专利名称：一种橡胶补强剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于橡胶填充剂领域。
现有的橡胶补强剂一般是采用炭黑。炭黑是一种重要的化工原料，主要用于橡胶工业的填充剂(补强剂)，也用于颜料着色于油墨、涂料及塑料工业中，另有少量用于作导电性材料的添加剂。其中，用于橡胶工业的炭黑占90％。传统的炭黑生产方法主要是以石油或天然气等烃类物质为原料，所生产的炭黑质量较好，但其生产工艺复杂，原料消耗大，成本高，这就制约了炭黑的各种规模化的生产，所以炭黑产品一直货紧价扬，难以满足日益发展的橡胶及其制品工业的需要。
本发明的目的就是要解决现有技术存在的上述问题，寻求一种制备工艺简单，原料来源丰富，可以进行大、小规模的生产，且产品价格低廉的橡胶补强剂及其制备工艺。为此，本发明提供了一种橡胶补强剂及其制备工艺，这种橡胶补强剂及其制备工艺所用的原料炭黑，具有原料来源丰富，制备工艺简单，价格低廉，扩大了再生资源的利用，变废为宝，对橡胶的补强效果明显，可广泛用于各种橡胶制品的生产，并降低生产成本。
本发明的技术方案如下本发明的橡胶补强剂的特征是它含有炭黑和硅烷偶联剂，其中，炭黑∶硅烷偶联剂＝100∶0.05-5(重量)。
本发明的橡胶补强剂中，所用的炭黑，其粒度为300-700目。
本发明的橡胶补强剂中，所用的硅烷偶联剂是双-γ-三乙氧基硅基丙基-四硫化物，或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，或是γ-甲基丙基酰氧丙基三甲氧基硅烷。这种硅烷偶联剂可以是一般工业级标准即可。
本发明的橡胶补强剂的制备方法是以锯末或作物秸杆为原料，经筛选、除杂、晒干后，经成型机压缩制成空心棒，然后用炭化炉完全炭化制成炭棒，经超细粉碎制成超细炭粉，再与硅烷偶联剂按炭黑∶硅烷偶联剂＝100∶0.05-5(重量)的比例配比，均匀混合制成，压缩制棒时温度控制在200-300℃，炭化时炉温控制在300-500℃，炭化时间5-15小时。
在本发明的橡胶补强剂的制备过程中，制备炭黑所用的原料如采用锯末时，以采用松树锯末及质地致密的木材的锯末为佳，杂木次之。为保证炭黑的质量，锯末或作物的秸杆需进行严格的筛选和晒干，除去铁质、石于等杂物。锯末或作物的秸杆在压缩制棒时，制棒机可选用主机11KW的电机，加热圈两个，其功率选用1.5KW即可，制棒时温度控制在200-300℃。
为了使压缩成型的空心棒在炭化炉中完全炭化，炉内温度控制在300-500℃，以350-420℃为佳；炭化时间5-15小时，以8-10小时为佳。
压缩成型的空心棒在炭化炉中完全炭化后，取出降温，再在超细粉碎机中进行粉碎，制成300-700目的炭黑颗粒，即可作为本发明的橡胶补强剂的原料炭黑。将该原料炭黑与备好的工业级硅烷偶联剂，按炭黑∶硅烷偶联剂＝100∶0.05-5(重量)的比例配比，硅烷偶联剂用喷枪均匀喷于炭黑中，并进行搅拌均匀混合，即制成本发明的橡胶补强剂。
在上述的炭黑制备中，除了上述指出的本发明的技术方案中的控制要点外，炭黑在超细粉碎之前的制造过程同已有技术的以木材、锯末或秸杆等制造木炭的技术相类似。
与现有技术相比，本发明的橡胶补强剂及其制备方法具有如下的优点和积极效果1.本发明的橡胶补强剂采用的原料炭黑，是采用锯末或作物秸杆等废料制备，具有原料来源丰富，价格低廉的特点，并扩大了再生资源的利用，变废为宝，无三废污染，具有显著的经济效益和社会效益。
2.本发明的橡胶补强剂的制备方法工艺简单。
3.本发明的橡胶补强剂产品价格低。在保证橡胶制品质量的前提下，采用本发明的产品可降低橡胶制品成本25％左右，经济效益可观。
4.采用本发明的橡胶补强剂对橡胶及其制品的补强效果明显。本发明的橡胶补强剂所用的原料炭黑与利用石油或天然气等烃类物质生产的炭黑相比，虽然含有少量的灰分和微量的杂质，会使其补强效果略低，但由于本发明在产品补强剂中加入了硅烷偶联剂，因而使其橡胶及其制品的拉伸强度和耐磨性能都有显著的改善，橡胶制品的质量完全可以满足要求，与现有技术的高耐磨炭黑补强剂相比，性能相近，而产品的成本则大幅度降低。
5.本发明是一种投资少见效快的项目，极为适合乡镇企业或个体企业的中小规模生产。
本发明的产品可广泛用于橡胶及其各种橡胶制品的生产，例如橡胶管件及各类橡胶杂品、橡胶鞋底等的生产。
实施例以杂木锯末为原料，经筛选、除杂、晒干，成型机压缩制成空心棒，然后用炭化炉完全炭化制成炭棒，经超细粉碎制成400目的超细炭粉，再与硅烷偶联剂按炭黑∶硅烷偶联剂＝100∶0.5(重量)的比例配比，用喷枪均匀喷入炭黑中，并进行搅拌，均匀混合制成。压缩制棒时温度控制在245℃，炭化时炉温控制在340℃，炭化时问9小时。
洛阳某制鞋厂采用上述本发明的橡胶补强剂与用采用烃类物质生产的高耐磨炭黑橡胶补强剂于橡胶鞋底，其橡胶鞋底的性能对比数据如表1表1
从表1可见，用本发明的橡胶补强剂制备的橡胶鞋底与采用现有技术的高耐磨炭黑相比，鞋底的质量性能相近。但采用本发明的补强剂时，产品的成本则可大幅度降低。
以上的实施例是采用杂木锯末来制备炭黑，采用秸杆与之相近，如采用松木锯末，补强剂的质量更佳。
权利要求
1.一种橡胶补强剂，其特征在于，它含有炭黑和硅烷偶联剂，其中炭黑∶硅烷偶联剂＝100∶0.05-5(重量)。
2.按权利要求1所述的橡胶补强剂，其特征在于，所述的炭黑的粒度在300-700目。
3.按权利要求1所述的橡胶补强剂，其特征在于，所述的硅烷偶联剂是双-γ-三乙氧基硅基丙基-四硫化物，或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，或是γ-甲基丙基酰氧丙基三甲氧基硅烷。
4.按权利要求1、2、3所述的橡胶补强剂的制备方法，其特征在于，它是以锯末或作物秸杆为原料，经筛选、除杂、晒干后，经成型机压缩制成空心棒，然后用炭化炉完全炭化制成炭棒，经超细粉碎制成300-700目的超细炭粉，再与硅烷偶联剂按炭黑∶硅烷偶联剂＝100∶0.05-5(重量)的比例配比，将硅烷偶联剂用喷强均匀喷于炭黑中混合，并进行搅拌制成，压缩制棒时温度控制在200-300℃，炭化时炉温控制在300-500℃，炭化时间5-15小时。
5.按权利要求4所述的橡胶补强剂的制备方法，其特征在于，制备炭黑所用的原料是以采用松树锯末及质地致密的木材的锯末为好，杂木次之。
全文摘要
本发明属于橡胶填充剂领域，现有的橡胶补强剂一般采用炭黑。传统炭黑生产工艺复杂，原料消耗大，成本高。本发明的橡胶补强剂采用锯末和秸秆为原料，经筛选、除杂、晒干、压缩制棒、炭化及粉碎制成超细炭粉，再与硅烷偶联剂按炭黑∶硅烷偶联剂＝100∶0.05-5(重量)的比例均匀混配制成，可提高橡胶的强度性能和耐磨性，具有原料丰富，制备工艺简单，价格低廉，经济效益和社会效益显著的特点。广泛用于橡胶制品的生产，可降低成本25％左右。
文档编号C08L21/00GK1153190SQ9511941
公开日1997年7月2日 申请日期1995年12月25日 优先权日1995年12月25日
发明者李继先 申请人:李继先