一种改性沉淀法白炭黑的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102951649A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102951649A(43)申请公布日2013.03.06(21)申请号201210459056.4(22)申请日2012.11.15(71)申请人北京橡胶工业研究设计院地址100143北京市海淀区阜石路甲19号(72)发明人王婷李花婷陆鸣王永伟(51)Int.Cl.C01B33/12(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书33页页(54)发明名称一种改性沉淀法白炭黑的制备方法(57)摘要本发明公开了一种用于轮胎和橡胶制品的橡胶补强剂材料，改性沉淀法白炭黑的制备方法，其步骤为：首先在反应器中加入10%～50%的液体硅酸钠；再向反应器中同时加入剩余50%～90%的硅酸钠和与全部硅酸钠等摩尔量的浓度为10%～30%的硫酸水溶液，并加入改性剂十二烷基硫酸钠或硬脂酸或硬脂酸锌，升温至50℃～95℃，在搅拌下反应1～2h；然后用氨水调节PH值到7～9，同时加入沉降剂十二水合硫酸铝钾，继续反应0.5～2h；最后将反应生成物进行水洗、抽滤，并进行干燥，得到改性沉淀法白炭黑。CN1029564ACN102951649A权利要求书1/1页1.一种改性沉淀法白炭黑的制备方法，其特征在于：采用的原料包括十二烷基硫酸钠或硬脂酸或硬脂酸锌、十二水合硫酸铝钾、模数为3.3的液体硅酸钠、硫酸水溶液。2.根据权利要求1所述的一种改性沉淀法白炭黑的制备方法，其特征在于：改性剂十二烷基硫酸钠或硬脂酸或硬脂酸锌的加入量为反应物总质量的0.01%~0.1%。3.根据权利要求1所述的一种改性沉淀法白炭黑的制备方法，其特征在于：沉降剂十二水合硫酸铝钾的加入量为反应物总质量的0.05%~2%。4.根据权利要求1所述的一种改性沉淀法白炭黑的制备方法，其特征在于：所使用的硫酸水溶液的硫酸质量浓度为10~30%。5.根据权利要求1所述的一种改性沉淀法白炭黑的制备方法，其特征在于制备包括如下步骤：1）在反应器中加入总量10%~50%的模数为3.3的液体硅酸钠；2）在反应器中加入剩余50%～90%的硅酸钠和与全部硅酸钠等摩尔量的浓度为10～30%的硫酸水溶液，并加入改性剂十二烷基硫酸钠或硬脂酸或硬脂酸锌，升温至50℃～95℃，在搅拌下反应1~2小时；3）用氨水调节PH值到7~9，同时加入沉降剂十二水合硫酸铝钾，继续反应0.5~2小时；4）反应结束后，将反应物进行水洗、抽滤，并进行干燥，得到改性沉淀法白炭黑。2CN102951649A说明书1/3页一种改性沉淀法白炭黑的制备方法技术领域[0001]本发明公开一种改性白炭黑的制备方法，特别是一种改性沉淀法白炭黑的制备方法。本发明属于橡胶配合剂生产技术领域。背景技术[0002]沉淀法白炭黑，又名水合二氧化硅，是一种白色、无毒、无定形微粉末。具有多孔性、内表面积大、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能，在橡胶、涂料等领域应用广泛。其中，橡胶工业是白炭黑的主要消费市场，占白炭黑消费总量的70％以上。在橡胶工业中,白炭黑是优良的橡胶补强剂，能改善胶接性和抗撕裂性，部分替代炭黑还可以降低轮胎的生热、滚动阻力和油耗,同时还可以提高胎面胶的抗刺扎性、抗崩花掉块性和抗湿滑性。另外，炭黑生产过程耗费能源高，二氧化碳的排放数量大，相比之下白炭黑的生产、使用过程对环境造成的影响小。因此，添加白炭黑填料作为补强剂的轮胎被称为“绿色轮胎”。随着对轮胎环保、节能性能的日益关注，白炭黑的应用将更加广泛。[0003]然而，由于沉淀法白炭黑内部的聚硅氧和外表面存在的活性硅醇基易吸附水，使其呈亲水性，在有机相中难以湿润和分散，而且由于其表面存在羟基，表面能较大，聚集体倾向于凝聚，导致分散较差，因而添加白炭黑的胶料虽然具有良好的物理性能,但白炭黑的强极性会导致其与烃类橡胶分子的相容性差,在胶料中不易分散,加工性能差，故其应用受到极大限制。在橡胶硫化系统中，未改性的白炭黑不能很好地在聚合物中分散，填料、聚合物之间很难形成偶联健，从而降低硫化效率和补强性能。因此，传统沉淀法白炭黑在有机相中不易分散的缺点势限制其发展，有必要对其进行改性。[0004]目前，沉淀法白炭黑的改性方法主要有两种：包覆改性和表面化学改性，本发明涉及的改性方法属于后者，即表面化学改性。[0005]表面化学改性常用的改性工艺被称为湿法改性，主要是利用一定的化学物质作为改性剂，通过一定的工艺方法使其与白炭黑的表面羟基发生反应，消除或减少其表面活性硅醇基的量，使其由亲水性变为疏水性，以达到改变表面性质的目的。[0006]常用的改性剂有卤化硅烷类、硅氮烷类有机硅化合物、硅氧烷类有机硅化合物、硅烷偶联剂、醇类化合物、有机聚合物类和胺类。其中，以硅烷偶联剂的改性效果较好，但由于