一种具有吸附功能的橡塑增强剂制备方法与流程

文档序号:15360669发布日期:2018-09-05 00:39阅读:171来源:国知局

本发明涉及一种弹性体增强剂及其制备方法,具体是指用于橡胶、塑料、涂料等橡塑材料,兼有吸附有害气体和增强制品机械强度功能的一种具有吸附功能的橡塑增强剂制备方法。



背景技术:

说明:

橡塑增强剂,是指添加到橡塑材料中能与橡塑树脂紧密地结合,并使橡塑制品的机械力学性能显著提高的物质。

橡塑增强剂是在橡塑材料制备时,通过炼胶工艺添加到橡塑材料中,在炼胶过程中,尤其是在掺有再生胶的情况下,会逸出小分子量的芳烃(如苯)、硫化物(如so2)和有机杂环化合物(tvoc)等有害人体健康的气体,这些有害气体不仅污染环境,还对从事炼胶工作的员工健康造成为害;此外,橡塑制品在实际应用中仍会缓慢释放上述的有害气体,对用户健康造成为害;

现有技术采用白炭黑、炭黑和德国诺伊堡矽土作为橡塑增强剂,由于白炭黑、炭黑和德国诺伊堡矽土成本高,致使橡塑制品的成本偏高;此外,现有技术橡塑增强剂对上述有害气体无吸附功能,因此,现有技术存在成本高、无吸附有害气体功能的问题与不足。



技术实现要素:

针对上述现有技术存在的问题与不足,本发明采用由蛋白石和斜发沸石的天然矿物为主要材料,加以助剂配方,通过制块、配浆、磨制、干燥、煅烧、改性的制备工艺,由于蛋白石富含二氧化硅凝胶体,斜发沸石富含多孔硅铝酸盐,二者结合后会在内部形成由许多孔径大小非常均匀的微孔穴构成的网状晶体结构,这些微孔穴对于小分子量的有害气体物质具有强劲的吸附能力,能够将小于孔径的分子吸入微孔穴内固定,简称微穴吸附效应,利用所述微穴吸附效应,获取在应用中兼有吸附所述有害气体功能和增强机械性能的具有吸附功能的橡塑增强剂,同时,利用蛋白石和斜发沸石为天然矿物成本低的技术方案,提供一种具有吸附功能的橡塑增强剂制备方法,旨在使橡塑增强剂,达到降低成本、具备吸附有害气体功能的目的。

本发明的目的是这样实现的:一种具有吸附功能的橡塑增强剂制备方法,包括配方和制备工艺,其中:

所述的配方,

蛋白石矿石:40%;

斜发沸石矿石:50%;

混合助剂:油酸酰胺,工业级,2%;硬脂酸锌,工业级,3%;钛酸酯,工业级,2%;

偶联剂;3-氨丙基三甲氧基硅烷,工业级,3%;

配方单位为重量百分比;

所述的制备工艺为破碎、制浆、干燥、煅烧、打散和混合改性;

步骤一、破碎

将配方中的蛋白石矿石和斜发沸石矿石分别用颚式破碎机破碎加工至30~50mm的块状,分别获得蛋白石块料和斜发沸石矿石块料,将蛋白石块料和斜发沸石矿石块料按配方中的比例混合,称为混合块料;

步骤二、制浆

将所述混合块料通过螺旋输送机送至水磨机槽,计量加入自来水对所述混合块料进行水磨制浆,先,自来水的加入量以淹没所述混合块料为准,之后,在混合块料逐步磨细浆化过程中,控制浆料中的水含量在35-40%的范围内,当抽样检测浆料中粉体颗粒直径均为3~5微米时,滤去浆料中大颗粒残渣,获得超细水磨粉体浆料,简称细浆料,之后通过螺旋输送机将所述细浆料输送至浆料贮存槽内暂存;

步骤三、干燥

由螺旋输送机将所述细浆料输送至喷雾塔进行负压雾化干燥,喷雾塔内真空度为6kpa,喷雾空气温度为550℃,喷雾空气流量为18800立方米/小时,浆料输送速率为4吨/小时,雾化干燥后获得含水10%、结成大颗粒的粉体称为干粉,由螺旋输送机输送至干粉贮存槽内暂存;

步骤四、煅烧

由螺旋输送机将所述干粉输送至倾斜式回转炉进行通过式旋转煅烧活化;回转炉长22米,通经φ1.2米,转速5转/小时,炉内温度500℃,出口料温度130℃,煅烧通过回转炉用时20分钟,获得煅聚成大颗粒的煅料,之后,由螺旋输送机将所述煅料输送至煅料贮存槽暂存;

步骤五、打散

通过螺旋输送机将所述煅料输送到研磨机中研磨打散至颗粒直径均为5~6微米,获得煅粉体,之后,由螺旋输送机将所述煅粉体输送至煅粉贮存槽暂存;

步骤六、混合改性

将所述煅粉体送至高速混合机中进行高速混合表面改性;具体为,每份混合的物料重量比为,所述煅粉体占所述物料总重量的90%,配方中所述混合助剂和偶联剂的合计占所述物料总重量的10%;高速混合控制物料温度为102-106℃,转速为3000转/分钟,混合用时4~5分钟,即获得具有吸附功能的橡塑增强剂制品,亦简称为deo-弹性体增强剂或者deo。

工作原理及有益效果

本发明的具有吸附功能的橡塑增强剂制品是由细小棱角状或球粒状的天然二氧化硅凝胶体蛋白石和多孔硅铝酸盐斜发沸石经煅聚形成的结合物,其晶体骨架为由铝氧四面体和硅氧四面体构成的立方八面体结构单元,经不同配位数及多元氧桥相连接的改性,构成了稳定的三维空间网状晶体构造,因此,其内部存在许多孔径大小非常均匀的微孔穴,所述微孔穴对于小分子量的物质具有强劲的吸附能力,能够将小于微孔穴孔径的分子吸入微孔穴内永久固定,该效应称为微穴吸附效应;所述微穴吸附效应能够将炼胶过程中产生的小分子量的芳烃、硫化物和有机杂环化合物等有害气体吸附固定,并避免了橡塑制品在应用中缓慢释放上述有害气体;此外,由于蛋白石和斜发沸石为天然矿物,成本低,因而本发明制品的成本低。

试验

试验一

deo-弹性体增强剂的性能比较试验

上海电缆厂应用于电缆护套胶的对比试验数据

结论:deo-弹性体增强剂的应用效果与德国诺易堡矽土或白炭黑增强剂的应用效果近同。

试验二

结论:deo-弹性体增强剂对醛、苯、酯、烯烃类物质具有吸附能力。

上述,本发明采用由蛋白石和斜发沸石的天然矿物为主要材料,加以助剂配方,通过制块、配浆、磨制、干燥、煅烧、改性的制备工艺,由于蛋白石富含二氧化硅凝胶体,斜发沸石富含多孔硅铝酸盐,二者结合后会在内部形成由许多孔径大小非常均匀的微孔穴构成的网状晶体结构,这些微孔穴对于小分子量的有害气体物质具有强劲的吸附能力,能够将小于孔径的分子吸入微孔穴内固定,简称微穴吸附效应,利用所述微穴吸附效应,获取在应用中兼有吸附所述有害气体功能和增强机械性能的具有吸附功能的橡塑增强剂,同时,利用蛋白石和斜发沸石为天然矿物成本低的技术方案,克服了现有技术存在成本高、无吸附有害气体功能的问题与不足,所提供的一种具有吸附功能的橡塑增强剂制备方法,使橡塑增强剂,达到了降低成本、具备吸附有害气体功能的目的。

实施例说明

以下通过具体实施例对本发明的一种具有吸附功能的橡塑增强剂制备方法作进一步详细说明,所属领域的技术人员可以参照实施例的配方及工艺方法制得具有吸附功能的橡塑增强剂制品,但不应理解为对本发明的任何限制。

具体实施方式

实施例

品名:deo-弹性体增强剂

配方:

蛋白石矿石:40%;

斜发沸石矿石:50%;

混合助剂:油酸酰胺,工业级,2%;硬脂酸锌,工业级,3%;钛酸酯,工业级,2%;

偶联剂;3-氨丙基三甲氧基硅烷,工业级,3%;

配方单位为重量百分比;

制备

制备条件,设备:

环境气压:一个大气压

环境温度:室温

制备主要设备:连续式水磨机、喷雾干燥塔、煅烧回转窑、颚式破碎机、螺旋输送机、储罐、高速混合机;

制备工艺为破碎、制浆、干燥、煅烧、打散和混合改性;

步骤一、破碎

将配方中的蛋白石矿石和斜发沸石矿石分别用颚式破碎机破碎加工至30~50mm的块状,分别获得蛋白石块料和斜发沸石矿石块料,将蛋白石块料和斜发沸石矿石块料按配方中的比例混合,称为混合块料;

步骤二、制浆

将所述混合块料通过螺旋输送机送至水磨机槽,计量加入自来水对所述混合块料进行水磨制浆,先,自来水的加入量以淹没所述混合块料为准,之后,在混合块料逐步磨细浆化过程中,控制浆料中的水含量在35-40%的范围内,当抽样检测浆料中粉体颗粒直径均为3~5微米时,滤去浆料中大颗粒残渣,获得超细水磨粉体浆料,简称细浆料,之后通过螺旋输送机将所述细浆料输送至浆料贮存槽内暂存;

步骤三、干燥

由螺旋输送机将所述细浆料输送至喷雾塔进行负压雾化干燥,喷雾塔内真空度为6kpa,喷雾空气温度为550℃,喷雾空气流量为18800立方米/小时,浆料输送速率为4吨/小时,雾化干燥后获得含水10%、结成大颗粒的粉体称为干粉,由螺旋输送机输送至干粉贮存槽内暂存;

步骤四、煅烧

由螺旋输送机将所述干粉输送至倾斜式回转炉进行通过式旋转煅烧活化;回转炉长22米,通经φ1.2米,转速5转/小时,炉内温度500℃,出口料温度130℃,煅烧通过回转炉用时20分钟,获得煅聚成大颗粒的煅料,之后,由螺旋输送机将所述煅料输送至煅料贮存槽暂存;

步骤五、打散

通过螺旋输送机将所述煅料输送到研磨机中研磨打散至颗粒直径均为5~6微米,获得煅粉体,之后,由螺旋输送机将所述煅粉体输送至煅粉贮存槽暂存;

步骤六、混合改性

将所述煅粉体送至高速混合机中进行高速混合表面改性;具体为,每份混合的物料重量比为,所述煅粉体占90%,配方中的所述混合助剂和偶联剂的合计占10%;高速混合控制物料温度为102-106℃,转速为3000转/分钟,混合用时4~5分钟,即获得deo-弹性体增强剂。

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