本發(fā)明涉及橡膠混煉
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體來說，涉及一種后端輔助霧化橡膠濕法混煉方法。
背景技術(shù)：
：長期以來，橡膠工業(yè)使用的原材料一直是一種塊狀橡膠，這種塊狀橡膠不僅給搬運(yùn)和配料帶來不便，還需要切成小塊稱量，同時在混煉時也要消耗很大動力才能將其碾碎、混合，因此需要重型的煉膠設(shè)備，不僅消耗動力大，而且炭黑不易分散，煉膠次數(shù)多，周期長。此外，橡膠樹所生產(chǎn)的是液態(tài)的膠乳，將膠乳凝固、干燥制備成塊狀的橡膠，不僅工序繁雜、周期長，而且還需消耗大量的人力、物力，浪費(fèi)很多能源。針對塊狀橡膠混煉時的種種缺點(diǎn)，濕法混煉技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。濕法混煉技術(shù)是指將經(jīng)過預(yù)先加工的炭黑、白炭黑等填料制成水分散體，在液態(tài)下與橡膠膠乳充分混合，再經(jīng)凝聚、脫水、干燥等過程生產(chǎn)橡膠混煉膠的方法。與傳統(tǒng)的將干膠與炭黑、白炭黑等配合劑在密煉機(jī)中進(jìn)行多段干法混煉完全不同。濕法混煉技術(shù)的最大的優(yōu)點(diǎn)就是填料分散性好，硫化膠的物理機(jī)械性能好，能有效避免粉體填料的飛揚(yáng)污染，利于環(huán)保，與其它配合材料的混合效果好，加工非常方便，能顯著降低橡膠的混煉能耗和成本，并有利于連續(xù)混煉工藝的實現(xiàn)。中國專利cn1280534中公開了連續(xù)液相混煉工藝生產(chǎn)天然橡膠與炭黑填料母煉膠技術(shù)，其技術(shù)特征為將粒狀炭黑填料水漿在高壓下形成射流加入到與膠乳混合的凝聚反應(yīng)器中，目的是將彈性體膠乳流與炭黑填料水漿足夠強(qiáng)有力地混合，在出料端之前使炭黑粒狀填料與彈性體基本上完全凝聚，脫水、干燥后制得稱為cec的材料。中國專利申請?zhí)?01110064299.中公開了濕法混煉天然橡膠膠料的制備方法，其具體的技術(shù)方案為，通過長時間攪拌預(yù)先處理好的白炭黑漿料和天然膠乳的混合液再經(jīng)絮凝、洗膠、脫水和干燥之后制得白炭黑母煉膠，此方法制備工序時間太長，不利于實際工藝化生產(chǎn)。針對相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種后端輔助霧化橡膠濕法混煉方法，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種后端輔助霧化橡膠濕法混煉方法，該方法包括以下步驟：s1制液：將橡膠配方中的物料制備成均勻混合的混合液；s2霧化：將制備的混合液均勻霧化；s3擴(kuò)散：霧化后的混合液在混合室進(jìn)行擴(kuò)散、接觸、混合；s4凝聚收集：混合的物料在混合室的內(nèi)壁凝聚后收集，得到橡膠混合物。進(jìn)一步地，該方法還包括對所述橡膠混合物進(jìn)行絮凝、洗膠和脫水獲得橡膠母煉膠。進(jìn)一步地，所述s1步驟包括將配方中的填料、配合劑、硫化體系制備成均勻的水分散體，加入到膠乳中并在常溫下進(jìn)行初步攪拌混合，制備成均勻混合的混合液。進(jìn)一步地，所述s1步驟中的膠乳溶液、填料溶液、配合劑溶液、硫化體系溶液均為單一溶質(zhì)的溶液。進(jìn)一步地，所述填料溶液、配合劑溶液、硫化體系溶液的制備包括將溶質(zhì)溶解在蒸餾水中，攪拌均勻后放入行星式球磨機(jī)中進(jìn)行研磨。優(yōu)選地，所述初步攪拌的攪拌工藝參數(shù)為攪拌速度100-500rpm，攪拌時間1-10min。優(yōu)選地，所述s1步驟中混合液的溶質(zhì)在溶液中的濃度為18%-22%。優(yōu)選地，所述步驟s2中霧化工藝參數(shù)為霧化壓力0.5-3mpa、液流直徑1.0-3.0mm、霧化速度0.67-20g/s、噴射角度60-120°。優(yōu)選地，所述s3步驟中霧化后的各物料在混合室接觸溫度為20-45℃。本發(fā)明的有益效果為：通過將配方原料進(jìn)行初步混合制備成混合液，各溶液制備過程中通過球磨機(jī)進(jìn)行研磨，通過初步攪拌，完成混合液的初步混合，通過霧化后完成進(jìn)一步地混合，有效地完成橡膠母煉膠的濕法混煉，混煉效果明顯，改善了工作環(huán)境，減少了環(huán)境污染，節(jié)省能源，同時加工工藝簡單，設(shè)備投入小，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。具體實施方式下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在橡膠濕法混煉過程中所應(yīng)用到的膠乳分為為天然膠乳和合成膠乳。在本實施例中，膠乳采用天然膠乳，填料為白炭黑，具體配方如表1所示。表1，橡膠濕法混煉配方：名稱份數(shù)天然橡膠100氧化鋅2硬脂酸2高分散白炭黑60si6910防老劑40202促進(jìn)劑d1.3促進(jìn)劑cz1.2硫磺1實施例采用本發(fā)明所述后端輔助霧化橡膠濕法混煉方法進(jìn)行制備第一步制液：將橡膠配方中的物料制備成均勻混合的混合液。配方中的填料、配合劑、硫化體系制備成均勻的水分散體，其中，膠乳溶液、填料溶液、配合劑溶液、硫化體系溶液均為單一溶質(zhì)的溶液，而后將填料溶液、配合劑溶液加入到膠乳溶液中并在常溫下進(jìn)行初步攪拌混合，制備成均勻混合的混合液。其中膠乳溶液為干膠含量占20%的均勻水分散體；制備獲得的混合液中溶質(zhì)在溶液中的濃度為18%-22%，優(yōu)選的為20%；初步攪拌的攪拌工藝參數(shù)為攪拌速度100-500rpm，攪拌時間1-10min，優(yōu)選的為在300rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌5min。對于各溶液的制備方法，包括以下步驟：1、天然膠乳溶液制備：取干膠含量60%的離心濃縮天然膠乳332g，在膠乳中加入668g蒸餾水，用攪拌棒攪拌，將離心濃縮天然膠乳稀釋成干膠含量為20%的天然膠乳溶液。2、白炭黑漿料制備：取高分散性白炭黑120g溶解于480g蒸餾水中，用玻璃棒攪拌使白炭黑完全溶解于蒸餾水中，漿混合好的白炭黑漿料用t25高速分散機(jī)在12000rpm下處理1min，再將白炭黑漿料放入行星式球磨機(jī)中研磨2h。3、硅烷偶聯(lián)劑溶液制備：取20g硅烷偶聯(lián)劑si69溶解于180g蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻，再將si69溶液放入行星式球磨機(jī)中研磨30min。4、氧化鋅溶液制備：取4g氧化鋅溶解于76g蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻，再將氧化鋅溶液放入行星式球磨機(jī)中研磨30min。5、硬脂酸溶液制備：取4g硬脂酸sad溶解于76g蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻，再將硬脂酸溶液放入行星式球磨機(jī)中研磨30min。6、防老劑4020溶液制備：先將防老劑4020顆粒在行星式球磨機(jī)中研磨1h，研磨之后的防老劑4020為粉末狀，取4g溶解于76g蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻，再將防老劑4020溶液放入行星式球磨機(jī)中研磨30min。7、促進(jìn)劑d溶液制備：取2.6g促進(jìn)劑d溶解于49.4g蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻，再將促進(jìn)劑d溶液放入行星式球磨機(jī)中研磨30min。8、硫化體系溶液制備：取2.4g促進(jìn)劑cz和2g硫磺溶解于83.6g蒸餾水中，用玻璃棒攪拌均勻，再將促進(jìn)劑d溶液放入行星式球磨機(jī)中研磨30min。值得注意的是，以上各參數(shù)僅為本發(fā)明實施例的優(yōu)選實施例，針對不同的橡膠配方，采用的各物料質(zhì)量也是有所不同的。在完成各自溶液的制備后，將填料以及配合劑加入到天然膠乳中沒有先后順序的限定，可以理解為任意順序的都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。在加入過程中，可以進(jìn)行邊加入邊攪拌。第二步霧化：將攪拌制得的溶液的水分散體通過改變外界壓力參數(shù)以及流速參數(shù)將混合溶液霧化，霧化工藝參數(shù)為：霧化壓力0.5-3mpa、液流直徑1.0-3.0mm、霧化速度0.67-20g/s、噴射角度60-120°。通過將混合液霧化后提高了接觸的比表面積，在一定噴射角度與噴射速度下，進(jìn)入混合區(qū)霧化后的混合液可以進(jìn)一步接觸混合，這是本發(fā)明濕法混煉的關(guān)鍵步驟，霧化程度與最終的混煉效果密切相關(guān)。第三步擴(kuò)散：霧化后的各物料在混合室進(jìn)行擴(kuò)散、接觸、混合。進(jìn)入混合室中的霧氣存在一定的初速度，由于噴射角度的設(shè)定，霧氣進(jìn)入混合室后與室壁進(jìn)行撞擊，促進(jìn)霧氣相對運(yùn)動，提高混合效果。第四步凝聚：霧化后的物料在混合后，與混合室的內(nèi)壁接觸后凝聚，形成液滴，液滴在重力作用下沿內(nèi)壁流出，在流動過程中，由于存在壁面剪切力，因此在流動過程中物料液滴進(jìn)行進(jìn)一步混合，再次提高混合效果。第五步收集：凝聚后的液體沿混合室內(nèi)壁流出，在混合室底部進(jìn)行收集，收集完成后得到橡膠混合物。第六步攪拌：對所述橡膠混合物進(jìn)行攪拌，通過攪拌再次提高橡膠混合物的混合效果，攪拌工藝參數(shù)為攪拌速度100-500rpm，攪拌時間1-10min，優(yōu)選地，采用葉片式攪拌器對橡膠混合物在300rpm下攪拌5min。第七步干燥：對攪拌后的混合物進(jìn)行絮凝、洗膠和脫水獲得橡膠母煉膠。具體步驟包括:將攪拌后的混合液加入一定量的乙酸，進(jìn)而膠乳混合液均勻絮凝。將凝固之后的膠乳混合體放入洗膠機(jī)中進(jìn)行脫水，同時用自來水對其進(jìn)行沖洗、將經(jīng)洗膠機(jī)脫水之后的膠片放入70℃的烘箱中干燥8h，再將烘箱溫度調(diào)至148℃將膠片再烘2min，即可取出。得到后的橡膠母煉膠可進(jìn)行開煉機(jī)混煉及硫化。具體操作為：將烘干之后的膠片放到開煉機(jī)上進(jìn)行補(bǔ)充混煉，在開煉機(jī)輥筒間隙最小狀態(tài)下，將膠片在開煉機(jī)上過輥十次即可下片，得終煉膠，將制得的混煉膠在150℃、10mpa壓力下在平板硫化機(jī)上硫化15min，即可得濕法硫化膠。對比例，普通干法混煉方法進(jìn)行制備在密煉機(jī)內(nèi)將60份白炭黑、10份硅烷偶聯(lián)劑si69加入到100份天然橡膠中進(jìn)行混煉，當(dāng)填料混入橡膠后，加入2份氧化鋅、2份硬脂酸、2份防老劑4020后再混煉4分鐘從密煉機(jī)中卸料，然后在開煉機(jī)上過輥下片得預(yù)混膠。停放2小時后，將1.2份促進(jìn)劑cz、和1份硫磺在開煉機(jī)上加入預(yù)混膠中制得混煉膠。經(jīng)開煉機(jī)下片，停放8小時后，在150℃平板硫化機(jī)中硫化至正硫化，制得干法硫化膠。將實施例與對比例中獲得的硫化膠進(jìn)行物理性能測試，得到的測試結(jié)果如表2所示。表2，硫化膠物理性能測試結(jié)果：序號測試項目干法硫化膠濕法硫化膠1門尼粘度(ml1+4)76.4363.072t90（min）11.57.23硬度（shorea）77764撕裂強(qiáng)度（kn/m）95.5126.25300%定伸（mpa）16.5114.246拉伸強(qiáng)度（mpa）27.0132.477扯斷伸長率（%）4676088磨耗（%）9.489.399分散度7.78.210tanδ(60℃)0.1090.068從表2可知，在相同配方下，由于濕法混煉膠所采用的混煉方法不同而制備的硫化膠性能亦有不同，與普通干法母煉膠相比，濕法母煉膠中填料在橡膠中的分散程度大大改進(jìn)；硫化膠的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等物理機(jī)械性能明顯提高；濕法混煉膠的門尼粘度明顯降低，更有利于擠出成型；濕法混煉膠的硫化歷程明顯縮短，提高了硫化效率能夠節(jié)約大量能耗；且濕法硫化膠在60℃條件下的tanδ值明顯減小，說明其具有較低的滯后損失，用其制作胎面可具有較低的滾動阻力。盡管已描述了本發(fā)明實施例的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明實施例范圍的所有變更和修改。以上對本發(fā)明所提供的一種后端輔助霧化橡膠濕法混煉方法，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。當(dāng)前第1頁12