CN104497382B - 一种橡胶补强剂、其制备方法及应用 - Google Patents
一种橡胶补强剂、其制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104497382B CN104497382B CN201410794970.3A CN201410794970A CN104497382B CN 104497382 B CN104497382 B CN 104497382B CN 201410794970 A CN201410794970 A CN 201410794970A CN 104497382 B CN104497382 B CN 104497382B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- rubber reinforcing
- equal
- reinforcing agent
- kaolin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 56
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 title abstract 4
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- -1 boric acid ester Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 23
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 22
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 19
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 10
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 10
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 abstract description 2
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 abstract 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明涉及一种胶补强剂、其制备方法及该橡胶补强剂的应用。该橡胶补强剂主要包括以下成分：高岭土、塑料粒子、硼酸酯偶联剂及硬脂酸。本发明的橡胶补强剂的制备方法，使用了两亲性界面改性活化剂，解决了水解问题，提高了改性效果。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶补强剂、其制备方法及应用。
背景技术
橡胶制品广泛应用于生产及生活中，然而纯橡胶性能难以达到要求，通常需要加入各种补强剂以提高机械性能。
现有一种橡胶补强剂包括高岭土、十六烷基三甲基溴化铵、机油和硅烷偶联剂及钛酸酯。上述补强剂中硅烷与钛酸酯遇水会发生水解，降低改性效果；分散不均匀，产品质量不稳定。
发明内容
有鉴于此，实有必要提供一种改性效果好的橡胶补强剂。
此外，还有必要提供一种橡胶补强剂的制备方法。
此外，还有必要提供一种上述橡胶补强剂的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种橡胶补强剂，主要包括以下成分：
高岭土；
塑料粒子；
硼酸酯偶联剂；及
硬脂酸；其中，
所述塑料粒子为PP或PE。
其中，所述高岭土选用粒径1-2um含量≥80％，水分≤1.5％，200-325目筛余量≤0.0005％，在常温下pH值≥4.0。
其中，橡胶补强剂的各组份按重量份计为，
高岭土100份；
塑料粒子10-40份；
硼酸偶联剂0.5-5份；及
硬脂酸0.1-2份。
一种上述橡胶补强剂的应用，该橡胶补强剂应用于制备改性橡胶。
一种改性橡胶，采用橡胶补强剂，该橡胶补强剂主要包括以下成分：
高岭土；
塑料粒子；
硼酸酯偶联剂；及
硬脂酸；其中，
所述塑料粒子为PP或PE。
其中，所述高岭土选用粒径1-2um含量≥80％，水分≤1.5％，200-325目筛余量≤0.0005％，在常温下pH值≥4.0。
其中，所述改性橡胶的各组份按重量份计为，
高岭土100份；
塑料粒子10-40份；
硼酸偶联剂0.5-5份；及
硬脂酸0.1-2份。
一种橡胶补强剂的制备方法，包括以下步骤，其中各组份以重量份计算：
将100份高岭土加入高速搅拌装置中；
加入10-40份塑料粒子，高速搅拌，加热升温至80-100℃；
加入0.5-5份硼酸酯偶联剂和0.1-2份硬脂酸，在100℃-120℃下高速搅拌10-20min，得到所述改性橡胶补强剂。
其中，所述高速搅拌装置为带有油浴加热夹套、双层叶片的搅拌装置。
其中，所述高岭土选用粒径1-2um含量≥80％，水分≤1.5％，200-325目筛余量≤0.0005％，在常温下pH值≥4.0。
相较现有技术，本发明的橡胶补强剂的制备方法，使用了两亲性界面改性活化剂，解决了水解问题，提高了改性效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
本发明较佳实施例的改性橡胶补强剂的制备方法如下(以下份数均以重量份计)：
1)将100份高岭土加入带有油浴加热夹套、双层叶片的高速搅拌装置中；
2)加入10-40份塑料粒子，高速搅拌，加热升温至80-100℃；
3)加入0.5-5份硼酸酯偶联剂和0.1-2份硬脂酸，在100℃-120℃下高速搅拌10-20min，得到所述改性橡胶补强剂。
在本发明较佳实施例中，所述塑料粒子为聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(AcrylonitrilebutadieneStyrenecopolymers，ABS)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)等。所述高岭土选用粒径1-2um含量≥80％，水分≤1.5％，200-325目筛余量≤0.0005％，在常温下pH值≥4.0的市售产品。
所述硼酸酯偶联剂为市售产品，具体可以为青岛兆兴化工助剂有限公司型号为ZR-201。
活化率H检测：称取1g上述改性橡胶补强剂，加入到200ml水中，然后对浮层的粉体进行搅拌，接着再用玻璃棒分散表层粉体，静置2h，根据公式：活化率H＝样品中漂浮部分的质量(g)/样品总质量(g)×100％，测得改性橡胶补强剂的活化率。
以下结合具体实施例说明制备过程。
实施例1～12及对比实施例1～2
实施例1-12均采用上述改性橡胶补强剂的制备方法制备。
对比实施例1与上述方法基本相同，不同的是用硅烷偶联剂代替硼酸酯偶联剂。对比实施例2与上述方法基本相同，不同的是用钛酸酯偶联剂代替硼酸酯偶联剂。
由实施例1-12及对比实施例1与2可知，采用硼酸酯偶联剂改性的高岭土与采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂改性的高岭土相比，其更不易水解，活性更高，吸附性更强。
实施例13及对比实施例3
实施例13
一种改性橡胶补强剂的制备方法，其包括以下步骤：
1)将100份高岭土加入带有油浴加热夹套、双层叶片的高速搅拌装置中；
2)加入25份PP，高速搅拌，加热升温至90℃；
3)加入3.5份硼酸酯偶联剂和1.5份硬脂酸，在115℃下高速搅拌15min，得到所述改性橡胶补强剂。
对比实施例3与实施例13的制备方法基本相同，不同的是用硅烷偶联剂代替硼酸酯偶联剂。
性能检测：
改性橡胶补强剂与橡胶混合方法如下(以下份数均为重量份)：
a)先将100份天然橡胶SCR-5投入密炼机中混炼20s，再将15份改性橡胶补强剂、38份炭黑N234、5份白炭黑等一起加入密炼机，混炼50s；
b)再将3.5份ZnO、2份硬脂酸SA1801等加入密炼机，混炼40s，排胶；
c)在再开炼机上加入1份硫磺、1.25份促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺，(N-tert-butylbenzothiazole-2-sulphenamide，NS)，薄通、打三角包，制得混炼胶。
上述制得的样品，对实施例13和对比实施例3制得的样品进行检测。测量结果如下表：
性能比较
(3)添加塑料粒子辅助粉碎，在粉碎高岭土团聚体的同时实现包覆活化改性，不仅能提高改性生产效率，还可进一步提高改性效果。
本发明较佳实施例中，采用自行分子设计的硼酸酯偶联剂作为改性剂，不易水解，相对硅烷、钛酸酯类偶联剂具有活化效率高，吸附性强的优点，能改善高岭土与橡胶基体的湿润性及其在橡胶中的分散性，进而改善改性橡胶补强剂与橡胶的相容性和结合强度，提高补强效果。
为进一步改善效果，采用了高搅设备带油浴加热套，升温速度快，控温稳定；双层搅拌叶片增加了物料的混合效果，提高效率和产品均匀性；
为进一步提高效果，本发明的较佳实施例中添加硬韧粗粒子辅助粉碎，在粉碎高岭土团聚体的同时实现包覆活化改性，不仅能提高改性生产效率，还可进一步提高改性效果。
本发明还意外地发现，通过添加塑料粒子辅助粉碎，解决了高岭土及改性剂附着于容器内壁的问题。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求或等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。
Claims (10)
1.一种橡胶补强剂，其特征在于，主要包括以下成分：
高岭土；
塑料粒子；
硼酸酯偶联剂；及
硬脂酸；其中，
所述塑料粒子为PP、PE、ABS、PS或PC。
2.如权利要求1所述的橡胶补强剂，其特征在于：所述高岭土选用粒径1-2um含量≥80％，水分≤1.5％，200-325目筛余量≤0.0005％，在常温下pH值≥4.0。
3.如权利要求1所述的橡胶补强剂，其特征在于：各组份按重量份计为，
高岭土100份；
塑料粒子10-40份；
硼酸酯偶联剂0.5-5份；及
硬脂酸0.1-2份。
4.一种如权利要1-3任意一项所述的橡胶补强剂的应用，其特征在于该橡胶补强剂应用于制备改性橡胶。
5.一种改性橡胶，其特征在于，采用橡胶补强剂，该橡胶补强剂主要包括以下成分：
高岭土；
塑料粒子；
硼酸酯偶联剂；及
硬脂酸；其中，
所述塑料粒子为PP、PE、ABS、PS或PC。
6.如权利要求5所述的改性橡胶，其特征在于：所述高岭土选用粒径1-2um含量≥80％，水分≤1.5％，200-325目筛余量≤0.0005％，在常温下pH值≥4.0。
7.如权利要求5所述的改性橡胶，其特征在于：各组份按重量份计为，
高岭土100份；
塑料粒子10-40份；
硼酸酯偶联剂0.5-5份；及
硬脂酸0.1-2份。
8.一种橡胶补强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，其中各组份以重量份计算：
将100份高岭土加入高速搅拌装置中；
加入10-40份塑料粒子，高速搅拌，加热升温至80-100℃，其中，所述塑料粒子为PP、PE、ABS、PS或PC；
加入0.5-5份硼酸酯偶联剂和0.1-2份硬脂酸，在100℃-120℃下高速搅拌10-20min，得到橡胶补强剂。
9.如权利要求8所述的橡胶补强剂的制备方法，其特征在于：所述高速搅拌装置为带有油浴加热夹套、双层叶片的搅拌装置。
10.如权利要求8所述的橡胶补强剂的制备方法，其特征在于：所述高岭土选用粒径1-2um含量≥80％，水分≤1.5％，200-325目筛余量≤0.0005％，在常温下pH值≥4.0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410794970.3A CN104497382B (zh) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 一种橡胶补强剂、其制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410794970.3A CN104497382B (zh) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 一种橡胶补强剂、其制备方法及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104497382A CN104497382A (zh) | 2015-04-08 |
| CN104497382B true CN104497382B (zh) | 2016-05-04 |
Family
ID=52938845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410794970.3A Active CN104497382B (zh) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 一种橡胶补强剂、其制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104497382B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113136051A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-20 | 茂名环星新材料股份有限公司 | 一种橡胶复合填料及其应用 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602004010473T2 (de) * | 2003-09-12 | 2008-11-27 | The Goodyear Tire & Rubber Co., Akron | Landwirtschaftlicher Reifen mit einer Lauffläche aus einer Stärke/Weichmacher-Komposit enthaltenden Kautschukzusammensetzung |
| US20080194736A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Minqiu Lu | PVC nanocomposite manufacturing technology and applications |
| CN101875733B (zh) * | 2009-11-23 | 2012-02-08 | 武汉理工大学 | 软质橡胶鞋底用高岭土/丁苯橡胶复合材料的制备方法 |
| CN101935414B (zh) * | 2010-09-25 | 2013-04-24 | 武汉理工大学 | 轿车轮胎胎面胶用高岭土/丁苯橡胶复合材料制备方法 |
| CN102643479A (zh) * | 2012-05-02 | 2012-08-22 | 浙江省建德市胜利塑胶化工有限公司 | 无纺布用高档填充母粒的制备方法 |
| CN103555005B (zh) * | 2013-10-12 | 2015-05-13 | 河曲县正阳高岭土有限公司 | 一种用作橡胶补强剂的改性高岭土的制备方法 |
-
2014
- 2014-12-19 CN CN201410794970.3A patent/CN104497382B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104497382A (zh) | 2015-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104151695B (zh) | 一种用石墨烯改性的聚丙烯复合管材的制备方法 | |
| CN103013134B (zh) | 一种汽车发动机用氟硅密封圈胶料及其制备方法 | |
| CN103450504B (zh) | 一种橡胶用白炭黑分散剂及其制备方法 | |
| CN106752119A (zh) | 一种炭黑纳米材料的制备方法 | |
| CN109467770A (zh) | 一种使用腰果酚缩水甘油醚改性白炭黑的橡胶复合材料及其制备方法 | |
| CN104119547A (zh) | 微晶蜡在预分散母胶粒配方中的应用、预分散母胶粒配方及该配方的制备方法 | |
| CN106675152B (zh) | 粉末涂料用消光改性剂及其应用、以及含有其的消光粉末涂料 | |
| CN104497382B (zh) | 一种橡胶补强剂、其制备方法及应用 | |
| CN106496698B (zh) | 一种超细粉煤灰增强的丁苯橡胶及其制备方法 | |
| CN107418069A (zh) | 一种橡胶专用石墨烯微片母料及制备方法 | |
| Yao et al. | The effects of natural astaxanthin‐modified silica on properties of natural rubber | |
| CN114085552A (zh) | 一种改性硅灰石及其制备方法和在氟橡胶中的应用 | |
| CN103642258B (zh) | 一种木塑复合防火板材 | |
| Smejda-Krzewicka et al. | The Use of Copper Oxides as Cross-Linking Substances for Chloroprene Rubber and Study of the Vulcanizates Properties. Part II. The Effect of Filler Type on the Properties of CR Products | |
| CN103408949A (zh) | 超高硬度混炼胶及其制备方法 | |
| CN110511612A (zh) | 一种环保型封边条油墨及其制备方法 | |
| CN106243500A (zh) | 一种聚丙烯改性用复合材料的制备方法及其产物 | |
| Li et al. | Hybrid of bamboo charcoal and silica by tetraethoxysilane hydrolysis over acid catalyst reinforced styrene‐butadiene rubber | |
| CN108690222A (zh) | 一种复合聚丙烯成核剂和由其制备的医用聚丙烯材料 | |
| CN104945877A (zh) | 电子器件用塑料母粒及其制备方法 | |
| CN104559113A (zh) | 消光pc/abs复合材料 | |
| Xu et al. | Simulation of β‐dextranase from raw natural rubber to investigate structure and properties of natural rubber/halloysite composites | |
| CN108912686A (zh) | 一种高效抗菌增韧阻燃多功能塑料母粒及其制备方法 | |
| CN101735509A (zh) | 微－纳米碳化硅/聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN107337861A (zh) | 具有抗溶剂性的石墨烯‑丁基橡胶材料、其制法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |