專利名稱：天然紅輝沸石作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)添加劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然紅輝沸石作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)添加劑的制備方法。
背景技術(shù)：
紅輝沸石(Stellerite)是輝石族中的一個(gè)礦物種，其化學(xué)成分(重量百分比)SiO258.76、Al2O314.13、CaO8.80、K2O0.11、Na2O0.18、Fe2O30.44、H2O+16.87、H2O-1.25，其計(jì)算化學(xué)式為(K0.017Na0.042Ca1.73)1.189[Al1.997Si7.5i7.05018]6.75H2O。天然紅輝沸石一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物，由硅氧四面體和鋁氧四面體組成的架狀硅酸鹽。其鋁氧四面體中氧原子有一價(jià)末得到飽和，整個(gè)鋁氧四面體帶有負(fù)電荷，與附近帶正電的陽離子如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等堿金屬或堿土金屬離子來補(bǔ)償平衡的。具有分子篩的功能，填料粒子合適，易于填充到硫化橡膠網(wǎng)狀組織之間，有利于發(fā)揮粒子的表面吸附性能。而天然紅輝沸石作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)添加劑及制備方法還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種天然紅輝沸石作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)添加劑的制備方法。利用硫化膠網(wǎng)狀組織結(jié)構(gòu)，易被細(xì)粒填料填充的特性，來用紅輝沸石填充橡膠。
具體步驟為(1)以天然紅輝沸石礦為原料，對(duì)原礦進(jìn)行淘洗，粉碎加工至80～120目；(2)按以下配比進(jìn)行混料紅輝沸石20～60克，氧化鋅5克，硬脂酸2克，硫磺2.3克，促進(jìn)劑0.8克，橡膠100克；(3)將紅輝沸石粉根據(jù)配方混合進(jìn)行中和預(yù)處理，氧化鋅、促進(jìn)劑、硫磺等添加劑充分混勻后，再分幾次加入紅輝沸石，煉膠，等到膠上、下表面較為光滑后，取膠，進(jìn)行硫化，控制硫化溫度在130～150℃范圍，硫化時(shí)間為20分鐘，硫化完成后取膠。
本發(fā)明的具體情況(1)紅輝沸石改性后，其比表面積和相容性得到有效提高。比較不同配方的測(cè)試結(jié)果，我們可以看到當(dāng)用60g紅輝沸石作為補(bǔ)強(qiáng)劑時(shí)，橡膠的扯斷強(qiáng)度(以硫化溫度為150℃，硫化時(shí)間為9分鐘為例)由7.9Mpa增加到10.1Mpa，增強(qiáng)了約40％；硬度由77增至83，磨耗增加了一倍多，由1.25cm3/1.61Km增為2.52cm3/1.61Km。這說明了紅輝沸石部分替代白炭黑后，橡膠的扯斷強(qiáng)度有較大提高，但硬度增大，阿克隆磨耗增大。
原因分析紅輝沸石部分替代白炭黑填充橡膠時(shí)，扯斷強(qiáng)度較大提高是因?yàn)榱蚧z的扯斷強(qiáng)度與填料的化學(xué)活性和粒子大小關(guān)系最為密切。一般地說，活性大，粒子小其扯斷強(qiáng)度高，雖然填料的結(jié)構(gòu)性也會(huì)對(duì)扯斷強(qiáng)度產(chǎn)生影響，但這是次要的。因紅輝沸石具有較高的化學(xué)活性，因此紅輝沸石部分替代白炭黑時(shí)，扯斷強(qiáng)度有較大提高。硬度和磨耗主要是由于結(jié)構(gòu)性引起的。結(jié)構(gòu)性高則硬度大，耐磨性好，用紅輝沸石部分替代白炭黑填充橡膠時(shí)，提高了結(jié)構(gòu)性，所以硬度，磨耗增大。
(2)隨著紅輝沸石的含量變化，隨著粒度變細(xì)，與橡膠互相浸潤的比表面積就越大，致使對(duì)橡膠的浸潤及粒子的分散度變得越困難，特別是粒徑在0.1μm以下時(shí)，由于表面能的增大，粒子易凝聚，對(duì)填充效果不利。粒徑的大小對(duì)混煉膠的性能也有影響，一般粒子細(xì)者粘性大，故粒子細(xì)的填充劑在混煉膠時(shí)應(yīng)給予充分的剪切力，使凝聚的粒子擴(kuò)開。
(3)經(jīng)過實(shí)踐，在橡膠中加入60克紅輝沸石填料后，硫化膠的扯斷強(qiáng)度最大10.01Mpa，橡膠的扯斷強(qiáng)度隨填料填充量的增加，迅速增加，但到了一定程度后反而有所下降。橡膠的扯斷伸長(zhǎng)率為579％，扯斷伸長(zhǎng)率降低。表明橡膠的扯斷伸長(zhǎng)率隨著紅輝沸石填充量的增加而逐漸降低。
原因分析硫化膠的扯斷強(qiáng)度隨紅輝沸石用量的增加而增加，但超過一定值后，則會(huì)下降。這是由于隨著紅輝沸石用量的增加，紅輝沸石硬化效應(yīng)顯著，不利于分子鏈的定向作用。因此，我們?cè)谟锰盍涎a(bǔ)強(qiáng)時(shí)應(yīng)有一個(gè)適宜的用量，當(dāng)超過其最適宜的用量時(shí)就會(huì)導(dǎo)致扯斷強(qiáng)度的下降。當(dāng)用紅輝沸石補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，在天然膠中的最適宜的用量為30～35份。
扯斷伸長(zhǎng)率是表征硫化膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變形的特性。硫化膠的伸長(zhǎng)率與橡膠的類型，交聯(lián)密度及填料和軟化劑的使用等有關(guān)。
(4)紅輝沸石的特殊蜂狀結(jié)構(gòu)，使其具有良好的補(bǔ)強(qiáng)性能。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)大了紅輝沸石礦物的應(yīng)用領(lǐng)域，大大降低生產(chǎn)成本，提高了橡膠產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)，具有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和推廣應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
以廣西資源天然紅輝沸石礦為原料，對(duì)原礦進(jìn)行淘洗，粉碎加工至80～120目；以60克紅輝沸石，氧化鋅5克，硬脂酸2克，硫磺2.3克，促進(jìn)劑0.8克，橡膠100克，把天然膠置于煉塑機(jī)上經(jīng)初煉后，依次加入氧化鋅、促進(jìn)劑、硫磺，等添加劑充分混勻后，再分幾次加入紅輝沸石，煉膠，等到膠上、下表面較為光滑后，取膠，置于已檫凈的玻璃平板上，裁成22.5×10(mm)大小的薄片，拿到平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，此時(shí)用肥皂水涂刷預(yù)熱過的模具，放入裁剪好的膠片，加壓硫化，控制硫化溫度在140℃范圍，硫化時(shí)間為20分鐘，硫化完成后，取膠，把硫化膠剪成特定形狀，到機(jī)械式拉力試驗(yàn)機(jī)上以5×100mm/min的速率進(jìn)行測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種天然紅輝沸石作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)添加劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)以天然紅輝沸石礦為原料，對(duì)原礦進(jìn)行淘洗，粉碎加工至80～120目；(2)按以下配比進(jìn)行混料紅輝沸石20～60克，氧化鋅5克，硬脂酸2克，硫磺2.3克，促進(jìn)劑0.8克，橡膠100克；(3)將紅輝沸石粉根據(jù)配方混合進(jìn)行中和預(yù)處理，氧化鋅、促進(jìn)劑、硫磺等添加劑充分混勻后，再分幾次加入紅輝沸石，煉膠，等到膠上、下表面較為光滑后，取膠，進(jìn)行硫化，控制硫化溫度在130～150℃范圍，硫化時(shí)間為20分鐘，硫化完成后取膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然紅輝沸石作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)添加劑的制備方法。其步驟是(1)以天然紅輝沸石礦為原料，對(duì)原礦進(jìn)行淘洗，粉碎加工至80～120目；(2)按以下配比進(jìn)行混料紅輝沸石20～60克，氧化鋅5克，硬脂酸2克，硫磺2.3克，促進(jìn)劑0.8克，橡膠100克；(3)將沸石粉根據(jù)配方混合進(jìn)行中和預(yù)處理，氧化鋅、促進(jìn)劑、硫磺等添加劑充分混勻后，再分幾次加入紅輝沸石，煉膠，等到膠上、下表面較為光滑后，取膠，進(jìn)行硫化，控制硫化溫度在130～150℃范圍，硫化時(shí)間為20分鐘，取膠。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)大了紅輝沸石礦物的應(yīng)用領(lǐng)域，大大降低生產(chǎn)成本，提高了橡膠產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)。
文檔編號(hào)C08L21/00GK1718621SQ200510078769
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者陳南春, 崔天順 申請(qǐng)人:桂林工學(xué)院