CN103980539B - 气密层用橡胶补强剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种气密层用橡胶补强剂，它包括以下重量百分比的配方：硅烷偶联剂1.5％～4.5％，稀土2％～4％，其余为废瓷。制备方法是：1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；2)、碾磨，颗粒度要求为≥6000目；3)、加入稀土反应；4)、加入硅烷偶联剂反应；5)、待反应总时间为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。与现有技术相比，本发明具有在保证气密层机械强度的前提下，提高气密层的气密性能，且生产工艺较简单，生产周期相对较短及生产成本较低的特点。
Description
技术领域
本发明属于橡胶填充材料技术领域，特别是涉及一种气密层用橡胶补强剂及其制备方法。
背景技术
目前在橡胶制品中，为了达到不同的机械强度，需要添加橡胶补强剂。而对于气密层用橡胶通常是采用炭黑；但炭黑主要是针对机械强度补强的，在气密层上使用后，虽然机械强度较好，但是无法改变橡胶与尼龙帘线的粘合力，故对气密层的气密性能影响较小，且炭黑的生产工艺较复杂，生产过程较繁琐，生产成本也较高。
发明内容
本发明针对以上问题提供一种在保证气密层机械强度的前提下，提高气密层的气密性能，且生产工艺较简单，生产周期相对较短及生产成本较低的气密层用橡胶补强剂。
本发明解决以上问题所用的技术方案是：提供一种气密层用橡胶补强剂，它包括以下重量百分比的配方：
硅烷偶联剂1.5％～4.5％，稀土2％～4％，其余为废瓷。
本发明的另一个目的是提供一种气密层用橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤：
1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；
2)、将步骤1)中得到原料放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥6000目；
3)、将步骤2)得到的粉末放入反应釜中，并加入2％～4％的稀土，温度为120～180℃，反应时间为50～57分钟，不停搅拌；
4)、随后在反应釜中加入1.5％～4.5％的硅烷偶联剂，温度为120～180℃，不停搅拌；
5)、待步骤4)的反应时间加上步骤3)的反应时间的总和为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。
采用以上配方和方法后，与现有技术相比，本发明添加了稀土，但使用的基料是废瓷(即废旧陶瓷)，废瓷的成本相对较低，则可大幅降低成本，也可起到废弃资源回收利用的作用；而加入稀土后，使得粉体的表面活性更好，而再经过硅烷偶联剂的作用后，使得橡胶更能很好地吸附在粉体表面，吸附是一种物理过程，即粉体与橡胶分子之间的吸引力大于橡胶分子间的内聚力；而主要起到补强作用在于粉体的不均匀性，粉体上活性很大的活化点，具有没有配对的电子，能与橡胶起到化学作用，使得橡胶吸附在粉体的表面上而有若干个点与粉体表面起化学的结合，这种作用可称为化学吸附，化学吸附要比单纯的物理吸附大得多，这种化学吸附的特点是分子链比较容易在粉体表面上移动，但不易和粉体脱离，这样橡胶与粉体就构成了一种能够滑移的强固的键，这种键产生了第二个补强的效应，而第一个补强效应是当橡胶受到外力作用而变形时，分子链的滑移及大量的物理吸附作用能够吸收外力的冲击，对外力引起的摩擦或滞后形变起缓冲作用；第二个效应是使应力分布均匀。这两个效应的结果使橡胶强力增加，抵抗撕裂，同时又不会过于损坏橡胶的弹性(即分子链的运动)，故在成本较低的同时，还可显著提高橡胶的机械物理性能，使得橡胶的加工稳定性、弹性、抗屈饶、阻燃性及隔热性等均较好，补强水平可达到半补强炭黑的补强水平；同时由于废瓷自身具有片状结构，则制备的粉末也具备片状结构，进而在气密层上使用时，具有较好的阻隔性能即气密性，本发明在轮胎气密层、内胎或篮球内胆等使用时，可二倍或三倍替代炭黑，并能在不降低胶料综合力学性能的前提下，增加胶料与尼龙帘线的粘合力，还可以调节橡胶的配合体系(如NR/CIIR从30/70趋向与40/60)，而不降低气密层胶的气密性能；再者生产工艺较简单，生产周期较短，可大幅提高生产效率，进而降低生产成本。因此本发明具有在保证气密层机械强度的前提下，提高气密层的气密性能，且生产工艺较简单，生产周期相对较短及生产成本较低的特点。
作为优选，所述的步骤3)中的反应温度为140～160℃；所述的步骤4)中的反应温度为140～160℃。
作为优选，所述的硅烷偶联剂为Si-69(化学名称为：双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物)。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。
实施例1
一种气密层用橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤：
1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；
2)、将步骤1)中得到原料放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥6000目；
3)、将步骤2)得到的粉末放入反应釜中，并加入2％的稀土，温度为120℃，反应时间为57分钟，不停搅拌；
4)、随后在反应釜中加入4.5％的硅烷偶联剂，温度为120℃，不停搅拌；
5)、待步骤4)的反应时间加上步骤3)的反应时间的总和为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。
实施例2
一种气密层用橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤：
1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；
2)、将步骤1)中得到原料放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥6000目；
3)、将步骤2)得到的粉末放入反应釜中，并加入4％的稀土，温度为180℃，反应时间为50分钟，不停搅拌；
4)、随后在反应釜中加入1.5％的硅烷偶联剂，温度为180℃，不停搅拌；
5)、待步骤4)的反应时间加上步骤3)的反应时间的总和为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。
实施例3
一种气密层用橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤：
1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；
2)、将步骤1)中得到原料放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥6000目；
3)、将步骤2)得到的粉末放入反应釜中，并加入2.5％的稀土，温度为140℃，反应时间为53分钟，不停搅拌；
4)、随后在反应釜中加入4％的硅烷偶联剂，温度为140℃，不停搅拌；
5)、待步骤4)的反应时间加上步骤3)的反应时间的总和为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。
实施例4
一种气密层用橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤：
1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；
2)、将步骤1)中得到原料放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥6000目；
3)、将步骤2)得到的粉末放入反应釜中，并加入3.5％的稀土，温度为160℃，反应时间为56分钟，不停搅拌；
4)、随后在反应釜中加入4％的硅烷偶联剂，温度为160℃，不停搅拌；
5)、待步骤4)的反应时间加上步骤3)的反应时间的总和为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。
实施例5
一种气密层用橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤：
1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；
2)、将步骤1)中得到原料放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥6000目；
3)、将步骤2)得到的粉末放入反应釜中，并加入3％的稀土，温度为150℃，反应时间为55分钟，不停搅拌；
4)、随后在反应釜中加入3％的硅烷偶联剂，温度为150℃，不停搅拌；
5)、待步骤4)的反应时间加上步骤3)的反应时间的总和为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。
以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明不仅限于以上实施例还允许有其它变化，凡在本发明独立权要求范围内变化的，均属本发明保护范围。
Claims (4)
1.一种气密层用橡胶补强剂的制备方法，该气密层用橡胶补强剂包括以下重量百分比的配方：硅烷偶联剂1.5％～4.5％，稀土2％～4％，其余为废瓷，其特征在于：它包括以下步骤：
1)、将废瓷进行粉碎、清洗和烘干；
2)、将步骤1)中得到原料放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥6000目；
3)、将步骤2)得到的粉末放入反应釜中，并加入2％～4％的稀土，温度为120～180℃，反应时间为50～57分钟，不停搅拌；
4)、随后在反应釜中加入1.5％～4.5％的硅烷偶联剂，温度为120～180℃，不停搅拌；
5)、待步骤4)的反应时间加上步骤3)的反应时间的总和为1小时时出料，待料冷却后，进行灌装即为成品。
2.根据权利要求1所述的气密层用橡胶补强剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3)中的反应温度为140～160℃。
3.根据权利要求1所述的气密层用橡胶补强剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤4)中的反应温度为140～160℃。
4.根据权利要求1所述的气密层用橡胶补强剂的制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为Si-69。
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