湿法炼胶工艺#内容清晰

1、制备白炭黑湿混炼共沉胶的关键技术是天然胶乳预处理； 白炭黑表面处理及水分散体的制备、白炭黑的填充量的控制； 天然乳胶和白炭黑水分散体的液态混合、分散、凝聚和干燥等工艺的全自动贯通。湿拌橡胶新材料新技术的优越性主要是作为橡胶工业绿色制造、节能减排的重要措施，满足绿色轮胎大量添加白炭黑的需要，提高白炭黑在橡胶中的分散度，改善橡胶材料的物理机械性能。湿式混炼概要记者：目前在中国橡胶业的加工混炼过程中，多采用密炼机干式混炼方式，对湿式混炼不怎么提及。 你能先给我简单介绍一下湿拌技术的概况吗？许春华：在橡胶糊材的加工过程中，混炼是最重要的工序，通过混炼将天然橡胶、合成橡胶、补强材料、硫化材料、防老材料等

2、十多种配合剂均匀混合，制成混炼糊材，成为生产各种橡胶制品的原料，因此混炼糊性能和混炼技术直接影响橡胶制品的加工性能和制品的各种使用性能。 混炼技术也是橡胶加工中能耗最高的工程，占轮胎生产过程总能耗的40%。但目前，中国橡胶工业沿用了高能耗、长产业链、环保的机械式精炼法，用搅拌机将橡胶/填料/配合剂多段混炼，每吨混炼橡胶的电功耗约400 kWH，年电功耗平均5.0亿kWH，约达到4.0亿元。 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节能措施的关键。 混炼技术的创新主要是将目前的分批法混炼发展为连续法混炼技术，其中低温一次法混炼和湿式混炼技术发展前景最好，节能效果最显着的技术。 此

3、外，还有串联式擂溃机、螺杆挤出等混炼技术，这里着重研究白炭黑的湿式混炼技术简单来说，湿式混炼技术是指，将预先加工的热解炭黑、白炭黑等填料作为水分散体，以液态与橡胶乳胶充分混合，在凝聚、脱水、干燥等过程中制造橡胶混炼橡胶的方法。 以前的干橡胶和热解炭黑、白炭黑等的配合剂用密炼机多段干式混炼是大相迳庭。天然胶乳是橡胶胶束粒子的水中悬浮体，橡胶胶束粒子的最外部是由蛋白质和脂质化合物组成的保护层。 保护层中的物质都具有界面激活剂的功能。 白炭黑、热解炭黑等活性增强剂以液状吸附的界面激活剂失活，妨碍与橡胶的增强机构的形成，由于增强剂的极性、比重不同，因此无法配合乳胶的沉降速度，增强剂在乳胶系统中的分散变

4、得不均匀，常常损害橡胶的性能。在白炭黑分散体的制备中，为了使白炭黑、水和处理剂(包括分散剂、清洗剂、防沉降剂等)均匀、稳定地分散、制备混悬剂、通过湿式混炼实现良好的分散和增强效果，需要满足以下基本条件1 .白炭黑应具有一定的亲水性和亲橡胶碳氢化合物的父母性能，在橡胶糊材料中均匀分布，使云同步上白炭黑沉降小，白炭黑粒子可以与乳胶粒子一起沉降。2 .通过生物酶制剂将乳胶中的蛋白质尽可能分解成溶于水的小分子物，保证白炭黑增强剂不失去活性而与橡胶碳氢化合物相互作用，作用面积越大越好。3 .向乳胶中添加白炭黑分散体时，整个系统必须有一定的机械和化学稳定性。 也就是说，胶乳类不能立即发生凝聚，为了使白炭黑

5、粒子和胶乳粒子在机械搅拌作用下混合、分散，必须保留一盏茶的搅拌混合时间。4、共沉淀过程要保证正确的填充比例，防止添加的白炭黑流失引起的共沉淀胶制品的填充量变动。因此，白炭黑湿式混炼共沉淀糊的制造关键技术是天然乳胶预处理和白炭黑的表面处理以及水分散体的制备、白炭黑填充量的控制； 天然乳胶和白炭黑水分散体的液态混合、分散、凝聚和干燥等工艺的全自动贯通。湿法混炼技术国内外研究现状记者：关于湿式混炼这一尖端技术，国内外的研究现状如何许春华：大约2.0年前，德意志PKU公司发明了粉末橡胶湿法炼制技术，2001年，Cabot公司开发了连续液相炼制技术，生产了天然橡胶和热解炭黑填充剂的妈妈星空卫视炼制技术(

6、CN1280534 )。 在湿式混合工序中，以将粒状热解炭黑填充剂拉力赛用高压喷射与乳胶混合添加到凝集反应器中，一盏茶强力混合拉斯特乳胶流和热解炭黑填充剂拉力赛为目的，用热解炭黑到排出端使粒状填充剂和弹性体几乎完全凝聚、脱水、干燥后制成CEC材料的方法，制成碳黑该材料与干式混炼橡胶相比，可以显着提高硫化胶性能，减少迟滞现象损失、改善耐切断性和耐弯曲疲劳性、提高高填充剂使用量下的硫化胶的耐磨耗性等。 这项专利产业化，由米其林公司收购。 此后，世界上相继出现了数十项专利，包括法国、美国、日本、韩国等国，但未见产业化生产和应用。 2012年，Cabot公司和米其林公司分别在中国申请了原专利产品制造技

7、术和应用于轮胎的专利。随着我国节能减排和绿色轮胎事业的需要与发展，近年来“橡胶与白炭黑、热解炭黑湿拌共沉淀胶新材料”的技术研发越来越受到关注，特别是2011年5月国家橡胶与轮胎工程技术研究中心组织国内研究高等院校、关联企业成立了专题课题组， 2012年6月，中国化工报报道株洲安宝麟锋新材料有限公司和杭州中策橡胶公司开发了湿法混炼技术。其中株洲安宝麟锋新材料有限公司研制的湿法混炼天然橡胶料的制备方法已获得国家发明专利(专利号： ZL20110064299.3 )。 产品在广州华南轮胎公司和青岛赛亚公司分别试制了轮胎，2013年通过了中国石油和化学工业联合会组织的技术成果鉴定，并与北京牌常平架新元

8、科技开发公司和云南西双版纳勒曼庄橡胶有限公司联合建设了具有高自动化水平的中国第一台湿式混炼胶产业化装置。 该项目工程的建设成功不仅对湿法炼生产技术的重大突破，对提高我国天然橡胶的自动生产水平也具有重要意义。杭州中策橡胶公司在海南天然橡胶生产基地试制了添加了白炭黑和热解炭黑的湿式混炼橡胶，用于本公司的轮胎生产，混炼橡胶的日产量可以按需生产15 t，全钢子午轮胎可以生产100300根，产品性能与传统技术相比显着提高。 软控股的怡维怡研究院也开展了大量研发，在材料、技术设备和自各儿的产业链确立方面制定了全面计划，申请的几项专利正在审核或公开阶段，年内实现产业化。东北助剂有限公司是新中国成立以来最早生

9、产橡胶助促进剂的企业，近年来，在开展湿拌技术方面非常关注，与云南天然橡胶生产企业合作，试制的湿拌共沉淀橡胶已在许多企业进行了实用试验，实现产业化。华南理工大学王练石教授是中国湿法炼技术开发的引导人之一，王教授领导他的工作团队在湿法炼的基本原理、热解炭黑和白炭黑的表面处理、技术和生产技术方面进行了多项研究，发表了多篇论文，对后续人的研发起到了重要的推动作用。2014年5月，北京化工大学、青岛科技大学、相关医院以及相关企业从事这项研发的成果不断涌现，上海双钱轮公司等轮胎企业也积累了相当的应用技术经验， 由中国化工学会化工新材料委员会和国家橡胶与轮胎工程技术研究中心联合在云南省西双版纳召开的“湿拌共

10、沉淀橡胶新材料技术与推广论坛”，通过广泛的交流与自动生产线现场演示推动湿拌新技术、新材料的发展与应用，为中国橡胶工业节能与绿色轮胎产业发展提供有力支持2014年8月，国家科技部成立了湿拌橡胶新技术国家科技支撑计划。 项目工程的目标是建立合成橡胶和天然橡胶万吨级示范生产流水线，实施和推进项目工程将加快我国轮胎工业的需求。湿法混炼橡胶新材料新技术的优越性记者：相对于干式混炼，湿式混炼有什么优点？许春华：湿拌是一种新的生产工艺，与干拌相比，主要有以下三个优点1 .橡胶工业绿色制造、节能减排的重要措施我国GDP占世界9.5%，能源消费占世界17.5%。 大力提倡节能减排，在实现低碳经济的大环境中，开发

11、、应用和推广节能措施，减少橡胶制品生产过程中的能源消费，实现水资源和废资源综合利用，发展循环经济，给企业带来重大社会经济效益。 湿式精炼剂实现了连续混炼工艺，极简化了混炼工艺，减少了混炼设备、能源和劳动力的投入，大大降低了混炼成本，设备投入减少了50%以上。 主要填料热解炭黑、白炭黑为液态与胶乳混合的湿式精炼剂，与传统的精炼剂相比，节能效果显着。中橡胶协材料研究检测中心对企业提供的湿式橡胶制品采用1.0 L的小型擂溃机进行混炼后的能源消费量进行测量，湿式与干式法(白炭黑含量5060部)相比，平均3.0 %左右能源消费量减少。 华南轮胎公司在全钢子午轮胎试验中白炭黑含量为3.0部，其湿橡胶采用工

12、厂F370和GK270混炼，湿橡胶的能耗减少了20%。 如上所述，一般工厂通常1吨混炼橡胶的电功耗为400度，全国的轮胎企业用橡胶约为560万t，节能、节约用电的效果很大。2 .满足在生胎中大量添加白炭黑的需求1992年法国米其林最早开发绿色轮胎是世界性轮胎工业的另一次重大革命，绿色轮胎是填充了很多白炭黑的轮胎，其最主要的技术指标是将轮胎的滚动阻力降低15%20%。 燃料为0.5L/100km节约5%7%，一百公斤减少二氧化碳排放量1.2 kg。欧盟数据显示世界18%CO2排放与道路交通有关，24%道路车辆CO2排放与轮胎有关云同步，汽车20%30%燃油消耗率与轮胎有关。 如果世界汽车使用绿色

13、轮胎的话，估计一年可以节约200亿升的汽油，减少5万吨的co2排放量。 中国现在行驶的轮胎都采用绿色轮胎每年可节约4.1万吨石油，带来约3.0亿元多的经济效益。 将CO2排放量减少300万t以上是非常大的。 另外，轮胎行驶中的磨损，占磨损产生的粒子物质的10%左右。 绿色轮胎的发展和应用具有提高轮胎使用性能的重要战略意义，决不可忽视。生胎和白炭黑(SiO2)的使用是不可缺少的，只需大量添加白炭黑就能达到生胎的标准。 由于白炭黑粒子极细、易飞扬、易凝聚，因此用普通的混炼方法难以将白炭黑添加到3.0部以上的橡胶中使其分散，制造高分散白炭黑在技术和成本方面较为困难。 因此，在橡胶中大量添加白炭黑成为

14、生胎制造的瓶颈。 在湿式混炼实现了在液态条件下大量添加白炭黑的可能性的现在，国内开发该技术的企业实现了在100份天然橡胶中添加白炭黑5.0部或者6.0部的效果，提供了制造生胎的基本条件。广州华南轮胎和杭州中路轮胎在全钢子午轮胎的研究数据显示，轮胎滚动阻力显着降低，节油效果显着。 以杭州中策轮胎12R22.516PR全钢子午轮胎为例，轮胎滚动阻力降低15% (提高一级)，可节约3%4%的油。 轮胎的发热降低了约10%，耐久性和高速性也上升了。 在云同步，上述轮胎经过5个月的装载距离的对比试验，消耗完全与N234热解炭黑的胎面胶同等，达到1.2万km/mm以上。 与普通干拌法相比，白炭黑配方轮胎试

15、验统计显示，燃油消耗率28 L/100km，油价7元/L，里程2.5万km，燃油消耗率1 792 L，单胎可节省2 090.6元燃油消耗率，相当大，达到绿色轮胎指标。在云同步，湿法炼从根本上解决了白炭黑飞扬造成的环境污染，具有重要的环境意义，使白炭黑作为一种无法完全去除的非化石原料，为社会做出了贡献，对行业永续发展有着重要价值。随着技术的不断推进和社会的发展，绿色轮胎和绿色制造不断相关，人们眼中的绿色轮胎已经不是“硅轮胎”，而是以绿色化轮胎全生产过程为关策略目标的绿色材料、绿色产品、绿色工艺、产品终端的绿色传感器根据欧盟1222/200G/EG法律规范，从2012年1月开始实施轮胎标签条法，如

16、图2所示，轮胎最重要的3个性能，例如燃油消耗率(用轮胎滚动阻力数据表示)、轮胎的湿路性能和轮胎噪声在权威测试中，分别根据测试结果不同例如滚动阻力和湿路性能从好的水平到坏的水平分为a、b、c、d、e、f、g 7个等级，噪声小于7.2分贝。美国、日本、韩国、巴西等国已经实施或提出了实施标签条法的动议，但是中国出口到欧盟的轮胎占全部出口轮胎的15%，需要实施轮胎标签条法的势头，中国已经制定了中国绿色轮胎的产业化法律规范，因此“绿色轮胎”越来越绿色轮胎的发展一定会推进关联产业的绿色化，实现绿色制造。 推进我国轮胎工业的技术进步。3 .提高白炭黑在橡胶中的分散度，改善橡胶材料的物理机械性能据中橡胶协材料

17、研究检测中心介绍，对该企业提供的湿橡胶产品分别进行了检测。 实验的结果如下试验配方包括基本性能检测配方，半钢和全钢的径向线胎面胶配方，其中半钢胎面并用BR、SBR，因此湿式NR的白炭黑含量约为3.0部，全钢胎面为NR，白炭黑含量采用6.0部的湿式橡胶，有些配方为提高磨损性能添加了少量的热解炭黑。 通常，湿橡胶的热解炭黑分散度比普通干法提高了12个阶段(用热解炭黑分散度量测仪器测定，纯白热解炭黑胶可加入0.8份抗老化剂4020进行染色)。 除了提高分散效果外，湿式橡胶的未塑分子量高，橡胶的物理机械性能显着提高极限拉伸强度：基本性能检测配方达到2.5 MPa，比干式法提高20%的全钢胎面胶一般达到2.5 MPa，有的达到29 MPa以上，基本满足轮胎需求，半钢胎面胶一般为18 MPa左右，全部可满足轮胎需求。 弹性明显提高的涨幅为15%20%。 发热显着下降的下降幅度为20%30%。 提高了抗撕裂性和抗切割性。 纯白热解炭黑的湿式橡胶的磨损性能会降低一些，阿爱沙尼亚克朗的磨损值约高20%，杭州中策表示，实际的行驶距离的磨损性好，消耗量会有所提高，配合中添加少量的热解炭黑能够改善磨损性能。 混炼橡胶的门尼黏性系数大幅降低，通常比干法约1.0门尼值降