一种用作橡胶填料的纳米白炭黑的改性方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111073049A(43)申请公布日2020.04.28(21)申请号201811216563.9C09C1/28(2006.01)(22)申请日2018.10.18C09C3/12(2006.01)C09C3/10(2006.01)(71)申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人徐典宏赵燕牛承祥朱晶周雷赵洪国何连成(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人高龙鑫王玉双(51)Int.Cl.C08K9/10(2006.01)C08K9/06(2006.01)C08K3/36(2006.01)C08L9/06(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图1页(54)发明名称一种用作橡胶填料的纳米白炭黑的改性方法(57)摘要本发明提供一种用作橡胶填料的纳米白炭黑的改性方法。该发明首先对聚醚多元醇和硅烷偶联剂进行共聚反应，其生成产物有机硅/聚醚多元醇共聚物对纳米白炭黑粒子表面进行多点锚固改性，而后对溶聚丁苯胶浆用极性单体进行接枝聚合，最后通过包覆处理在纳米白炭黑粒子表面形成一种连接强度高的阻碍层，达到分离纳米白炭黑粒子的制备方法。这种方法不仅解决纳米白炭黑的易团聚问题，而且还能杜绝因长期存放、高温、高剪切条件下又再次发生团聚，赋予纳米白炭黑的超分散性。同时也改善纳米白炭黑与溶聚丁苯橡胶的相容性，保证了纳米白炭黑粒子能够均匀地分散到溶聚丁苯橡胶基体里。本发明环境污染小，操作方法简单。CN111073049ACN111073049A权利要求书1/1页1.一种用作橡胶填料的纳米白炭黑的改性方法，其特征在于包括如下改性步骤：(1)有机硅/聚醚多元醇共聚物的制备：在反应器中先加入100质量份硅烷偶联剂和100～200质量份溶剂，搅拌1～2hr，然后再加入10～25质量份聚醚多元醇，继续搅拌加热待反应器温度达到90～120℃时，在搅拌条件下迅速加入1.0～5.0质量份催化剂，反应10～15hr后，减压、蒸馏，得到有机硅/聚醚多元醇共聚物；(2)接枝溶聚丁苯胶浆的制备：在聚合釜中首先加入100～200质量份溶剂、然后依次加入100质量份溶聚丁苯胶浆、0.1～0.5质量份分子量调节剂，用氮气置换后，加入4～12质量份的不饱和丙烯酸酯极性单体，搅拌、加热，待聚合釜温度达到50～60℃时加入0.05～0.3质量份引发剂，反应1～5hr后，加入0.1～0.5质量份终止剂，制得接枝胶浆；(3)超分散型纳米白炭黑的制备：取100质量份纳米白炭黑和3～12质量份有机硅/聚醚多元醇共聚物、200～400质量份溶剂加入到聚合釜中，升温至40～60℃，搅拌反应1～3hr；然后加入5～20质量份接枝溶聚丁苯胶浆，搅拌反应30～50min后，经闪蒸、干燥、研磨制得超分散型纳米白炭黑。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述纳米白炭黑的粒径为10～100nm。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述聚醚多元醇选自丙二醇聚氧丙烯醚、乙二醇聚氧丙烯醚、丙二醇聚氧乙烯醚、乙二醇聚氧乙烯醚、聚四氢呋喃二醇、三羟甲基丙烷聚氧丙烯醚、端羟基聚四氢呋喃中的至少一种。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述聚醚多元醇为乙二醇聚氧乙烯醚。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的至少一种。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、碳酸钠或碳酸氢钠中的至少一种。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述催化剂为氢氧化钾。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述溶聚丁苯胶浆是由共轭二烯烃化合物和芳基乙烯类化合物通过溶液聚合共聚而成，所述溶聚丁苯胶浆的固含量为5～20w％。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述不饱和丙烯酸酯极性单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯中的至少一种。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述不饱和丙烯酸酯极性单体是甲基丙烯酸甲酯。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述分子量调节剂选自叔十碳硫醇、叔十二碳硫醇、叔十四碳硫醇或叔十六碳硫醇中的至少一种。2CN