本发明属于橡胶助剂
技术领域：
，具体涉及一种橡胶排气助剂及其制造方法。
背景技术：
：橡胶大分子在加热下与交联剂硫磺发生化学反应，交联成为立体网状结构的过程。经过硫化后的橡胶称硫化胶。硫化是橡胶加工中的最后一个工序，可以得到定型的具有实用价值的橡胶制品。在硫化过程中，橡胶制品中经常会带有气泡，原因很多，基本为橡胶分子本身带有的空气、橡胶未充分硫化、硫化过程中流动性较差或是硫化剂杂质较多等。现有技术中，解决橡胶产品带有气泡这个问题的一般方法是在橡胶制品中加入消泡剂或是润滑剂等，但是气泡的去除速度都较慢，在较薄的橡胶制品快速硫化的过程中可能依然会有气泡残留，导致高质量的橡胶制品加工难度更大。技术实现要素：本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种橡胶排气助剂及其制造方法。本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种橡胶排气助剂，所述橡胶排气助剂包括多孔疏水颗粒载体和具有润滑、消泡功能的功能微粒，所述橡胶排气助剂由功能微粒包覆在多孔疏水颗粒载体表面制成。作为本发明的进一步优化方案，所述功能微粒与多孔疏水颗粒载体的重量比为5-7：3-5。作为本发明的进一步优化方案，所述功能微粒包括碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂。碳纳米洋葱为多壁碳层包裹在巴基球外部形成球状颗粒，具有润滑作用，并能吸附其他材料；纳米萤石粉能够增强活动性、流动性；混合脂肪酸甘油酯可作为润滑剂，并且能够将其他微粒包裹，促进微粒成型；气相二氧化硅和有机硅树脂具备很好的消泡作用。作为本发明的进一步优化方案，按重量份数计，所述碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂分别为1-2份、1-2份、2-4份、3-5份、1-2份。作为本发明的进一步优化方案，所述多孔疏水颗粒载体为疏水膨胀蛭石或炭黑，两者都具有疏水亲油特点，便于降低气泡表面张力，促进消泡，且多孔表面可以作为载体很好的容纳功能微粒。作为本发明的进一步优化方案，所述疏水膨胀蛭石由膨胀蛭石经表面疏水改性制成，具体的所述膨胀蛭石以季铵盐为插层剂并采用球磨法插层改性制成。一种橡胶排气助剂的制造方法，包括以下制造步骤：s1、功能颗粒的制备；以碳纳米洋葱为吸附载体，将纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合后再与所述吸附载体混合，干燥筛分后得到功能颗粒；s2、将功能颗粒与流体混合并采用混合喷嘴喷射至多孔疏水颗粒载体表面，得到表面光滑的橡胶排气助剂。作为本发明的进一步优化方案，所述混合喷嘴包括相互连通的下腔体、上腔体，其中下腔体中通入高压的流体，上腔体中通入低压的功能颗粒，高压流体与低压功能颗粒混合喷出发生空化射流，将多孔疏水颗粒载体表面孔隙中的空气排出，同时将功能颗粒附着在多孔疏水颗粒载体表面孔隙中。作为本发明的进一步优化方案，上腔体中通入的功能颗粒压力为0.5-1mpa，下腔体中通入的流体压力值为5mpa-10mpa之间。作为本发明的进一步优化方案，所述流体采用水或油液，所述油液为硅油或橡胶油。本发明的有益效果在于：1)本发明通过采用多孔疏水颗粒作为载体，以碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂组成的功能颗粒附着在多孔疏水颗粒表面的空隙中，使橡胶排气助剂具备快速的消泡效果，消泡粒子缓慢释放作用，作用时间长，保证消泡彻底，橡胶排气助剂还具备很好的润滑效果，帮助硫化橡胶流动，使气泡快速排出；2)本发明通过采用空化射流方式将功能粒子与流体高速喷出，在多孔疏水颗粒表面形成致密性，不仅排出多孔隙中的空气，避免空气随着助剂进入橡胶增加气泡，而且能够将功能微粒填充至多孔隙中，并形成光滑的表面，表面光滑的橡胶排气助剂颗粒在加入橡胶中时能够减少表面凹凸不平带来的气泡，减少气泡的产生。具体实施方式下面对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。实施例1一种橡胶排气助剂，所述橡胶排气助剂包括多孔疏水颗粒载体和具有润滑、消泡功能的功能微粒，所述橡胶排气助剂由功能微粒包覆在多孔疏水颗粒载体表面制成。所述功能微粒与多孔疏水颗粒载体的重量比为5：5。所述功能微粒包括碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂。按重量份数计，所述碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂分别为1份、2份、2份、5份、1份。所述多孔疏水颗粒载体为疏水膨胀蛭石。所述疏水膨胀蛭石由膨胀蛭石经表面疏水改性制成，具体的所述膨胀蛭石以季铵盐为插层剂并采用球磨法插层改性制成。所述橡胶排气助剂的制造方法，包括以下制造步骤：s1、功能颗粒的制备；以碳纳米洋葱为吸附载体，将纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合后再与所述吸附载体混合，干燥筛分后得到功能颗粒；s2、将功能颗粒与流体混合并采用混合喷嘴喷射至多孔疏水颗粒载体表面，得到表面光滑的橡胶排气助剂。其中，所述混合喷嘴包括相互连通的下腔体、上腔体，其中下腔体中通入高压的流体，上腔体中通入低压的功能颗粒，高压流体与低压功能颗粒混合喷出发生空化射流，将多孔疏水颗粒载体表面孔隙中的空气排出，同时将功能颗粒附着在多孔疏水颗粒载体表面孔隙中。上腔体中通入的功能颗粒压力为0.5mpa，下腔体中通入的流体压力值为5mpampa之间。所述流体采用水。实施例2一种橡胶排气助剂，所述橡胶排气助剂包括多孔疏水颗粒载体和具有润滑、消泡功能的功能微粒，所述橡胶排气助剂由功能微粒包覆在多孔疏水颗粒载体表面制成。所述功能微粒与多孔疏水颗粒载体的重量比为6：4。所述功能微粒包括碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂。按重量份数计，所述碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂分别为1.5份、1.5份、3份、4份、1.5份。所述多孔疏水颗粒载体为疏水膨胀蛭石。所述疏水膨胀蛭石由膨胀蛭石经表面疏水改性制成，具体的所述膨胀蛭石以季铵盐为插层剂并采用球磨法插层改性制成。所述橡胶排气助剂的制造方法，包括以下制造步骤：s1、功能颗粒的制备；以碳纳米洋葱为吸附载体，将纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合后再与所述吸附载体混合，干燥筛分后得到功能颗粒；s2、将功能颗粒与流体混合并采用混合喷嘴喷射至多孔疏水颗粒载体表面，得到表面光滑的橡胶排气助剂。其中，所述混合喷嘴包括相互连通的下腔体、上腔体，其中下腔体中通入高压的流体，上腔体中通入低压的功能颗粒，高压流体与低压功能颗粒混合喷出发生空化射流，将多孔疏水颗粒载体表面孔隙中的空气排出，同时将功能颗粒附着在多孔疏水颗粒载体表面孔隙中。上腔体中通入的功能颗粒压力为0.75mpa，下腔体中通入的流体压力值为7.5mpa之间。所述流体采用水。实施例3一种橡胶排气助剂，所述橡胶排气助剂包括多孔疏水颗粒载体和具有润滑、消泡功能的功能微粒，所述橡胶排气助剂由功能微粒包覆在多孔疏水颗粒载体表面制成。所述功能微粒与多孔疏水颗粒载体的重量比为7：3。所述功能微粒包括碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂。按重量份数计，所述碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂分别为2份、1份、4份、3份、2份。所述多孔疏水颗粒载体为疏水膨胀蛭石。所述疏水膨胀蛭石由膨胀蛭石经表面疏水改性制成，具体的所述膨胀蛭石以季铵盐为插层剂并采用球磨法插层改性制成。所述橡胶排气助剂的制造方法，包括以下制造步骤：s1、功能颗粒的制备；以碳纳米洋葱为吸附载体，将纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合后再与所述吸附载体混合，干燥筛分后得到功能颗粒；s2、将功能颗粒与流体混合并采用混合喷嘴喷射至多孔疏水颗粒载体表面，得到表面光滑的橡胶排气助剂。其中，所述混合喷嘴包括相互连通的下腔体、上腔体，其中下腔体中通入高压的流体，上腔体中通入低压的功能颗粒，高压流体与低压功能颗粒混合喷出发生空化射流，将多孔疏水颗粒载体表面孔隙中的空气排出，同时将功能颗粒附着在多孔疏水颗粒载体表面孔隙中。上腔体中通入的功能颗粒压力为1mpa，下腔体中通入的流体压力值为10mpa之间。所述流体采用水。实施例4与实施例的，一种橡胶排气助剂，所述橡胶排气助剂包括多孔疏水颗粒载体和具有润滑、消泡功能的功能微粒，所述橡胶排气助剂由功能微粒包覆在多孔疏水颗粒载体表面制成。所述功能微粒与多孔疏水颗粒载体的重量比为6：4。所述功能微粒包括碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂。按重量份数计，所述碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂分别为1.5份、1.5份、3份、4份、1.5份。所述多孔疏水颗粒载体为炭黑。所述橡胶排气助剂的制造方法，包括以下制造步骤：s1、功能颗粒的制备；以碳纳米洋葱为吸附载体，将纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合后再与所述吸附载体混合，干燥筛分后得到功能颗粒；s2、将功能颗粒与流体混合并采用混合喷嘴喷射至多孔疏水颗粒载体表面，得到表面光滑的橡胶排气助剂。其中，所述混合喷嘴包括相互连通的下腔体、上腔体，其中下腔体中通入高压的流体，上腔体中通入低压的功能颗粒，高压流体与低压功能颗粒混合喷出发生空化射流，将多孔疏水颗粒载体表面孔隙中的空气排出，同时将功能颗粒附着在多孔疏水颗粒载体表面孔隙中。上腔体中通入的功能颗粒压力为0.75mpa，下腔体中通入的流体压力值为7.5mpa之间。所述流体采用水。实施例5一种橡胶排气助剂，所述橡胶排气助剂包括多孔疏水颗粒载体和具有润滑、消泡功能的功能微粒，所述橡胶排气助剂由功能微粒包覆在多孔疏水颗粒载体表面制成。所述功能微粒与多孔疏水颗粒载体的重量比为6：4。所述功能微粒包括碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂。按重量份数计，所述碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂分别为1.5份、1.5份、3份、4份、1.5份。所述多孔疏水颗粒载体为疏水膨胀蛭石。所述疏水膨胀蛭石由膨胀蛭石经表面疏水改性制成，具体的所述膨胀蛭石以季铵盐为插层剂并采用球磨法插层改性制成。所述橡胶排气助剂的制造方法，包括以下制造步骤：s1、功能颗粒的制备；以碳纳米洋葱为吸附载体，将纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合后再与所述吸附载体混合，干燥筛分后得到功能颗粒；s2、将功能颗粒与流体混合并采用混合喷嘴喷射至多孔疏水颗粒载体表面，得到表面光滑的橡胶排气助剂。其中，所述混合喷嘴包括相互连通的下腔体、上腔体，其中下腔体中通入高压的流体，上腔体中通入低压的功能颗粒，高压流体与低压功能颗粒混合喷出发生空化射流，将多孔疏水颗粒载体表面孔隙中的空气排出，同时将功能颗粒附着在多孔疏水颗粒载体表面孔隙中。上腔体中通入的功能颗粒压力为0.75mpa，下腔体中通入的流体压力值为7.5mpa之间。所述流体采用硅油。实施例6一种橡胶排气助剂，所述橡胶排气助剂包括多孔疏水颗粒载体和具有润滑、消泡功能的功能微粒，所述橡胶排气助剂由功能微粒包覆在多孔疏水颗粒载体表面制成。所述功能微粒与多孔疏水颗粒载体的重量比为6：4。所述功能微粒包括碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂。按重量份数计，所述碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂分别为1.5份、1.5份、3份、4份、1.5份。所述多孔疏水颗粒载体为疏水膨胀蛭石。所述疏水膨胀蛭石由膨胀蛭石经表面疏水改性制成，具体的所述膨胀蛭石以季铵盐为插层剂并采用球磨法插层改性制成。所述橡胶排气助剂的制造方法，包括以下制造步骤：s1、功能颗粒的制备；以碳纳米洋葱为吸附载体，将纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合后再与所述吸附载体混合，干燥筛分后得到功能颗粒；s2、将功能颗粒与流体混合并采用混合喷嘴喷射至多孔疏水颗粒载体表面，得到表面光滑的橡胶排气助剂。其中，所述混合喷嘴包括相互连通的下腔体、上腔体，其中下腔体中通入高压的流体，上腔体中通入低压的功能颗粒，高压流体与低压功能颗粒混合喷出发生空化射流，将多孔疏水颗粒载体表面孔隙中的空气排出，同时将功能颗粒附着在多孔疏水颗粒载体表面孔隙中。上腔体中通入的功能颗粒压力为0.75mpa，下腔体中通入的流体压力值为7.5mpa之间。所述流体采用橡胶油。对比例1该对比例提供一种橡胶排气助剂，其制备步骤以及原料与实施例2基本相同，唯一区别在于：未添加碳纳米洋葱。对比例2该对比例提供一种橡胶排气助剂，其制备步骤以及原料与实施例2基本相同，唯一区别在于：未添加纳米萤石粉。对比例3该对比例提供一种橡胶排气助剂，其为粉剂，制备步骤为将碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂混合，干燥后研磨成粉状即得。其中，各原料比例与实施例2相同。将上述实施例1-6以及对比例1-3制得的橡胶排气助剂投入硫化橡胶中，得到的橡胶制品。在橡胶硫化过程中通过监控气体压力进行气泡排出速度即气泡排出时间的检测，另外对于得到的橡胶制品，我们称量得到试样，然后基于阿基米德原理对制备的橡胶制品试样进行气孔率测试：(1)将称量完地试样放入干净的烧杯中，往杯中注入蒸馏水，直至淹没试样；(2)接着将烧杯置于恒温干燥箱里加热至沸腾，并保持沸腾状态2h，使蒸馏水完全渗透至tio2电极中的空隙内；(3)然后停止加热使其降至室温。接着把试样快速取出放入事先准备好称重用的小吊蓝内，将其挂在天平的吊钩上，使试样继续浸没于水中，称取饱和试样在水中的悬浮重，记为m1；(4)将饱和试样取出，用湿抹布小心地拭去饱和试样表面的水，快速称量饱和试样的质量，记为m2；(5)通过公式算出电极的孔隙率：p＝(m2-m0)/(m2-m1)。最终通过对于气泡排出速度的检测以及对橡胶制品孔隙率的测试，得到数据见下表：孔隙率(％)气泡排出时间(s)实施例15.322实施例24.015实施例34.717实施例45.221实施例54.419实施例64.518对比例18.927对比例28.823对比例312.630由上表可知，本发明通过采用多孔疏水颗粒作为载体，以碳纳米洋葱、纳米萤石粉、混合脂肪酸甘油酯、气相二氧化硅和有机硅树脂组成的功能颗粒附着在多孔疏水颗粒表面的空隙中，使橡胶排气助剂具备快速的消泡效果，消泡粒子缓慢释放作用，作用时间长，保证消泡彻底，且橡胶排气助剂还具备很好的润滑效果，帮助硫化橡胶流动，使气泡快速排出；另外由空化射流方式将功能载体附着在多孔疏水颗粒表面形成致密性，能够减少助剂本身带来的气泡，也能够减小助剂添加后流动带来的气泡。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。当前第1页12