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CN107266939A(43)申请公布日2017.10.20(21)申请号201610217676.5C08F212/12(2006.01)(22)申请日2016.04.08C08F220/18(2006.01)C08F220/56(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)发明人徐典宏牛承祥郭珺朱晶孟令坤赵洪国燕鹏华(74)专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人王玉双鲍俊萍(51)Int.Cl.C09C1/28(2006.01)C09C3/10(2006.01)C08F212/08(2006.01)C08F220/14(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称纳米白炭黑的改性方法(57)摘要本发明提供一种高分散型用做橡胶填料的纳米白炭黑的改性方法。该发明采用不饱和丙烯酸酯极性单体和丙烯酰胺极性单体复配，在对芳基乙烯类单体进行预乳化处理，利用原位聚合法制备高分散型纳米白炭黑。这种方法不仅解决了纳米白炭黑的易团聚问题，而且还杜绝了应长期存放而再次发生团聚的问题，赋予了纳米白炭黑的超分散性，保证了长期存放的稳定性。本发明单体用量少，环境污染小，操作方法简单，适合工业化生产等特点。CN107266939ACN107266939A权利要求书1/1页1.一种纳米白炭黑的改性方法，其特征在于主要包括以下步骤：(1)单体预乳化液制备：按质量份计，将100份芳基乙烯类单体、5～10份乳化剂、150～200份去离子水、1.0～2.0份缓冲剂、0.01～0.1份引发剂一起放入反应器中，升温至40～60℃时，搅拌反应30～50分钟制备成单体预乳化液；(2)复配极性单体混合液的制备：按质量份计，取100份不饱和丙烯酸酯极性单体和15～40份丙烯酰胺放入反应釜中搅拌混合5～10min；再加50～100份去离子水、1～3份缓冲剂调节溶液的pH为7.0～9.0，优选7.5～8.5，再搅拌混合10～30min组成复配极性单体混合液；(3)改性纳米白炭黑的制备：按质量份计，取100份纳米白炭黑和10～30份复配极性单体混合液、200～300份去离子水、1～4份缓冲剂加入到聚合釜中搅拌混合10～30min；而后加入1～5份乳化剂、1～5份单体预乳化液，搅拌升温至50～70℃，再搅拌混合10～30min生成以纳米白炭黑粉体为中心被复配极性单体和共轭二烯类单体包覆的聚合体，并将此作为复合乳液的种子；最后再加入30～60份单体预乳化液和0.05～0.2份引发剂，反应3.0～6.0h后，加入0.1～0.5份终止剂，经洗涤、脱水、干燥、研磨制得改性纳米白炭黑。2.如权利要求1所述纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述白炭黑是纳米级的，其粒径为：20～60nm。3.如权利要求1所述纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述丙烯酰胺的纯度大于或等于99％。4.如权利要求1～3任一所述纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述不饱和羧酸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一种或几种的混合物。5.如权利要求4所述纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述不饱和羧酸极性单体是甲基丙烯酸甲酯。6.如权利要求1～3或5所述的纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述芳基乙烯类单体是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-苯丙烯、乙基苯乙烯及它们的衍生物中的一种或几种的混合物。7.如权利要求6所述的纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述芳基乙烯类单体是苯乙烯。8.如权利要求1～3、5或7所述的纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述引发剂为水溶性热引发剂，选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种。9.如权利要求8所述的纳米白炭黑的改性方法，其特征在于所述引发剂是过硫酸钾。2CN107266939A说明书1/8页纳米白炭黑的改性方法技术领域[0001]本发明涉及一种高分散型合成橡胶填料纳米白炭黑的制备方法。背景技术[0002]众所周知，从无机粉体填充改性合橡胶的预期效果来看，无机粉体粒子的粒径尺寸越小改性的效果也越好，但是在超细无机粉体的应用过程中不可避免地会遇到一个技术难题,即超细粉体随着粒径的减少,比表面积增大,表面能提高,自聚能力更强,越难被橡胶材料混入、浸润和分散。因此超细无机粉体在橡胶中的分散问题，已成为制备高性能橡胶材料的瓶颈。[0003]纳米白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在，是一种白色、无毒、无定形、多孔的微细粉末，具有内表面积大、可分散、质轻、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等特性，化学性质稳定。白炭黑作为一种环保、性能优异的助