[发明专利]一种利用木质素分散的硫酸钙制备橡胶母料的方法

说明书

一种利用木质素分散硫酸钙制备橡胶母料的方法。该方法包括木质素分散硫酸钙与橡胶共混两个工段。在工段一中，将木质素与硫酸钙按一定的配比混合，而后加入木质素与硫酸钙混合物量的一定比例的水混合均匀后在球磨机上进行湿法球磨4小时，得到木质素分散硫酸钙浆料，将所得浆料在一定温度下进行脱水得到含水木质素分散硫酸钙填料。在工段二中，将工段一中含水木质素分散硫酸钙填料和橡胶在开炼机或密炼机上进行共混，而后挤出造粒制备出橡胶母粒料。应用研究表明，利用本发明中的橡胶母粒料可作为补强剂，可大幅度提高橡胶材料的力学性能。本发明方法具有工艺简单，原料价廉易得等优点。

技术领域

本发明涉及一种利用木质素分散硫酸钙制备橡胶母料的方法，属于橡胶填充改性和资源循环综合利用领域。

背景技术

大多数高分子聚合物如塑料、橡胶等需要通过填充以提高其使用性能和降低成本。硫酸钙是一类重要无机填料，其填充聚合物的特征包括加工性能好，填充量相较其他填料更大。然而，与其他无机填料一样，硫酸钙存在着表面能高，易团聚，与高分子材料极性差异大、难混入、难分散等缺点，直接影响了高分子复合材料的性能。为了改善硫酸钙的不足，通常利用偶联剂等有机物对硫酸钙进行表面修饰，改变硫酸钙粒子表面的极性，再将其与高分子进行复合，可改善硫酸钙表面与聚合物材料之间的相容性和分散稳定性，以提高其与聚合物的相容性。中国专利CN103055345A用可溶性硅酸盐水溶液对硫酸钙进行改性运用到牙科方面；中国专利CN102852031A、CN103074800A报道了对硫酸钙晶须进行改性运用到造纸填料方面；中国专利CN103497391A报道了一种将硫酸钙晶须制备成塑料母料，运用到塑料行业的方法。但由于修饰剂价格高、工艺复杂、生产成本高，这些方法都没有得到广泛的应用。而将硫酸钙进行表面修饰后将其运用于橡胶领域的工作未见报道，因此，研究一种有效的经济的有机分散硫酸钙的填料并将其应用于橡胶领域具有较好的应用价值。

发明内容

木质素是制浆造纸过程中产生的废液中的主要成分，是造纸工业主要污染源之一。其分子中存在芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团，可以作为无机填料的分散剂。硫酸钙，一种重要的无机矿产，可用于涂料、造纸、染料、冶金、水处理以及食品添加剂和药物等方面。近年来，硫酸钙开始作为填料应用于高分子复合材料，由于硫酸钙表面极性较大，与大多数高分子包括橡胶基材相容性差。目前解决这一问题的有效途径是通过对硫酸钙表面进行有机修饰，但所用方法成本较高，过程复杂。本发明目的在于针对上述不足，提供一种利用木质素作分散剂有效分散硫酸钙，而后将其制备成橡胶母料运用于橡胶领域，该制造工艺简单，并能有效提高硫酸钙在橡胶中的分散性，可以提高制品的力学性能、提高利用率、降低成本。

本发明的技术方案是一种利用木质素分散硫酸钙制备橡胶母料的方法。其具体制备方法和工艺步骤如下：

(1)室温条件下，将水、木质素与硫酸钙按一定的配比混合后(水为木质素与硫酸钙质量和的60％-80％)在球磨机上以250-400rpm的转速湿法球磨共混4小时，得到木质素修饰硫酸钙浆料。

(2)由(1)得到的浆料在60-70℃的鼓风干燥箱中或真空脱水，使浆料中含水量控制在10-30％，得到含水木质素分散硫酸钙填料。

(3)将橡胶在开炼机上塑炼至包辊后，按比例加入由(2)中制备的木质素分散硫酸钙填料，在一定温度下混炼至恒重；或在密炼机中将橡胶与木质素分散硫酸钙填料在一定温度下共混脱水制备出橡胶/木质素分散硫酸钙母胶；将混炼母胶通过螺杆挤出造粒得到橡胶/硫酸钙母粒料。

本发明通过对木质素分散硫酸钙，用于生产橡胶填充母粒料，其优点和积极效果如下：

1、木质素分散硫酸钙，用于生产橡胶填充母料，分散性好，且制品表面光亮。

2、本发明方法中木质素是一种再生资源；硫酸钙是无机矿产，原料丰富；生产工艺简单，所制备的填料能显著提高橡胶的力学性能，有较好的经济效益。

具体实施例方式