一種利用木質(zhì)素分散的碳酸鈣制備橡膠母料的方法。該方法包括木質(zhì)素分散碳酸鈣制備木質(zhì)素分散碳酸鈣填料和填料與橡膠共混兩個(gè)工段。在工段一中，將水、木質(zhì)素與碳酸鈣按一定的配比混合而后在球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，得到木質(zhì)分散碳酸鈣的漿料，將得到的漿料在60-70℃的鼓風(fēng)干燥箱中或真空烘箱中進(jìn)行脫水，使?jié){料含水量為10-30%，得到木質(zhì)素分散碳酸鈣填料。在工段二中，將工段一中木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料和橡膠通過(guò)開煉機(jī)或密煉機(jī)進(jìn)行共混，而后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)造粒制備出橡膠母粒料。應(yīng)用研究表明，利用本發(fā)明專利技術(shù)中的橡膠母粒料可作為補(bǔ)強(qiáng)劑大幅度提高橡膠材料的力學(xué)性能。本發(fā)明專利技術(shù)方法具有制備工藝簡(jiǎn)單，原料價(jià)廉易得，同時(shí)木質(zhì)素屬資源綜合利用產(chǎn)品。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及，屬于橡膠填充改 性和資源循環(huán)綜合利用領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
無(wú)機(jī)納米填料一般具有剛性、尺寸穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，高分子聚合物如塑 料、橡膠、樹脂等具有韌性、易加工性及電性能等優(yōu)點(diǎn)，然而無(wú)機(jī)填料粒子與高分子材料極 性差異大、難混入、難分散等缺點(diǎn)，直接影響高分子復(fù)合材料的性能。通過(guò)一定的方法對(duì)無(wú) 機(jī)填料進(jìn)行修飾，改變無(wú)機(jī)填料粒子表面的極性，再將其與高分子進(jìn)行復(fù)合，可改善無(wú)機(jī) 填料表面與聚合物材料之間的相容性，從而提高聚合物復(fù)合材料的性能。碳酸鈣是一種 已經(jīng)在工業(yè)上生產(chǎn)并在高分子材料中獲得廣泛應(yīng)用的廉價(jià)的填料。在未經(jīng)表面改性的情 況下，碳酸鈣難以在聚合物中均勻分散，因而難以對(duì)聚合物產(chǎn)生改性效果。目前對(duì)碳酸鈣 的化學(xué)表面改性劑主要有脂肪醇、鋁酸酯、脂肪酸、硅氧烷等，如中國(guó)專利CN104497638A、 CN104479415A、CN104497637A、CN1597531A等。脂肪醇、鋁酸酯、脂肪酸、硅氧烷等修飾的碳 酸鈣運(yùn)用到塑料、橡膠等方面存在力學(xué)性能提升不大且生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
木質(zhì)素是制漿造紙過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物。其分子結(jié)構(gòu)屬于空間三維結(jié)構(gòu)，具有芳 香基、酚羥基、醇羥基、羰基、甲氧基、羧基、共軛雙鍵等活性基團(tuán)，因而可通過(guò)化學(xué)改性而賦 予木質(zhì)素更好的性能。碳酸鈣是一種常見的無(wú)機(jī)填料，在橡膠、塑料、涂料、光學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用 較為廣泛。本專利技術(shù)的目的是針對(duì)已有碳酸鈣表面改性技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供了一種利用木 質(zhì)素對(duì)碳酸鈣進(jìn)行分散改性的方法，并將其加入橡膠制備橡膠母料，運(yùn)用于橡膠領(lǐng)域，提高 材料的綜合性能的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本。 本專利技術(shù)的技術(shù)方案是。其具體 制備方法和工藝步驟如下： (1)室溫條件下，將水、木質(zhì)素與碳酸鈣按一定的配比混合(其中水為木質(zhì)素與碳酸鈣 質(zhì)量之和的60-80%)后在球磨機(jī)上以250-400rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行濕法球磨共混，得到木質(zhì)素 分散的碳酸鈣漿料。 (2)將由（1)得到的漿料放置于60-70°C的鼓風(fēng)干燥箱或真空烘箱中進(jìn)行脫水，使 漿料含水量為10-30%，得到木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料。 (3)將橡膠在開煉機(jī)上塑煉至包輥后，按比例加入由（2)中制備的木質(zhì)素分散的碳 酸鈣填料，在一定溫度下混煉至恒重；或在密煉機(jī)中將橡膠與木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料在 一定溫度下共混制備出橡膠/木質(zhì)素分散的碳酸鈣母膠；將混煉母膠通過(guò)雙螺桿擠出造粒 得到橡膠母粒料。 本專利技術(shù)通過(guò)利用木質(zhì)素分散碳酸鈣，用于生產(chǎn)橡膠填充母粒料，其優(yōu)點(diǎn)和積極效 果如下： 1、木質(zhì)素分散的碳酸鈣，用于生產(chǎn)橡膠填充母料，分散性好，且制品表面光亮。 2、本專利技術(shù)方法中木質(zhì)素為造紙工業(yè)再生資源、碳酸鈣來(lái)源豐富，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，所 制備的填料能顯著提高橡膠的力學(xué)性能，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合具體實(shí)施例和附表對(duì)本專利技術(shù)提供的一種利用木質(zhì)素分散碳酸鈣制備橡膠母 料的方法以及橡膠復(fù)合材料作更加詳細(xì)地說(shuō)明本專利技術(shù)。 具體實(shí)施例1 : 丁腈橡膠/木質(zhì)素分散碳酸鈣復(fù)合材料 (1)室溫條件下，將600克木質(zhì)素（以干木質(zhì)素質(zhì)量為準(zhǔn)）與400克碳酸鈣(重質(zhì)碳酸 鈣1500目）按質(zhì)量3 :2的比例(木質(zhì)素：碳酸鈣=3 :2)混合，并加入600克的水高速機(jī)械混 合10分鐘后將其放入球磨罐中，在球磨機(jī)上以350rpm的轉(zhuǎn)速下濕法球磨4小時(shí)，得到木質(zhì) 素分散的碳酸鈣填料的漿料。 (2)由（1)得到的漿料將其放于70°C的鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行脫水，使其漿料含水量 為20%，得到木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料。 (3)將丁腈橡膠在開煉機(jī)上塑煉至包輥后，按質(zhì)量份數(shù)中丁腈橡膠份數(shù)為100份， 木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料300份的比例加入共混，混煉溫度為KKTC，混煉至恒重，制備出 丁腈橡膠/木質(zhì)素分散碳酸鈣母膠（100 :300);將混煉母膠通過(guò)雙螺桿擠出造粒得到丁腈 橡膠母粒料(丁腈橡膠/木質(zhì)素分散碳酸鈣=100 :300)。 (4)按表1中的配方用量，先將丁腈橡膠在開煉機(jī)上低溫塑化10分鐘，而后依次加 入丁腈橡膠母粒料，BIPB，在室溫下混煉20分鐘，薄通并打三角包十二次，下片，制備出木 質(zhì)素分散的碳酸鈣/丁腈橡膠混煉膠。 表1 丁腈橡膠復(fù)合材料配方【主權(quán)項(xiàng)】1. ，其具體制備方法包括如下工藝 步驟： (1) 室溫條件下，將水、木質(zhì)素與碳酸鈣按一定的配比混合后在球磨機(jī)上以250-400rpm 的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行球磨共混，得到木質(zhì)素分散的碳酸鈣的漿料； (2) 將由（1)得到的漿料放置于60-70°C的鼓風(fēng)干燥箱中或真空烘箱中進(jìn)行脫水，使?jié){ 料含水量為10-30%，得到木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料； (3) 將橡膠在開煉機(jī)上塑煉至包輥后，按比例加入由（2)中制備的木質(zhì)素分散的碳酸鈣 填料，在一定溫度下混煉至恒重；或在密煉機(jī)中將橡膠與木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料在一定 溫度下共混制備出橡膠/木質(zhì)素分散的碳酸鈣母膠；將混煉母膠通過(guò)雙螺桿擠出造粒得到 橡膠母粒料。2. 按照權(quán)利要求1所述的，其特征 在于該方法包括木質(zhì)素對(duì)碳酸鈣的分散制備木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料和木質(zhì)素分散的碳 酸鈣填料與橡膠共混造粒兩個(gè)工段。3. 按照權(quán)利要求1所述的，其特征 在于木質(zhì)素可以是無(wú)水或含一定量的水。4. 按照權(quán)利要求1所述的，其特征 在于填料的含水量為10-30%。5. 按照權(quán)利要求1所述的，其特征 在于碳酸鈣為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、活性碳酸鈣中的一種或多種混合。6. 按照權(quán)利要求1所述的，其特征 在開煉機(jī)或密煉機(jī)的混煉溫度控制在60-120 °C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述，母粒料中 木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料所占比例為1-95%。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其應(yīng)用 橡膠品種包括：丁腈橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、天然橡膠、氯化聚乙烯、二元乙丙橡膠、三元 乙丙橡膠、氯醚橡膠，氯丁橡膠等其中的一種或多種。【專利摘要】。該方法包括木質(zhì)素分散碳酸鈣制備木質(zhì)素分散碳酸鈣填料和填料與橡膠共混兩個(gè)工段。在工段一中，將水、木質(zhì)素與碳酸鈣按一定的配比混合而后在球磨機(jī)上進(jìn)行球磨，得到木質(zhì)分散碳酸鈣的漿料，將得到的漿料在60-70℃的鼓風(fēng)干燥箱中或真空烘箱中進(jìn)行脫水，使?jié){料含水量為10-30%，得到木質(zhì)素分散碳酸鈣填料。在工段二中，將工段一中木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料和橡膠通過(guò)開煉機(jī)或密煉機(jī)進(jìn)行共混，而后通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)造粒制備出橡膠母粒料。應(yīng)用研究表明，利用本專利技術(shù)中的橡膠母粒料可作為補(bǔ)強(qiáng)劑大幅度提高橡膠材料的力學(xué)性能。本專利技術(shù)方法具有制備工藝簡(jiǎn)單，原料價(jià)廉易得，同時(shí)木質(zhì)素屬資源綜合利用產(chǎn)品。【IPC分類】C08L9-02, C08K3-26, C08K9-04, C08L9-06, C08L9-00【公開號(hào)】CN104877199【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510365962【專利技術(shù)人】蘇勝培, 羅瓊林, 彭麗敏, 李濤利, 李春, 黃雅芳, 徐蓓玉, 王曦 【申請(qǐng)人】湖南師范大學(xué)【公開日】2015年9月2日【申請(qǐng)日】2015年6月29日本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用木質(zhì)素分散的碳酸鈣制備橡膠母料的方法，其具體制備方法包括如下工藝步驟：（1）室溫條件下，將水、木質(zhì)素與碳酸鈣按一定的配比混合后在球磨機(jī)上以250?400rpm的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行球磨共混，得到木質(zhì)素分散的碳酸鈣的漿料;（2）將由（1）得到的漿料放置于60?70℃的鼓風(fēng)干燥箱中或真空烘箱中進(jìn)行脫水，使?jié){料含水量為10?30%，得到木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料；（3）將橡膠在開煉機(jī)上塑煉至包輥后，按比例加入由（2）中制備的木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料，在一定溫度下混煉至恒重；或在密煉機(jī)中將橡膠與木質(zhì)素分散的碳酸鈣填料在一定溫度下共混制備出橡膠/木質(zhì)素分散的碳酸鈣母膠；將混煉母膠通過(guò)雙螺桿擠出造粒得到橡膠母粒料。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇勝培，羅瓊林，彭麗敏，李濤利，李春，黃雅芳，徐蓓玉，王曦，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43
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