[发明专利]一种利用无机盐中和碱木质素制备橡胶填料的方法

说明书

本发明公开了一种利用无机盐中和碱木质素制备橡胶填料的方法。该填料是按碱木质素与粘土质量比为10:1‑1:10，经无机盐中和、球磨和干燥后得到的产品，成品含水量为1wt%‑60wt%。本发明直接使用无机盐作为碱木质素的中和剂，代替酸性较强的无机酸，简化制备工艺，而且又能合理利用碱木质素，解决环境污染问题。经实验，与硫酸中和制备的填料在橡胶中的应用相比，利用本发明的橡胶填料制备的橡胶复合材料的拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率和硬度等力学性能均有显著提高。

技术领域

本发明涉及一种橡胶填料的制备方法，尤其是涉及一种利用无机盐中和碱木质素制备橡胶填料的方法。

背景技术

目前，随着对木质素综合利用程度的加深，将碱木质素应用到橡胶复合材料中得到了发展。在橡胶复合材料的制备过程中，如果不对碱木质素进行处理，那么碱木质素自身的强碱性将影响橡胶制品的使用性能；而且，通过中和碱木质素得到的木质素可以作为橡胶填料一种有机修饰剂。所以在制备橡胶复合材料之前，需先中和碱木质素。中国专利CN101525447A、CN101525448A和CN101928466A均采用无机强酸（盐酸或硫酸等）作为中和剂，在制备橡胶填料时，先混合黏土与造纸黑液，然后利用无机酸中和造纸黑液中的碱，最后通过洗涤干燥得到填料。以上制备橡胶填料的过程繁锁，工艺复杂，而且由于无机酸的强酸性，还易腐蚀相关仪器设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种利用无机盐中和碱木质素制备橡胶填料的方法，直接利用无机盐中和碱木质素制备橡胶填料，以实现替代无机酸中和碱木质素，简化制备工艺，降低橡胶填料的生产成本，又能解决碱木质素的废弃和环境污染问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，

一种利用无机盐中和碱木质素制备橡胶填料的方法，包括以下步骤：

（1）室温条件下，将碱木质素、粘土、无机盐和水直接混合，调整无机盐的加入量使得混合物的pH值为6-8，控制碱木质素与粘土的质量比10:1-1:10，碱木质素与水的质量比1:4-1:15（优选1:5-1:10）；

（2）所得混合物球磨2-4h；

（3）在75-85℃下干燥10-36h，即得。

所述碱木质素、无机盐的计量都以其中的有效成份计。

所述无机盐为强酸弱碱盐，优选硫酸锌、硫酸铝、硫酸镁、硫酸铜、硫酸铁、氯化锌、氯化铝、氯化镁、氯化铁、氯化铜中的一种或多种。

所述粘土为钙基蒙脱土、钠基蒙脱土、高岭土中的一种或多种。

所述碱木质素与粘土的质量比优选为5:1-1:5。

所述橡胶填料的应用，按现有的炼胶方法，将生橡胶与橡胶填料按一定比例混合，再在开炼机内混炼，制成母胶，最后按照现有方法制成木质素/钙基蒙脱土/橡胶复合材料（原料碱木质素中和后即成为木质素）。

所制备的橡胶填料应用的橡胶品种包括：丁腈橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、氯化聚乙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、氯醚橡胶、氯丁橡胶中的至少一种。

本发明的优点是：直接使用无机盐（硫酸锌、硫酸铝、硫酸镁、硫酸铜、硫酸铁、氯化锌、氯化铝、氯化镁、氯化铁、氯化铜）作为碱木质素的中和剂，代替酸性较强的无机酸，简化制备工艺，而且又能合理利用碱木质素，解决环境污染问题。经实验，与硫酸中和制备的填料在橡胶中的应用相比，利用本发明的橡胶填料制备的橡胶复合材料的拉伸强度、定伸应力、扯断伸长率和硬度等力学性能均有显著提高。