專利名稱：一種煤制備橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以煤為原料制備橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的工藝方法。
橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑是橡膠工業(yè)所使用的補(bǔ)強(qiáng)劑與填充劑的統(tǒng)稱，其傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)劑為各類炭黑，填充劑為各類填充物料。而炭黑是以重油、渣油、煤焦油、天然氣、乙炔等為原料，采用熱裂解或部分燃燒的方法制取的。填充劑是以無機(jī)礦物或有機(jī)質(zhì)為原料，采用機(jī)械加工、篩選、改性或其它化學(xué)反應(yīng)過程制取的。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橡膠制品的需求量和種類不斷增加，對生產(chǎn)橡膠制品的主要原料炭黑及填充物料的需求不斷增長，并提出了嚴(yán)格要求。世界各國對環(huán)境保護(hù)的苛刻要求，對能源的合理利用逐漸重視，天然氣、油類能源短缺，而煤炭資源較豐富。尤其是末煤、煤矸石利用率較低，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與能源浪費(fèi)。國內(nèi)外許多專家學(xué)者都在致力研究開發(fā)其綜合利用，截止目前尚未找到較為理想的途經(jīng)。我國從七十年代就開始研究開發(fā)以煤為原料制備橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的方法，建立了一些小型橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑生產(chǎn)廠，但一直停留在填充劑階段，沒有大的進(jìn)展和實(shí)質(zhì)性的技術(shù)創(chuàng)新。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有工藝的不足和缺陷，制備出一種以煤為原料，絕緣值高、綜合性能好、價格低廉、生產(chǎn)工藝簡單、可部分或全部替代炭黑的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑系列產(chǎn)品。技術(shù)方案為以廉價的煤為基本原料，制備出適宜粒度的煤粉，通過添加化學(xué)助劑進(jìn)行改性，使補(bǔ)強(qiáng)填充劑的質(zhì)量有了實(shí)質(zhì)性的突破，產(chǎn)品質(zhì)量有較大幅度的提高，可以滿足多種橡膠制品對補(bǔ)強(qiáng)填充劑的要求。橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑具有絕緣性能好、密度小、粒度細(xì)、伸長率高等特點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要過程是1.原料(無煙煤、煙煤、煤矸石)經(jīng)破碎機(jī)預(yù)破碎到≤5mm，送到制粉機(jī)內(nèi)粉碎，粒度≤120目，就可得到橡膠填充劑。將填充劑篩分分級處理，得到不同等級的產(chǎn)品，工藝簡單。
2.將橡膠填充劑與1#、2#、3#化學(xué)助劑按一定的比例初步混合后，送入氣流粉碎機(jī)或其它類型的制粉設(shè)備進(jìn)行粉碎，即可得到不同質(zhì)量的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑?；瘜W(xué)助劑可能是以下物質(zhì)的一種或幾種1#化學(xué)助劑如NaOH、KOH、NaHCO3、Na2CO3、Na2S、堿性紫，主要作用是調(diào)節(jié)橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的酸堿度(PH值)。
2#化學(xué)助劑如磨亮劑、煤焦油、石油焦、木炭、蒽油、廢橡膠粉、增稠樹脂、草木灰、鈦酸脂偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑，主要作用是調(diào)節(jié)橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的色度、絕緣值及其它物理化學(xué)性能。
3#化學(xué)助劑如石英、云母、古馬隆樹脂、酚醛樹脂、木質(zhì)素、硬脂酸，主要作用是調(diào)節(jié)橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的硬度。
三種化學(xué)助劑在某些方面有相互兼顧，相互制約的作用。
添加化學(xué)助劑依據(jù)橡膠制品對補(bǔ)強(qiáng)劑質(zhì)量的要求可靈活調(diào)節(jié)。現(xiàn)以質(zhì)優(yōu)價廉的常用的補(bǔ)強(qiáng)劑生產(chǎn)配比，來進(jìn)一步說明本發(fā)明產(chǎn)品的優(yōu)勢。
實(shí)施本發(fā)明生產(chǎn)橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的配比為
此規(guī)格的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑可替代混氣炭黑、自炭黑、高耐磨炭黑三種炭黑在橡膠制品中的作用，其產(chǎn)品質(zhì)量完全達(dá)到了行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
應(yīng)用本發(fā)明生產(chǎn)的橡膠產(chǎn)品質(zhì)量與行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對比，列于表1。
表1 橡膠產(chǎn)品質(zhì)量對比
本發(fā)明提供的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑，具有補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑雙重功能。
本發(fā)明的工藝優(yōu)勢表現(xiàn)在，一條生產(chǎn)工藝路線，僅通過調(diào)節(jié)化學(xué)助劑的配比就可生產(chǎn)系列品種的產(chǎn)品。利用本工藝生產(chǎn)，調(diào)節(jié)范圍較寬，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，根據(jù)橡膠制品對不同補(bǔ)強(qiáng)劑(炭黑)與填充劑質(zhì)量的要求，通過調(diào)節(jié)工藝配方來達(dá)到改變產(chǎn)品PH值、絕緣值、拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、伸長率、硬度等主要質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，滿足橡膠制品生產(chǎn)對補(bǔ)強(qiáng)填充劑的需求。
本發(fā)明提供的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的電阻值，比以重油和天然氣為原料生產(chǎn)的N330炭黑、N220炭黑、半補(bǔ)強(qiáng)炭黑的體積電阻值ρv高十倍至幾千倍，可高達(dá)1015Ω·Cm，特別適宜制造絕緣性能要求較高的橡膠制品，如鐵路軌枕墊，電視機(jī)高壓帽、絕緣手套、絕緣鞋、絕緣膠板等。
現(xiàn)結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。
實(shí)施例一橡膠填充劑的投料為無煙煤，煤質(zhì)分析列于表2。制備工藝同上述工藝過程，制備的填充劑主要物化性能指標(biāo)列于表3，橡膠制品質(zhì)量對比列于表4。
表2 煤質(zhì)分析
表3 填充劑的主要物性指標(biāo)
表4 橡膠制品質(zhì)量對比
實(shí)施例二煤種選用實(shí)施例一的煤種，操作過程同上述工藝過程，以該工藝生產(chǎn)的1#橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑為原料，制備的橡膠制品質(zhì)量對比列于表5。
表5 橡膠產(chǎn)品質(zhì)量對比
權(quán)利要求
1.一種以煤為基本原料制備橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的工藝方法，其特征在于將原料煤加工到一定的粒度范圍就可直接作為生產(chǎn)橡膠制品的填充劑；同時為滿足多種橡膠制品對補(bǔ)強(qiáng)劑的要求，可按不同的比例加入1#、2#、3#化學(xué)助劑，制備出不同品種特性的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑，其特征在于制備橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的原料可以是無煙煤、煙煤、焦炭或煤矸石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑和填充劑，其特征在于，酸堿度(PH值)8～11，填充劑的粒度＜100目，補(bǔ)強(qiáng)劑的粒度＜200目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的作為制備橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的化學(xué)助劑，是如下物質(zhì)的一種或幾種1#化學(xué)助劑如NaOH、KOH、NaHCO3、Na2CO3、Na2S和堿性紫。2#化學(xué)助劑如磨亮劑、煤焦油、石油焦、木炭、炭黑、石墨、蒽油、廢橡膠粉、增稠樹脂、草木灰、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑。3#化學(xué)助劑如石英、云母、古馬隆樹脂、酚醛樹脂、木質(zhì)素、硬脂酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑制備工藝方法，化學(xué)助劑的添加方式，可采用與物料同時進(jìn)入制粉設(shè)備，或在制粉設(shè)備之后與物料充分混合制取。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤制備橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑的工藝方法。制備工藝為以煤為原料，經(jīng)物理加工將煤粉碎到要求的粒度范圍，通過添加化學(xué)助劑，改變被加工物料的物理化學(xué)性能，得到絕緣值高，性能好、價格較低廉的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑。其顯著特征為采用物理加工和化學(xué)改性相結(jié)合的方法，制備出能滿足不同橡膠制品質(zhì)量要求的橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑，它作為生產(chǎn)橡膠制品的主要原料之一，可部分或全部替代炭黑作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充劑。
文檔編號C08K3/00GK1493605SQ02139489
公開日2004年5月5日 申請日期2002年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月28日
發(fā)明者平書林, 姚鐵軍, 賈新喜 申請人:西北化工研究院