湿法炼胶工艺

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1、白炭黑湿法混炼共沉胶制备的关键技术包括：天然胶乳的预处理；白炭黑的表面处理及水分散体的制备、白炭黑填充量的控制；天然胶乳与白炭黑水分散体的液态混合、分散、絮凝和干燥等工艺过程的全自动化贯通。湿法混炼橡胶新材料新技术的优势主要有：橡胶工业绿色制造、节能减排的重要措施；满足绿色轮胎大量添加白炭黑的需求；提高白炭黑在橡胶中的分散度，改善胶料的物理机械性能。湿法混炼概述记者：目前，在我国的橡胶业加工混炼过程中，大多采用密炼机干法混炼方式，对于湿法混炼少有提及，您可否先给我们简单介绍下湿法混炼技术的概况？许春华：在橡胶胶料加工过程中,混炼是最关键的工序，通过混炼将

2、天然橡胶、合成橡胶、补强材料、硫化材料、防老化材料等十数种配合剂均匀混合，制成混炼胶料，成为生产各类橡胶产品的原料，因此，混炼胶性能和混炼工艺直接影响橡胶产品的加工性能和产品的各项使用性能。混炼工艺也是橡胶加工中能耗最高的工序，占轮胎生产过程全部能耗的40%。但目前我国橡胶工业仍沿用能耗高、产业链长、环保差的机械干炼法，在密炼机中对橡胶/填料/配合剂进行多段混炼，制造每吨混炼胶耗电约400kW·H，年耗电平均达50亿kW·H，约合人民币近40亿元。因此，混炼工艺的创新改造、节能混炼工艺的开发成为橡胶行业中节能措施的重中之重。混炼工艺的创新主要是将目前的间

3、歇法混炼向连续法混炼工艺发展，其中低温一次法混炼和湿法混炼技术是发展前景最好、节能效果最显著的工艺技术。其他还有串联式密炼机、螺杆挤出等混炼技术，这里重点讨论白炭黑湿法混炼技术；简单的说，湿法混炼技术是指将经过预先加工的炭黑、白炭黑等填料制成水分散体，在液态下与橡胶胶乳充分混合，再经凝聚、脱水、干燥等过程生产橡胶混炼胶的方法。与传统的将干胶与炭黑、白炭黑等配合剂在密炼机中进行多段干法混炼完全不同。天然胶乳是橡胶胶束粒子在水中的悬浮体，橡胶胶束粒子的最外部是一层由蛋白质和类脂化合物组成的保护层。保护层中的物质都具有表面活性剂的功能。而白炭黑、炭黑等活性补强

4、剂在液态中吸附了这类表面活性剂会失活，妨碍其与橡胶之间的补强机构的形成，补强剂由于其极性、比重不同，往往与胶乳的沉降速度不能匹配，导至补强剂在胶乳体系中的分散不易均匀，往往对橡胶的性能有所损害。白炭黑分散体的制备是将白炭黑与水及处理剂（包括分散剂、清润剂、防沉降剂等）均匀稳定地分散，制得悬浮液要使湿法混炼达到较好的分散和补强效果必须满足以下基本条件：1.白炭黑经处理应具有一定的亲水和亲橡胶烃的双亲性能，同时白炭黑的沉降要小，使白炭黑粒子能够与胶乳粒子共沉，在橡胶胶料中均匀分布。2.通过生物酶制剂将胶乳中的蛋白质尽可能分解为溶于水的小分子物，保证白炭黑补强

5、剂能在不失去活性的情况下与橡胶烃相互作用，而且作用的面积愈大愈好。3.在白炭黑分散体加入到胶乳中时，整个体系应具备一定的机械和化学稳定性。即胶乳体系不能立刻产生絮凝，而必须留够充足的搅拌混合时间，使白炭黑粒子与胶乳粒子能在机械搅拌的作用下充分混合、分散均匀。4.共沉过程应能保证准确的填充比例，防止因所加入的白炭黑流失造成共沉胶产品填充量的波动。所以，白炭黑湿法混炼共沉胶制备的关键技术包括：天然胶乳的预处理；白炭黑的表面处理及水分散体的制备、白炭黑填充量的控制；天然胶乳与白炭黑水分散体的液态混合、分散、絮凝和干燥等工艺过程的全自动化贯通。湿法混炼技术国内外

6、研究现状记者：对于湿法混炼这一前沿技术，国内外的研究现状如何？许春华：约20年前，德国PKU公司发明了粉末橡胶的湿法混炼技术，2001年卡博特公司开发了连续液相混炼工艺生产天然橡胶与炭黑填料母炼胶技术（CN1280534）。在湿混步骤中，将粒状炭黑填料水浆在高压形成射流下加入到与胶乳混合的凝聚反应器中，目的是将弹性体胶乳流与炭黑填料水浆足够强有力地混合，在出料端之前使炭黑粒状填料与弹性体基本上完全凝聚，脱水、干燥后制得称为CEC的材料，采用这种方法可以大大提高炭黑分散等级。与干法混炼胶相比,此种材料可显著提高硫化胶性能,包括减小滞后损失、改善耐切割性能和

7、耐屈挠疲劳性能以及提高高填充剂用量时硫化胶的耐磨性能。该专利形成了产业化，并由米其林公司买断。之后，全球相继出现炭黑、白炭黑湿法混炼橡胶的数十项专利，包括法国、美国、日本、韩国等，但均未见产业化生产和应用。2012年卡博特公司和米其林公司又分别在中国申请了原专利产品制造技术和在轮胎中应用的专利。随着我国节能减排和绿色轮胎事业的需求和发展，近年来，“橡胶与白炭黑、炭黑湿法混炼共沉胶新材料”的技术开发成为热点，特别是2011年5月由国家橡胶与轮胎工程技术研究中心组织国内研究院校、相关企业建立了专题研究组，进行了大量研究和开发，已获得授权和申报的发明专利十余项

8、；2012年6月中国化工报分别对株洲安宝麟锋新材料有限公司和杭州中策橡胶公司开发