專利名稱：橡膠輪胎隔離脫模劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠輪胎隔離脫模劑及其制備方法，屬橡膠助劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
橡膠輪胎隔離脫模劑作為橡膠輪胎生產(chǎn)過程中的ー種重要助劑，可以改善產(chǎn)品外觀及性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量。常用的脫模劑品種有蠟類、硅油類、皂類等，其各有特色；而常用的隔離劑主要是無機(jī)粉體如滑石粉等，使用過程中存在粉塵污染和產(chǎn)品冒白的致命缺陷，目前研制ー種克服以上缺陷，而兼具二者優(yōu)點(diǎn)的隔離脫模劑很有必要。納米碳酸鈣是指粒徑在I一IOOnm之間的碳酸鈣，可作為塑料、橡膠、高分子樹脂 等的補(bǔ)強(qiáng)劑，改善產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量。通常由于碳酸鈣表面含有鈣離子、羥基等呈現(xiàn)表面親水疏油的特征，在高分子材料體系中易于團(tuán)聚，不能很好分散，需要進(jìn)行表面改性以改善其與有機(jī)材料及高分子材料的相容性。由于無機(jī)納米級(jí)粒子具有比普通微米級(jí)粒子擁有諸多無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于エ業(yè)產(chǎn)品的改性過程，以提高產(chǎn)品性能。那么，采用合適的乳化體系，原位制備納米碳酸鈣乳液，然后再與成膜物質(zhì)乳液混合乳化，可望得到ー種含有無機(jī)納米碳酸鈣粒子的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合橡膠隔離脫模劑。目前未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為提高本發(fā)明針對(duì)納米碳酸鈣與高分子材料的相容性，本發(fā)明目的在于提供ー種新型橡膠輪胎隔離脫模劑及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明以水溶性鹽氯化鈣和碳酸鈉為主原料制備活性納米碳酸鈣，活性納米碳酸鈣與有機(jī)成膜物質(zhì)復(fù)合制備新型橡膠隔離脫模劑。使其在橡膠輪胎隔離脫模劑中得到較好的應(yīng)用效果。其通過如下具體方法制備而成
(I)將質(zhì)量百分配比如下的原料溶劑88— 97%、乳化劑I7%、改性劑I一5%和氯化鈣I 一 10%，混合攪拌制成氯化鈣溶液；(2)將碳酸鈉水溶液在攪拌下緩慢滴入上述配制成的氯化鈣溶液中，氯化鈣溶液與碳酸鈉的摩爾比為I :0. 95至I :1. 05，滴加完畢，升溫至45— 75°C攪拌反應(yīng)，得到活性納米碳酸鈣分散乳液；(3)按照成膜物質(zhì)與上述得到的活性納米碳酸鈣質(zhì)量比為30 :0. 5-5的比例，將活性納米碳酸鈣乳液緩慢加入成膜物質(zhì)、乳化劑乳液中，攪拌，補(bǔ)加蒸餾水，攪勻，得到納米粒子改性橡膠輪胎隔離脫模劑。上述制備過程提及的溶劑指こ醇、こニ醇、丙ニ醇等至少ー種，以及蒸餾水；乳化劑為0P-10、吐溫-20、吐溫-60、吐溫-80、司盤-80、司盤-20、AE0-3、Textol 1310等至少ー種；改性劑為硬脂酸、油酸及其鈉鹽中的至少ー種；成膜物質(zhì)為硅油、聚こ烯蠟、聚こニ醇中的至少ー種。通過調(diào)節(jié)氯化鈣溶液中改性劑的種類、用量，從而控制表面改性納米碳酸鈣的粒徑、形貌和表面性能。制備納米碳酸鈣過程中生成的氯化鈉，可以在隔離脫模劑乳液中起增黏作用。本發(fā)明的原理是先把ー種水溶性鹽與乳化剤、改性劑混合制成透明溶液，再把另ー種水溶性鹽的水溶液滴加入前ー種溶液中制備形貌和粒徑可控的無機(jī)納米碳酸鈣粒子，同時(shí)，由于納米碳酸鈣粒子表面具有很高的表面能，并含有鈣離子、羥基等，易于吸附或與體系中含有的改性劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成離子鍵，從而使其表面由親水性變?yōu)橛H油性，既避免了納米粒子的團(tuán)聚，又提高了其與有機(jī)物質(zhì)的相容性。本方法采用納米碳酸鈣與有機(jī)成膜物質(zhì)復(fù)合制備新型橡膠隔離脫模劑，該脫模劑適用于輪胎生產(chǎn)過程中，膠料之間的隔離及膠料與模具的脫離，效果優(yōu)良，使用方便，無污染、安全可靠。既克服了単一使用無機(jī)粉體隔離劑所帯來的制品冒白現(xiàn)象，又使其増加了耐久性，減少涂刷次數(shù)，保護(hù)模具表面，同時(shí)納米粒子的引入，使模具和制品表面具有自清潔的效果，而兼具隔離脫模雙重功效。本發(fā)明所用試劑均為無毒或低毒，制備的新型橡膠輪胎隔離脫模劑成品屬于綠色產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式

為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更好地說明，舉實(shí)施例如下
實(shí)施例I :
(I)準(zhǔn)確量取60mlこ醇，30ml丙ニ醇，25ml蒸餾水，稱取4. Og乳化劑0P-10，稱取I. 6g硬脂酸鈉，15ml濃度為IM的氯化鈣溶液，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，攪拌成透明溶液。把碳酸鈉配成濃度為IM的水溶液，準(zhǔn)確移取15. 15ml碳酸鈉溶液，緩慢滴加入三ロ燒瓶?jī)?nèi)，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后，體系升溫至60— 65°C，攪拌回流反應(yīng)0. 5-lh得到活性納米碳酸鈣分散乳液。光散射法測(cè)定納米碳酸鈣的平均粒徑為40-60nm，透射電鏡觀察，納米碳酸鈣的晶形為立方形。(2)稱取平均分子量為2000的聚こニ醇40g，4. Og乳化劑0P-10，I. Og乳化劑Textol 1310，量取80ml蒸餾水，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，體系升溫至45— 55°C，攪拌乳化8-10h得到聚こニ醇乳液。(3)移取150ml步驟(I)制備的活性納米碳酸鈣分散乳液，在攪拌下緩慢加入步驟
(2)的三ロ燒瓶?jī)?nèi)，加入完畢后升溫至60-75°C，攪拌乳化I. 5-2h，緩慢補(bǔ)加30_40ml蒸餾水，充分?jǐn)嚢杈鶆?，冷至室溫得到固含量約為15%的聚こニ醇基納米碳酸鈣乳液型橡膠輪胎隔離脫模劑。
實(shí)施例2
(I)準(zhǔn)確量取70ml無水こ醇，IOmlこニ醇，稱取5 g質(zhì)量百分比濃度為2%的聚こニ醇(平均分子量為1000)水溶液，I. 5g乳化剤AE03，4. Og乳化剤Textol 1310，7. 5g油酸，30ml濃度為IM的氯化鈣溶液，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，攪拌成透明溶液。把碳酸鈉配成濃度為IM的水溶液，準(zhǔn)確移取30. 5ml碳酸鈉溶液，緩慢滴加入三ロ燒瓶?jī)?nèi)，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后，體系升溫至45— 55°C，攪拌回流反應(yīng)2. 5-3. Oh得到活性納米碳酸鈣分散乳液。光散射法測(cè)定納米碳酸鈣的平均粒徑為40-60nm，透射電鏡觀察，納米碳酸鈣的晶形為立方形。(2)稱取平均黏度為IOOOcp的硅油40g，稱取1.5§乳化劑ム￡03，3.28乳化劑TextoI 1310,0. 5g乳化劑司盤20，量取20ml蒸餾水，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，體系升溫至65— 75°C，攪拌乳化15-18h得到硅油乳液。(3)移取IOOml步驟(I)制備的活性納米碳酸鈣分散乳液，在攪拌下緩慢加入步驟
(2)的三ロ燒瓶?jī)?nèi)，加入完畢后升溫至60-75°C，攪拌乳化4-5h，補(bǔ)加10_20ml蒸餾水，冷至室溫得到固含量約為30%的硅油基納米碳酸鈣乳液型橡膠輪胎隔離脫模劑。實(shí)施例3:
(I)準(zhǔn)確量取17ml無水こ醇，IOg質(zhì)量百分比濃度為 3%的聚こニ醇(平均分子量為1000)水溶液，稱取2. Og乳化劑土溫60，0. 5g乳化劑土溫80，稱取6. 25g硬脂酸，52. 63ml濃度為2. 5M的氯化鈣溶液，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，攪拌成透明溶液。把碳酸鈉配成濃度為2. 5M的水溶液，準(zhǔn)確移取50. 5ml碳酸鈉溶液，緩慢滴加入三ロ燒瓶?jī)?nèi)，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后，體系升溫至65— 75°C，攪拌回流反應(yīng)0. 5h得到活性納米碳酸鈣分散乳液。光散射法測(cè)定納米碳酸鈣的平均粒徑為40-60nm，透射電鏡觀察，納米碳酸鈣的晶形為立方形。(2)稱取平均分子量為2000-4500的聚こ烯蠟40 g，I. 2g司盤80，I. Og司盤20，
9.5 g 土溫80，量取30ml蒸餾水，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，體系升溫至80— 95°C，攪拌乳化12-15h得到聚こ烯蠟乳液。(3)移取93ml步驟(I)制備的活性納米碳酸鈣分散乳液，在攪拌下緩慢加入步驟
(2)的三ロ燒瓶?jī)?nèi)，加入完畢后升溫至60-75°C，攪拌乳化2h，冷至室溫得到固含量約為30%的聚こ烯蠟基納米碳酸鈣乳液型橡膠輪胎隔離脫模劑。
比對(duì)實(shí)施例I :
稱取平均分子量為2000的聚こニ醇40g，5. 2g乳化劑0P-10，I. Og乳化劑Textol1310，量取150ml蒸餾水，加入帶攪拌回流裝置的500ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，體系升溫至45—55°C，攪拌乳化10-12h，補(bǔ)加80-90ml蒸餾水，攪勻得到固含量約為15%的聚こニ醇乳液。比對(duì)實(shí)施例2
稱取平均黏度為IOOOcp的硅油40g，稱取2.0g|K_AE03，4. 2g乳化劑Textol 1310，
0.5g乳化劑司盤20，量取20ml蒸餾水，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，體系升溫至65— 75°C，攪拌乳化18-20h，補(bǔ)加70_80ml蒸餾水、5mlこ醇，5g質(zhì)量百分比濃度為2%的聚こニ醇(平均分子量為1000)水溶液，0.2克氯化鈉，攪勻得到固含量約為30%的硅油乳液。比對(duì)實(shí)施例3
稱取平均分子量為2000-4500的聚こ烯蠟40g，I. 2g司盤80，I. Og司盤20，10. 5 g 土溫80，量取40ml蒸餾水，加入帶攪拌回流裝置的250ml三ロ燒瓶?jī)?nèi)，體系升溫至80—95°C，攪拌乳化15_18h，緩慢補(bǔ)加90-100ml蒸餾水，5mlこ醇，攪勻得到固含量約為30%的聚こ烯
蠟乳液。
隔離脫模試驗(yàn)以子午線橡膠輪胎脫模為例，使用效果如附表所示。附表
權(quán)利要求
1.橡膠輪胎隔離脫模劑，其特征在于通過如下方法制備而成 (I)將質(zhì)量百分配比如下的原料溶劑88— 97%、乳化劑I7%、改性劑I一5%和氯化鈣I一 10%，混合攪拌制成氯化鈣溶液；(2)將碳酸鈉水溶液在攪拌下緩慢滴入上述配制成的氯化鈣溶液中，氯化鈣溶液與碳酸鈉的摩爾比為I :0. 95至I :1. 05，滴加完畢，升溫至45— 75°C攪拌反應(yīng)，得到活性納米碳酸鈣分散乳液；(3)按照成膜物質(zhì)與上述得到的活性納米碳酸鈣質(zhì)量比為30 :0. 5-5的比例，將活性納米碳酸鈣乳液緩慢加入成膜物質(zhì)、乳化劑乳液中，攪拌，補(bǔ)加蒸餾水，攪勻，得到納米粒子改性橡膠輪胎隔離脫模劑； 所述溶劑指こ醇、こニ醇、丙ニ醇至少ー種，以及蒸餾水；乳化劑為0P-10、吐溫-20、吐溫-60、吐溫-80、司盤-80、司盤-20、AEO-3、Texto I 1310至少一種；改性劑為硬脂酸、油酸及其鈉鹽中的至少ー種；成膜物質(zhì)為硅油、聚こ烯蠟、聚こニ醇中的任ー種。
2.如權(quán)利要求I所述的橡膠輪胎隔離脫模劑，其特征在于加蒸餾水，將其制成固含量為15%-30%的橡膠輪胎隔離脫模劑。
3.一種制備如權(quán)利要求I所述的橡膠輪胎隔離脫模劑的方法，其特征在于通過如下方法實(shí)現(xiàn) (I)將質(zhì)量百分配比如下的原料溶劑88— 97%、乳化劑I7%、改性劑I 一 5%和氯化鈣I一 10%，混合攪拌制成氯化鈣溶液；(2)將碳酸鈉水溶液在攪拌下緩慢滴入上述配制成的氯化鈣溶液中，氯化鈣溶液與碳酸鈉的摩爾比為I :0. 95至I :1. 05，滴加完畢，升溫至45— 75°C攪拌反應(yīng)，得到活性納米碳酸鈣分散乳液；(3)按照成膜物質(zhì)與上述得到的活性納米碳酸鈣質(zhì)量比為30 :0. 5-5的比例，將活性納米碳酸鈣乳液緩慢加入成膜物質(zhì)、乳化劑乳液中，攪拌，補(bǔ)加蒸餾水，攪勻，得到納米粒子改性橡膠輪胎隔離脫模劑； 所述溶劑指こ醇、こニ醇、丙ニ醇至少ー種，以及蒸餾水；乳化劑為0P-10、吐溫-20、吐溫-60、吐溫-80、司盤-80、司盤-20、AE0-3、Texto I 1310至少一種；改性劑為硬脂酸、油酸及其鈉鹽中的至少ー種；成膜物質(zhì)為硅油、聚こ烯蠟、聚こニ醇中的任ー種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橡膠輪胎隔離脫模劑及其制備方法，屬橡膠助劑領(lǐng)域。該方法以水溶性鹽氯化鈣和碳酸鈉為主原料制備活性納米碳酸鈣，活性納米碳酸鈣與有機(jī)成膜物質(zhì)復(fù)合制備新型橡膠輪胎隔離脫模劑。按照本方法制備的橡膠輪胎隔離脫模劑，適用于輪胎生產(chǎn)過程中，膠料之間的隔離及膠料與模具的脫離，效果優(yōu)良，使用方便，無污染、安全可靠，并使模具表面易清潔。
文檔編號(hào)C08L71/08GK102825687SQ201210298099
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者褚艷紅, 張國(guó)寶, 劉清, 龐海巖, 余守志, 劉珂珂, 趙根鎖 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院高新技術(shù)研究中心