橡胶补强剂及其制备方法
【专利摘要】一种橡胶补强剂，它包括以下重量百分比的配方：硅烷偶联剂2％～4％，稀土0.5％～3.5％，其余为硅土。制备方法是：1)、将硅土煅烧；2)、分选，分选标准为SiO2≥95％；3)、碾磨，颗粒度要求为≥2000目；4)、加入硅烷偶联剂反应时间；5)、加入稀土反应；6)、待步骤5)中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。与现有技术相比，本发明具有生产工艺较简单，生产周期相对较短，生产成本较低，补强水平可达到半补强炭黑的补强水平及添加后橡胶的弹性和抗屈饶性较好的特点。
【专利说明】橡胶补强剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本 发明属于橡胶填充材料【技术领域】，特别是涉及一种橡胶补强剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前在橡胶制品中，为了达到不同的机械强度，需要添加橡胶补强剂。通常分为两种，一种是炭黑，另一种是硅藻土；而前者虽然补强水平较好，但生产工艺较复杂，生产过程较繁琐，生产成本较高；而后者虽然生产工艺较简单，生产成本相对较低，但是硅藻土需要经过自然干燥，使得生产周期较长，且补强水平无法达到半补强炭黑的补强水平，再者添加后橡胶的弹性和抗屈饶性相对较差。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题提供一种生产工艺较简单，生产周期相对较短，生产成本较低，补强水平可达到炭黑的补强水平及添加后橡胶的弹性和抗屈饶性较好的橡胶补强剂。
[0004]本发明解决以上问题所用的技术方案是:提供一种橡胶补强剂，它包括以下重量百分比的配方:
[0005]硅烷偶联剂2%~4%，稀土 0.5%~3.5%，其余为硅土。
[0006]本发明的另一个目的是提供一种橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤:
[0007]I)、将硅土煅烧，煅烧温度为1000~1800°C，时间为I~6小时；
[0008]2)、对煅烧后的硅土进行分选，分选标准为SiO2 ^95% ；
[0009]3)、将分选后的硅土放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥2000目；
[0010]4)、将步骤3)得到的粉末放入反应釜中，并加入2%~4%的硅烷偶联剂搅拌，温度为120~150°C，反应时间为2~8分钟，不停搅拌；
[0011]5)、随后在反应釜中加入0.5%~3.5%的稀土，温度为120~150°C，反应时间为10~20分钟，不停搅拌；
[0012]6)、待步骤5)中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。
[0013]采用以上配方和方法后，与现有技术相比，本发明虽然添加了稀土，但使用的基料是硅土，硅土的成本相对较低，则可大幅降低成本；而加入稀土后，使得粉体的表面活性更好，故橡胶更能很好地吸附在粉体表面，吸附是一种物理过程，即粉体与橡胶分子之间的吸引力大于橡胶分子间的内聚力；而主要起到补强作用在于粉体的不均匀性，粉体上活性很大的活化点，具有没有配对的电子，能与橡胶起到化学作用，使得橡胶吸附在粉体的表面上而有若干个点与粉体表面起化学的结合，这种作用可称为化学吸附，化学吸附要比单纯的物理吸附大得多，这种化学吸附的特点是分子链比较容易在粉体表面上移动，但不易和粉体脱离，这样橡胶与粉体就构成了一种能够滑移的强固的键，这种键产生了第二个补强的效应，而第一个补强效应是当橡胶受到外力作用而变形时，分子链的滑移及大量的物理吸附作用能够吸收外力的冲击，对外力引起的摩擦或滞后形变起缓冲作用；第二个效应是使应力分布均匀。这两个效应的结果使橡胶强力增加，抵抗撕裂，同时又不会过于损坏橡胶的弹性(即分子链的运动)，故在成本较低的同时，还可显著提高橡胶的机械物理性能，使得橡胶的加工稳定性、弹性、抗屈饶、阻燃性等均较好，补强水平可达到半补强炭黑的补强水平；同时由于生产工艺较简单，经过煅烧后，生产周期较短，可大幅提高生产效率，进而降低生产成本。因此本发明具有生产工艺较简单，生产周期相对较短，生产成本较低，补强水平可达到半补强炭黑的补强水平及添加后橡胶的弹性和抗屈饶性较好的特点。
[0014]作为优选，所述的煅烧温度为1200~1800°C，时间为2~6小时。
[0015]作为优选，所述的硅烷偶联剂为S1-69 (化学名称为:双_[ Y -(三乙氧基硅)丙基]四硫化物)。
【具体实施方式】
[0016]以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。
[0017]实施例1
[0018]一种橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤:
[0019]I)、将硅土煅烧，煅烧温度为1000°C，时间为6小时；
[0020]2)、对煅烧后的硅土进行分选，分选标准为SiO2 ^95% ；
[0021]3)、将分选后的硅土放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥2000目； [0022]4)、将步骤3)得到的粉末放入反应釜中，并加入4%的硅烷偶联剂搅拌，温度为120°C，反应时间为8分钟，不停揽祥，硅烷偶联剂为乙烯基二乙氧基硅烷；
[0023]5)、随后在反应釜中加入3.5%的稀土，温度为120°C，反应时间为20分钟，不停搅拌;
[0024]6)、待步骤5)中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。
[0025]实施例2
[0026]一种橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤:
[0027]I)、将硅土煅烧，煅烧温度为1200°C，时间为5小时；
[0028]2)、对煅烧后的硅土进行分选，分选标准为SiO2 ^95% ；
[0029]3)、将分选后的硅土放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥2000目；
[0030]4)、将步骤3)得到的粉末放入反应釜中，并加入3%的硅烷偶联剂搅拌，温度为140°C，反应时间为6分钟，不停搅拌，硅烷偶联剂为Y -甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烧;
[0031]5)、随后在反应釜中加入3%的稀土，温度为140°C，反应时间为16分钟，不停搅拌;
[0032]6)、待步骤5)中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。
[0033]实施例3
[0034]一种橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤:
[0035]I)、将硅土煅烧，煅烧温度为1500°C，时间为2小时；
[0036]2)、对煅烧后的硅土进行分选，分选标准为SiO2 ^95% ；
[0037]3)、将分选后的硅土放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥2000目；
[0038]4)、将步骤3)得到的粉末放入反应釜中，并加入2.5%的硅烷偶联剂搅拌，温度为130°C，反应时间为4分钟，不停搅拌，硅烷偶联剂为S1-69 ；[0039]5)、随后在反应釜中加入2%的稀土，温度为130°C，反应时间为15分钟，不停搅拌;
[0040]6)、待步骤5)中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。
[0041]实施例4
[0042]一种橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤:
[0043]I)、将硅土煅烧，煅烧温度为1800°C，时间为I小时；
[0044]2)、对煅烧后的硅土进行分选，分选标准为SiO2 ^95% ；
[0045]3)、将分选后的硅土放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥2000目；
[0046]4)、将步骤3)得到的粉末放入反应釜中，并加入2%的硅烷偶联剂搅拌，温度为150°C，反应时间为2分钟，不停搅拌，硅烷偶联剂为S1-69 ；
[0047]5)、随后在反应釜中加入0.5%的稀土，温度为150°C，反应时间为10分钟，不停搅拌;
[0048]6)、待步骤5) 中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。
[0049]实施例5
[0050]一种橡胶补强剂的制备方法，它包括以下步骤:
[0051]I)、将硅土煅烧，煅烧温度为1800°C，时间为I~6小时；
[0052]2)、对煅烧后的硅土进行分选，分选标准为SiO2 ^95% ；
[0053]3)、将分选后的硅土放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥2000目；
[0054]4)、将步骤3)得到的粉末放入反应釜中，并加入4%的硅烷偶联剂搅拌，温度为150°C，反应时间为8分钟，不停搅拌，硅烷偶联剂为S1-69 ；
[0055]5)、随后在反应釜中加入3%的稀土，温度为150°C，反应时间为20分钟，不停搅拌;
[0056]6)、待步骤5)中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。
[0057]以上实施例仅为本发明的较佳实施例，本发明不仅限于以上实施例还允许有其它变化，凡在本发明独立权要求范围内变化的，均属本发明保护范围。
【权利要求】
1.一种橡胶补强剂，其特征在于:它包括以下重量百分比的配方: 硅烷偶联剂20Z0~4%，稀土 0.5%~3.5%，其余为硅土。
2.根据权利要求1所述的橡胶补强剂，其特征在于:所述的硅烷偶联剂为S1-69。
3.—种权利要求1所述的橡胶补强剂的制备方法，其特征在于:它包括以下步骤: 1)、将硅土煅烧，煅烧温度为1000~1800°C，时间为I~6小时； 2)、对煅烧后的硅土进行分选，分选标准为SiO2≥95%； 3)、将分选后的硅土放入气流磨碾磨，颗粒度要求为≥2000目； 4)、将步骤3)得到的粉末放入反应釜中，并加入2%~4%的硅烷偶联剂搅拌，温度为120~150°C，反应时间为2~8分钟，不停搅拌； 5)、随后在反应釜中加入0.5%~3.5%的稀土，温度为120~150°C，反应时间为10~20分钟，不停搅拌； 6)、待步骤5)中的粉末冷却后，将粉末进行灌装即为成品。
4.根据权利要求3所述的橡胶补强剂的制备方法，其特征在于:所述的煅烧温度为1200~1800°C，时间为2~6小时。
5.根据权利要求3所述的橡胶补强剂的制备方法，其特征在于:所述的硅烷偶联剂为S1-69。
【文档编号】C08L21/00GK103980540SQ201410183269
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】王少雄 申请人:宁海县嘉和化工有限公司