一种橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的橡胶母炼胶的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及橡胶领域，特别涉及一种橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备 的橡胶母炼胶。
【背景技术】
[0002] 混炼是橡胶胶料加工的关键工序，且一直是加工过程中能耗最大的工序，其能耗 占整个橡胶加工能耗的大半。普通干法混炼每批胶料之间的差异性较大，常常对后续工序 的质量产生很大影响，同时由于橡胶的反复捏炼，橡胶分子量下降，以及填料在橡胶中的分 散不均等原因造成胶料性能下降，还会产生大量粉尘造成环境的污染。故此，湿法混炼工艺 应运而生，此工艺方法比现有的干法混炼工艺的显著优势在于节省能源，填料和添加剂在 橡胶中能够更好、更均匀分散的同时产品性能得到极大的提升。在湿法混炼工艺中，最重要 的工艺过程即是凝聚步骤。
[0003] CN103113597A公开了使用特殊设计的凝聚器进行高效连续凝聚的湿法混炼方法， 凝聚介质包括氮气、水蒸气、水、填料水浆和油，但该凝聚器对设备材质要求高，工艺成本较 高;CN103419291A公开了使用水做加热介质的方法，但后续需要经分离器分离除水，造成了 胶粒破损，母胶有损失。US7307121B2公开了一种汽提(steam stripping)的方法脱除溶剂， 具体做法是将白炭黑/橡胶混合物栗入汽提装置中凝聚并脱除溶剂，该方法因汽提时通入 水蒸汽，需要脱水和干燥。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中水和水蒸气作为凝聚介质、需要脱水干燥，工序复杂且造成 母胶损失的问题，本发明的目的是提供一种橡胶母炼胶的连续式制造方法及该方法制备的 橡胶母炼胶。本发明的另一个目的是提供一种使用本发明的橡胶母炼胶制备的橡胶制品。
[0005] 本发明将橡胶/填料/添加剂混合物直接通入气体中，本发明的工艺简化、节约能 源，改善了填料分散性能和橡胶硫化特性，增强了填料-聚合物相互作用，从而使橡胶制品 性能提升。
[0006] 本发明公开了如下几种橡胶母炼胶的连续式制造方法，包括：
[0007 ] 1、一种橡胶母炼胶的连续式制造方法，包括如下步骤：
[0008] 步骤A):将填料加入到橡胶溶液中，通过搅拌形成橡胶/填料/溶剂混合物；
[0009] 步骤B):将步骤A)得到的橡胶/填料/溶剂混合物直接通入气体介质中进行凝聚和 溶剂分离，得到橡胶/填料母炼胶。
[0010] 2、一种橡胶母炼胶的连续式制造方法，包括如下步骤：
[0011] 步骤A):将填料加入到橡胶溶液中，通过搅拌形成橡胶/填料/溶剂混合物；
[0012] 步骤B):将步骤A)得到的橡胶/填料/溶剂混合物直接通入气体介质中进行凝聚并 使部分溶剂分离，得到橡胶/填料复合物与溶剂的混合物；
[0013] 步骤C):对步骤B)得到的混合物进行溶剂分离，所述溶剂分离步骤具体为将混合 物通过蒸发分离溶剂，或通过低压真空干燥分离溶剂，或通过加热的方式分离溶剂，或通过 喷雾干燥的方式分离溶剂，或通过膨胀干燥的方式分离溶剂，或者通过闪蒸的方式分离溶 剂，从而得到橡胶/填料母炼胶。
[0014] 3、一种橡胶母炼胶的连续式制造方法，包括如下步骤：
[0015] 步骤A):将填料加入到橡胶溶液中，通过搅拌形成橡胶/填料/溶剂混合物；
[0016] 步骤B):将步骤A)得到的橡胶/填料/溶剂混合物直接通入气体介质中进行凝聚并 使部分溶剂分离，得到橡胶/填料复合物与溶剂的混合物；
[0017] 步骤D):对上一步骤得到的混合物进行干燥，得到橡胶/填料母炼胶;所述干燥为 加热干燥和/或机械干燥。
[0018] 4、一种橡胶母炼胶的连续式制造方法，包括如下步骤：
[0019] 步骤A):将填料加入到橡胶溶液中，通过搅拌形成橡胶/填料/溶剂混合物；
[0020] 步骤B):将步骤A)得到的橡胶/填料/溶剂混合物直接通入气体介质中进行凝聚并 使部分溶剂分离，得到橡胶/填料复合物与溶剂的混合物；
[0021] 步骤C):对步骤B)得到的混合物进行溶剂分离，所述溶剂分离步骤具体为将混合 物通过蒸发分离溶剂，或通过低压真空干燥分离溶剂，或通过加热的方式分离溶剂，或通过 喷雾干燥的方式分离溶剂，或通过膨胀干燥的方式分离溶剂，或者通过闪蒸的方式分离溶 剂；
[0022] 步骤D):对上一步骤得到的混合物进行干燥，得到橡胶/填料母炼胶;所述干燥为 加热干燥和/或机械干燥。
[0023]其中步骤C)所述蒸发为使用烘箱或干燥板进行蒸发;所述喷雾干燥的雾化方式为 离心雾化、压力雾化或二流体雾化;所述膨胀干燥的方式为先进行加热然后突然释放压力； 所述闪蒸的方式为常压闪蒸或减压闪蒸的至少一种，闪蒸级数为1-3级。其中步骤C)中所述 的低压真空干燥为在真空至低于一个大气压的压力下挥发溶剂或抽滤，所述压力优选为-0.1 MPa至0，更优选为-0.09MPa至0，最优选为-0.08MPa至0。步骤C)中所述的膨胀干燥为通 过螺杆膨胀干燥机使溶剂闪蒸气化，优选螺杆膨胀干燥机0_20MPa，更优选l-10MPa下沿轴 推送，螺距递减，摩擦生热，出口压力骤降，胶条膨胀放松，胶条内的溶剂闪蒸气化。
[0024] 其中步骤D)所述加热干燥为烘干或风干;所述机械干燥为使用开炼机、捏炼机、密 炼机、连续密炼机、单螺杆挤出机，双螺杆挤出机进行干燥，机械干燥的工作温度为l〇°C至 250°C;步骤D)可以先进行加热干燥后再进行机械干燥，也可以先进行机械干燥后再进行加 热干燥。步骤D)选择机械干燥时可以同时加热干燥，温度为10°C至250°C;选择加热干燥时， 可在气体介质中进行加热，所述气体介质包括空气、氮气、水蒸气、C〇2的至少一种。
[0025] 其中步骤A)中加入到橡胶溶液中的还包括添加剂，通过搅拌形成橡胶/填料/添加 剂/溶剂混合物。步骤A)可以直接将填料和/或添加剂加入到橡胶溶液中，也可以先将填料 和/或添加剂加入到与橡胶溶液相同或不同的溶剂中形成填料和或添加剂/溶剂混合物。该 填料和或添加剂/溶剂混合物可直接与橡胶溶液混合，也可以停放一定时间后与橡胶溶液 混合，在停放时加热或者不加热，当加热时，温度为l〇°C至200°C，当上述加热温度高于溶剂 的沸点时，加热需在压力容器中进行。步骤A)得到的橡胶/填料和或添加剂/溶剂混合物，可 立即进入下一步骤，也可以先停放一定时间，在停放时加热或者不加热，当加热时，温度为 10°C至200°C，当上述加热温度高于溶剂的沸点时，加热需在压力容器中进行。所述的添加 剂可任选包括油、防老剂、偶联剂、活性剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、染料、颜 料、增塑剂、软化剂、加工助剂、硫化剂或促进剂的添加剂中的一种或多种。所用添加剂的用 量均为常规用量，或根据实际情况的要求进行调整。
[0026] 步骤A)可以使用本领域公知的方法实现。步骤A)中所述的搅拌可以使用一般搅拌 机完成，包括但不限于叶片式搅拌机，槽式搅拌机，行星式搅拌机，曲拐式搅拌机等。
[0027] 步骤A)还可以进一步包括细分散步骤，所述的细分散可以通过如下方式实施:将 上述搅拌所得的混合物通过一个喷嘴在高压高剪切的情况下喷出，以改善填料和/或添加 剂的分散;使上述喷出物通过一个多弯头管使混合液在管中与管壁撞击增加填料和/或添 加剂的分散性;或使喷出物通过一个管内径多次收放变化的管路来变换剪切应力而增加填 料和/或添加剂的分散。所用压力范围从O.IMPa至lOOMPa，优选lOMPa至80MPa。
[0028] 所述的细分散后所形成的混合物还可以通过下述精分散进一步改善填料和/或添 加剂在橡胶溶液中的分散：
[0029] i.将所述细分散之后的混合物连续加入球磨机和/或胶体磨中进行分散，使填料 和/或添加剂均匀的分散在橡胶溶液中；
[0030] ii.将所述细分散之后的混合物连续加入到研磨机中进行研磨以使填料和/或添 加剂充分分散在橡胶溶液中，该研磨机具有一组或多组高速转动的平面磨盘和固定在研磨 机套筒上并与平面磨盘相间的固定销钉或定盘。
[0031 ] iii .将所述细分散之后的混合物连续加入到研磨机中进行研磨，该研磨机具有转 动方向相反的两个叶片，所述叶片具有细孔流槽，在高压下可以通过旋转的叶片提高填料 和/或添加剂在橡胶溶液中的分散程度。所用压力范围从O.IMPa至lOOMPa，优选lOMPa至 80MPa〇
[0032] iv.将所述细分散之后的混合物连续地加入到多层高压狭缝分散机中，使混合物 在高压下从两层之间狭缝中挤出，此时产生的强剪切力可提高填料和/或添加剂在橡胶溶 液中的