包括如下步骤：