白炭黑混煉膠料的注意事項(xiàng)
白炭黑混煉膠料的注意事項(xiàng)
用傳統(tǒng)炭黑填充膠料混煉設(shè)備來混煉白炭黑膠料是常用做法。由於齧合式密煉機(jī)具有良好的溫度控製，所以較適合於混煉白炭黑膠料，但切向式密煉機(jī)也很好用。這種設(shè)備原定是用於分散和混煉，而不適用白炭黑膠料要求的化學(xué)反應(yīng)性混煉。所以，白炭黑膠料需要附加的混煉步驟以完成白炭黑的矽醇和偶聯(lián)劑的乙氧基之間的反應(yīng)。該化學(xué)反應(yīng)要求130℃ 以上的引發(fā)反應(yīng)溫度，為了有一高反應(yīng)速率，反應(yīng)很好在更高的溫度下進(jìn)行。另一方麵，要求矽烷化溫度應(yīng)低於膠料的焦燒溫度。矽烷化階段通常采用約145℃ 的溫度。為了保持這一相對較窄的溫度窗，白炭黑膠料要求若乾個高溫度約150℃的混煉階段。
在白炭黑與矽烷的偶合反應(yīng)過程中生成的乙醇是另一個難題。如果矽烷中的所有乙氧基都已反應(yīng)，則膠料所用的每一克矽烷會生成約0．5g(O．64m1)乙醇。在一個加工大批量膠料的生產(chǎn)廠中，累積的大量乙醇要麼在混煉室再冷凝要麼被揮發(fā)掉。如果乙醇不能從混煉機(jī)中排出，則可能引起膠料打滑而降低混煉效率。此外，若膠料中乙醇濃度很高，還會延遲矽烷化反應(yīng)。
要解決與加工白炭黑膠料有關(guān)的這些問題，主要從原材料方麵著手。新研製的自炭黑具有高分散性，良好的分散縮短了所需的混煉時間，也是填料良好矽烷化的先決條件。這類白炭黑可分散到一次粒子的水平。
已開發(fā)出的新型矽烷，有助於降低混煉和矽烷化期間的焦燒危險性。這些偶聯(lián)劑含有少量硫黃，單或二硫化物，以代替四硫化物。即用雙一(三乙氧基矽基丙基)二硫化物(TESPD)代替雙一(三乙氧基甲矽烷基丙基)四硫化物(TESPT)，或無硫分散劑。已研究了常用矽烷，TESPT的其他變種，有些矽烷有非常好的效果。單乙氧基甲矽烷基丙基矽烷是一種隻有一個乙氧基與白炭黑偶聯(lián)的矽烷，它在矽烷化反應(yīng)期間生成的乙醇隻有TESPT的1／3，而硫化產(chǎn)品的性能卻相同。
已完成了某些改善白炭黑膠料加工的研究，如調(diào)整配方，選擇適合於加工白炭黑膠料的現(xiàn)有混煉機(jī)。例如，在終煉階段，而不是在一混煉階段加入氧化鋅，可以降低焦燒危險性。在混煉設(shè)備方麵，采用齧合式密煉機(jī)較合適，因?yàn)樗哂袊?yán)密的溫度控製，可以在接近於焦燒溫度的條件下工作。采用串聯(lián)式混煉機(jī)可以進(jìn)一步改善混煉。一臺混煉機(jī)，即在標(biāo)準(zhǔn)混煉條件下工作的普通混煉機(jī)，是用於混煉和分散。二臺混煉機(jī)是矽烷化反應(yīng)專用的混煉機(jī)。