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_2

文档序号:9837658阅读:来源:国知局
分散程度。所用压力范围从〇. IMPa至1 OOMPa,优选1 OMPa至80MPa。
[0033] V.将所述细分散之后的混合物连续地加入到动力分散器中进行分散,所述动力分 散器的高速旋转的转子上有许多径向分布的狭缝或孔,混合物以高速撞击在定子表面上以 使填料和/或添加剂均匀地分散在橡胶溶液中。
[0034]上述五种细分散方法中的两种或两种以上可以相互串联使用。
[0035]所述的橡胶溶液可以直接从制备溶聚橡胶生产线中直接获得,亦可将任何类型的 干胶在该胶的溶剂中溶解制备。当用干胶制备橡胶溶液时,所述干胶可以是本领域中使用 的任何种类的橡胶,如天然聚合物或合成聚合物。所述天然聚合物包括但不限于天然胶、杜 仲胶、银菊胶等;所述合成聚合物包括但不限于单体在溶液中聚合所得(即溶聚橡胶)、单体 在乳液中聚合所得(即乳聚橡胶)、单体本体进行聚合所得。当所述橡胶溶液直接从制备溶 聚橡胶生产线中获得时,所述溶聚橡胶为用乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、已烯、庚烯、4-7个碳原 子的双烯或6-7个碳原子的三烯、或含其它原子或官能团的烯类单体的均聚或共聚聚合物, 所述其他原子或官能团为硅原子、氟原子、氯原子、氮原子、氧原子、硫原子、酯基团,氨基酯 基团,氰基,也包括含有上述单体的均聚物和共聚物,其中包括但并不限于聚丁二烯、聚异 戊二烯、丁苯胶、乙丙胶、丁基胶、丁腈胶、氯丁胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、氯磺化聚乙 烯橡胶、丙烯酸酯橡胶等。橡胶的分子量为1千至4000万,优选5千至3000万,更优选1万至 800 万。
[0036]所述橡胶溶液中的溶剂均为各种橡胶的良溶剂。溶剂具体可以是脂肪烃溶剂、芳 香烃溶剂、氯化烃溶剂、酮类溶剂、醚类溶剂和酯类溶剂,所述脂肪烃溶剂包括但并不限于 各种溶剂汽油、环烷烃、取代环烷烃、正烷烃,所述芳香烃溶剂包括但不限于苯、甲苯、二甲 苯、苯乙烯,所述氯化烃溶剂包括但不限于二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、 四氯乙烯、氯甲苯。橡胶在溶液中的浓度范围为1 %重量至60 %重量,优选5 %重量至40 %重 量,更优选10%重量至30%重量。
[0037] 所述填料包括但不限于橡胶中所用的各种固体粉末状补强剂和填充剂,如各类炭 黑、二氧化娃、金属氧化物、盐类、不同树脂及上述填料的纳米级材料。其中所述金属氧化物 包括但并不限于氧化铝、氧化镁、氧化锌等,所述盐类包括但并不限于碳酸钙、陶土及上述 填料的纳米级材料。填料的比表面积为〇. 1至800m2/g,优选1至500m2/g,更优选5至300m2/g。 对于炭黑、二氧化硅(白炭黑)来说,其吸油值为20至250ml/100g,优选25至200ml/100g,更 优选30至150ml /100g,其中所述的填料包括它们的混合物及多相填料,多相填料包括但并 不限于炭黑、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化钛、氧化硼等组成的双相或多 相填料,对于双相或多相填料来讲,其吸油值为20至250ml/100g,优选25至200ml/100g,更 优选30至150ml/100g。填料的用量为5至300重量份(以橡胶为100重量份计),优选10至200 重量份,更优选30至150重量份。所述填料也包括上述填料中两种或多种的并用物。
[0038] 所述的填料也包括它们的表面改性填料。其中所述的表面改性可以是通过化学反 应将一定的官能团接在填料表面或通过混合或吸附而将改性剂通过物理方式结合在填料 表面上。所述改性来讲,可以但不限于将改性剂溶于溶剂后与填料混合进行液相改性,如 WangW,Nanse G,VidalA,et &1.1(.6.1([1],1994,47:493中所述,也可以但不限于将改性剂 与填料混合加热进行固相改性,如Wang MJ,Wo Iff.S.R.C.T[J],1992,65:715中所述。表面 改性也可以在将填料加入橡胶溶液中之前进行,或将改性剂加入到橡胶溶液和填料的混合 物中进行表面改性。所述改性剂为本领域常规的改性剂,诸如用以下通式表示的有机硅烷 偶联剂:
[0039] (Rn-(R〇)3-nSi-(Alk)m-(Ar) P)q(A) (I)
[0040] Rn'(R〇)3-nSi-(Alk) (II)
[0041] 或 Rn,(R0)3-nSi_(Alkenyl) (III)
[0042] 式中,当q = 1 时,A为-SCN,-SH,-Cl,-NH2;
[0043] 当 q = 2 时,A为-Sx_;
[0044] R和R'为碳原子从1至4的支化或直链的烷基或酚基,R和R'可以相同,也可以不同;
[0045] η为0,1 或2;
[0046] Aik是含有1至6个碳原子的直链或支链烃基;
[0047] Alkenyl是含有1至6个碳原子的直链或支链烯基;
[0048] m为0或 1;
[0049] Ar是含有6至12个碳原子的芳基;
[0050] p为0或1,p和η不能同时为0;
[0051 ] X为 2 至8;
[0052] 其中最常用的为双(三乙氧基丙基硅烷)四硫化物和二硫化物、3-硫氰基丙基-三 乙氧基硅烷、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷、锆酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、硝基偶联剂、醇类化 合物,所述醇类化合物包括但不限于单元醇、二元醇、多元醇,所述醇类化合物包括但不限 于丙醇、丁醇、乙二醇、聚乙二醇及其衍生物。
[0053] 对步骤Β)、步骤C)和步骤D)的溶剂进行回收循环利用;所述回收通过冷凝器、分馏 塔和喷淋设备实施。所述的回收溶剂的方法可以使用本领域中任何已知的方法,如将汽化 的溶剂通过表面冷凝或直接接触冷凝的方法加以回收。当使用直接冷凝接触的方法时冷却 剂可以采用水、同种溶剂。
[0054]其中步骤Β)可以使用任何容器来实施。步骤Β)在罐状容器中实施,优选圆柱形罐 状容器。在步骤Β)中任选添加一种或多种选自油、防老剂、偶联剂、活性剂、抗氧化剂、阻燃 剂、热稳定剂、光稳定剂、染料、颜料、增塑剂、软化剂、加工助剂、硫化剂和促进剂的添加剂。 步骤Β)中所述的气体介质包括氮气、二氧化碳、水蒸气、空气的至少一种。步骤Β)中所述的 气体介质的温度为溶剂沸点温度以上,优选50_250°C,更优选70-180°C。
[0055] 其中在步骤B)之前或之后进一步实施步骤B1):将上一步骤得到的混合物送入凝 聚器中,并在凝聚器中任选与氮气、水蒸气、水、填料水浆和油中的一种或多种流体相接触 并混合后凝聚,得到橡胶/填料/添加剂复合物与溶剂的混合物。在步骤B)之前或之后进一 步实施步骤B2):将上一步骤得到的混合物直接通入温度高于溶剂沸点的加热介质中,该加 热介质的极性与所用溶剂的极性不同,混合物凝聚并退溶剂,并且溶剂迅速挥发,从而形成 含有该加热介质的橡胶/填料/添加剂复合物与溶剂的混合物。所述制造方法同时包含步骤 81)、步骤82)和步骤幻。
[0056] 步骤B1)中使用的凝聚器可以为具有一个或两个以上进料口的管式凝聚器,其中 所述进料口的进料方向可以与管式凝聚器管的轴向方向平行,出口处于管的末端,也可以 与管式凝聚器管的轴向方向呈1-180°角,优选呈20-120°角,更优选呈70-100°角,最优选呈 85-95°角。当进料口为多个时,部分进料口的进料方向与管式凝聚器管的轴向方向平行;其 余的进料口的进料方向与管式凝聚器的筒的轴向方向呈1-180°角,优选呈20-120°角,更优 选呈70-100°角,最优选呈85-95°角,各进料口的进料方向在与管轴心垂直的横截面上的投 影为该横截面的半径方向至该横截面的切线方向之间的任何方向,优选为半径方向,或者 为切线方向。所述的进料口均处于与管的轴向相垂直的同一平面上或者所述的进料口处于 不同的平面上。
[0057]步骤B1)中使用的凝聚器也可以为由两个或三个以上相互同心的管组成的凝聚 器,其中每个管具有一个或两个以上的进料口,所述进料口的进料方向为平行于管的轴向 方向或为管的切线方向,出口处于管的末端。流体可以直接通入,也可以从管壁的切线方向 通入。每个管的进料口的末端可以在同一平面内,也可以由内向外每个管的进料口的末端 依次变长或由内向外每个管的进料口的末端依次变短。
[0058]步骤B1)中使用的凝聚器也可以为筒式凝聚器,该筒式凝聚器只有一个进料口,该 进料口位于筒式凝聚器的上端或筒壁上,出口处于筒的下端。流体可以通过进料口直接注 入凝聚器,也可以沿筒壁以切线的方向注入凝聚器。
[0059]步骤B1)中使用的凝聚器也可以为上部是筒状,下部是圆锥状的筒锥式结构,并具 有一个或两个以上进料口。进料口的进料方向可以为筒壁的切线方向;各进料口可以处于 同
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