一種堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠的方法技術

一種堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠的方法，涉及一種增強橡膠的方法，該方法第一步，以低品位菱鎂礦煅燒后的輕燒粉和鹽酸為原料制備堿式氯化鎂晶須，堿式氯化鎂晶須規格為：直徑約100-300nm，長度大于20μm的晶須；第二步，加入改性劑，對制得的堿式氯化鎂晶須進行改性；第三步，將改性的堿式氯化鎂晶須與丁苯橡膠、再生膠、防老劑等混煉，得到丁苯橡膠復合材料。第四步，復合材料的斷裂伸長率變高，抗拉強度變大，沖擊彈性實驗證明，提高了丁苯橡膠的柔韌性和彈性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種增強橡膠的方法，特別是涉及一種堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠 的方法。
技術介紹
丁苯橡膠(SBR )是工業化較早的通用合成橡膠，自1937年工業化以來已有50多 年的發展歷史了。由于SBR技術成熟，產品質量穩定，加工性能良好，價格便宜，物理機 械性能接近于天然橡膠（N R )，綜合性能較好并可與天然橡膠及其它合成橡膠（S R ) 共用，從而補償其自身的不足，適合于制造耗膠量最多的汽車輪胎膠管、輸送帶鞋類和其 它工業制品，所以SBR的產量一直占 SR總產量的50%以上。目前，世界上已有30多個 國家的10多家工廠生產SBISBR不僅產量居各種SR之首，而且品種最齊全，產品牌號也 最多;僅各種固體SBR的產品牌號就已達250多個。溶聚丁苯橡膠具有很高的抗濕滑性、很 低滾動阻力與耐磨性等優點，且其抗濕滑性優于順丁橡膠、滾動阻力比乳聚丁苯橡膠低20% ~30%，因此是制造輪胎的最適合膠種。最近幾年，世界溶聚丁苯橡膠的消費日益增加，西 歐和日本的溶聚丁苯橡膠消費總量占總丁苯橡膠消費量為31%左右，而我國溶聚丁苯橡膠 的實際消費量卻很低，而其生產能力將近12%，極低的的消費量主要是因為乳聚丁苯橡膠加 工性能優于溶聚丁苯橡膠。 納米微粒增強橡膠是20世紀初在輪胎中使用炭黑開始的，用納米材料與其它基體 材料（如橡膠、樹脂、陶瓷、金屬）制成的納米復合材料已成為世界各國有關人員關注的熱 點。納米二氧化硅改性氯化聚乙烯(CPE)后CPE力學性能的變化。通過研究可以發現發現，當 納米二氧化硅用量不斷增加時，300%定伸應力、拉斷伸長率和改性CPE的硬度都不斷提高， 而拉斷永久變形變大、拉伸強度先上升然后平緩下降。采用溶液插層法，制得了黏土 /天然 橡膠納米復合材料。該材料具有良好的耐磨性、氣體阻隔性和耐老化性能，和高耐磨炭黑及 白炭黑增強橡膠相比，定伸應力和撕裂強度較高，拉伸強度相當。將白燕華CC納米碳酸鈣填 充于丁苯橡膠(SBR)、天然橡膠(NR)及丁腈橡膠(NBR)膠料中。研究表明，當白燕華CC用量的 不斷增加時，SBR與NBR膠料的拉伸強度顯著上升，而NR膠料卻出現先緩慢上升然后顯著下 降的情況，而NR膠料的撕裂強度卻比SBR與NBR膠料增長顯著。用粒徑為20~40nm的納米二 氧化鈦填充天然橡膠(NR)和丁腈橡膠(NBR)制備了橡膠復合材料，結果表明，納米二氧化鈦 在NR和NBR中表現出良好的分散，在用量小的情況下，納米二氧化鈦對橡膠復合材料的力學 性能基本沒有影響。實驗研究表明，納米氧化鋅能與橡膠發生分子水平上的結合，即納米填 料與橡膠分子的接枝作用，從而達到提高膠料性能的目的。特別是膠料的耐磨性、Η抽出力 和撕裂性能明顯提尚，成品性能也相應有所提尚。 通過填充無機納米填料制備橡膠納米復合材料已成為目前研究的重要課題，而堿 式氯化鎂晶須填充到丁苯橡膠中提高其性能，有廣闊前景。 丁苯橡膠（SBR)是以丁二烯和苯乙烯作為單體并由自由基引發的乳液聚合或陰 離子的溶液聚合工藝所得，為目前世界消費量最大、產量最高的通用合成橡膠（SR)品 種。丁苯橡膠的物理機械性能、加工性能和制品的使用性能均與天然橡膠（NR)接近，但 其耐熱性、耐磨性、耐老化性均優于天然橡膠，丁苯橡膠可以同NR及多種SR共同使用， 目前其應用廣泛，主要在生產輪胎與輪胎制品、膠管、膠帶、鞋類、汽車零部件、電線電纜、醫 療器械及其他多類工業橡膠制品方面。按生產工藝可以將丁苯橡膠分為乳聚橡膠（ESBR) 和溶聚丁苯橡膠（SSBR)兩大類。乳聚丁苯橡膠開發較早并不斷發展完善，其生產和加工工 藝已然成熟，因此被廣泛應用而且其產量、消耗量和生產能力在丁苯橡膠中均居首位。溶聚 丁苯橡膠相比乳聚丁苯橡膠具有小排污量、多樣化的膠種、高單體轉化率、少品種的聚合助 劑、強裝置適應力等優點，是未來的主要研究方向。溶聚丁苯膠是未來丁苯膠的發展方向， 雖然開發比ESBR晚但生產工藝優點突出因此發展迅速。丁苯橡膠是目前消耗量最大的通用 橡膠，其廣泛應用在各行業，在非要求耐熱、耐特種介質、耐油等特殊情況外的普遍條件下 均能使用。主要用于輪胎工業，另外還應用在運輸帶的履蓋膠、膠鞋大底、輸水膠管、膠布制 品、膠輥、防水橡膠制品、防震制品、微孔海綿制品等方面。對丁苯橡膠通過添加劑以改進其 力學和熱學性能，將會大大提高其使用性能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供，該方法以制備 堿式氯化鎂晶須為原料，加入改性劑，進行改性。改性后的堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠復 合材料斷裂伸長率變高，抗拉強度變大，沖擊彈性實驗證明，提高了丁苯橡膠的柔韌性和彈 性。 本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的： ，所述方法包括以下過程： (1) 輕燒粉煅燒恢復活性，通過緩慢加料的方式，抽濾后得到澄清溶液;靜置析出白色 不溶物，再經過蒸餾水、乙醇反復洗滌、抽濾、烘干，得到高純度的堿式氯化鎂晶須； (2) 將制得的堿式氯化鎂晶須用硅烷偶聯劑預處理，得到表面改性的堿式氯化鎂晶須； (3) 將丁苯橡膠、再生膠混煉成混煉膠，堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠復合材料； (4) 堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠復合材料由以下重量份數的原料組成:丁苯橡膠70 份、再生膠30份、堿式氯化鎂晶須2份、氧化鋅2份、硬脂酸2.4份、輕質碳酸鈣8份、石蠟2份、 防老劑1份和〇. 4份、古馬隆5份、炭黑45份、促進劑2.2份、硫磺1.5份； 上述方法即可達到增強丁苯橡膠。 所述的，所述輕燒粉中的MgO與HC1摩爾 比為0.7:1。 所述的，所述制得的堿式氯化鎂晶須用 硅烷偶聯劑預處理，將0.5%的硅烷偶聯劑加入適量的丙酮或無水乙醇等惰性溶劑中，攪拌 溶解后加入堿式氯化鎂，攪拌3h后，加熱蒸出丙酮或無水乙醇，得到表面改性的堿式氯化鎂 晶須。 所述的，所述丁苯橡膠、再生膠混煉成 混煉膠，將混煉膠與氧化鋅、硬脂酸、輕質碳酸鈣、石蠟、防老劑、古馬隆、炭黑、促進劑、堿式 氯化鎂晶須、硫磺置于開煉機上開煉，得到本專利技術堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠復合材料。 本專利技術的優點與效果是： 1.本專利技術以低品位菱鎂礦煅燒后的輕燒粉和鹽酸為原料制備堿式氯化鎂晶須，堿式氯 化鎂晶須規格為:直徑約100-300nm，長度大于20μπι的晶須。以制備堿式氯化鎂晶須為原料， 加入改性劑，進行改性。改性后的堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠復合材料按照以下重量份 數的原料組成:丁苯橡膠70份、再生膠30份、堿式氯化鎂晶須2~8份、氧化鋅2份、硬脂酸2.4 份、輕質碳酸鈣8份、石蠟2份、防老劑4010ΝΑ1份、防老劑CTP0.4份、古馬隆5份、炭黑45份、促 進劑2.2份、硫磺1.5份，并混煉當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠的方法，其特征在于，所述方法包括以下過程：（1）輕燒粉煅燒恢復活性，通過緩慢加料的方式，抽濾后得到澄清溶液；靜置析出白色不溶物，再經過蒸餾水、乙醇反復洗滌、抽濾、烘干，得到高純度的堿式氯化鎂晶須；（2）將制得的堿式氯化鎂晶須用硅烷偶聯劑預處理，得到表面改性的堿式氯化鎂晶須；（3）將丁苯橡膠、再生膠混煉成混煉膠，堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠復合材料；（4）堿式氯化鎂晶須增強丁苯橡膠復合材料由以下重量份數的原料組成：丁苯橡膠70份、再生膠30份、堿式氯化鎂晶須2份、氧化鋅2份、硬脂酸2.4份、輕質碳酸鈣8份、石蠟2份、防老劑1份和0.4份、古馬隆5份、炭黑45份、促進劑2.2份、硫磺1.5份；上述方法即可達到增強丁苯橡膠。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王國勝，吳姍姍，張天天，劉朝暉，賈南，齊廣，寧志高，
申請(專利權)人：沈陽化工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧;21