[发明专利]一种炭硅双向填料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种填料的制备方法，尤其涉及一种炭硅双向填料的制备方法。

背景技术

炭黑主要用于橡胶的补强填充材料，在汽车轮胎中炭黑使用量约占轮胎重量的25％左右。据统计载重胎滚动阻力每降低2％-4％，可以节省燃油1％，轿车胎滚动阻力每降5％-7％，可以节省燃油1％。降低胎面胶的滚动阻力对轮胎节油起决定性作用。而现有传统的炭黑作为轮胎的补强剂，存在着轮胎的生热性及滚动阻力高、耗油等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炭硅双向填料的制备方法，该方法制备的填料应用于载重胎胎面胶，其滚动阻力降低5％-8％，节省燃料2％-3％，应用于轿车胎滚动阻力每降11％-14％，节省燃料2％-3％。

本发明是这样来实现的，其特征是方法步骤为：在炭黑反应炉的燃烧室内以每小时5-15KG的速度喷加含硅有机物，喷入含硅有机物的总重量为炭黑重量的0.1％-0.5％，燃烧室内含硅有机物在1800-2200℃的热气流中进行离解形成硅离子，当离解的硅离子随着热气流进入炭黑反应炉的喉管段后，与喷入的原料油混合，原料油喷入流量为每小时3500-4500kg，原料油进行裂解，原料油裂解的碳原子聚合在硅离子周围，硅离子形成晶核，最终形成碳—硅双向结构的填料。

所述的含硅有机材料优选四氢化硅或羟基硅烷。

所述的原料油为液态烃类，优选乙烯焦油、蒽油或煤焦油。

本发明的优点是：(1)生产的炭硅双向填料应用于载重胎胎面胶，其滚动阻力降低5％-8％，节省燃料2％-3％，应用于轿车胎滚动阻力每降11％-14％，节省燃料2％-3％。

(2)适用范围广泛；

(3)生产的炭硅双向填料应用于传送带，具有生热性低，使用寿命长等优点；

(4)生产的炭硅双向填料在胶料中分散性好；

(5)对某些胶管、胶带表现出良好的性能；

(6)生产的炭硅双向填料属于通用级产品。

具体实施方式

实施例1

一种炭硅双向填料的生产方法，该方法包括以下工艺步骤：

(1)先将四氢化硅(液相)放置在一个密封的容器中，密封容器与管道相连，管道上装有自动调节阀、充量计、压力表，管道的另一段是一只喷枪，喷入四氢化硅的总重量为炭黑重量的0.1％，喷枪插入炭黑反应炉的燃烧室，燃烧室的温度为1800℃，喷枪上设置为雾化用压缩空气入口。向密封容器入通入压缩空气以每小时5KG的流量四氢化硅输送至管道，通过调节阀、流量计，喷枪与雾化的压缩空气混合，喷入燃烧室；

(2)四氢化硅在燃烧室内1800℃热气流中进行汽化、裂解，得到硅离子；

(3)硅离子随热气流中流过炭黑反应炉的喉管，与在喉管段喷入的乙烯焦油混合，乙烯焦油的量为每小时3500kg，乙烯焦油在高温气流中发生裂解反应，裂解的炭黑微粒以硅离子为晶核，在硅离子周围聚集，形成聚集体。

以硅离子为晶核的炭黑聚集体不断长大，当到达急冷段后，由于温度急剧下降，反应终止，聚集体不再长大，形成炭黑的凝聚体—即炭硅双向填料。

实施例2

工艺步骤为：

(1)先将羟基硅烷进行汽化，通过风机将气化的羟基硅烷以每小时10KG的速度输送入炭黑反应炉的燃烧室，燃烧室的温度为2000℃，在输送管线中设置了流量计、调节阀，可以进行充量的自运调节，喷入羟基硅烷的总重量为炭黑重量的0.3％；

(2)羟基硅烷在燃烧室内高温气流中进行汽化、裂解，得到硅离子；

(3)硅离子随高温气流中流过炭黑反应炉的喉管，与在喉管段喷入的蒽油混合，蒽油的量为每小时4000kg，蒽油在高温气流中发生裂解反应，裂解的炭黑微粒以硅离子为晶核，在硅离子周围聚集，形成聚集体。

以硅离子为晶核的炭黑聚集体不断长大，当到达急冷段后，由于温度急剧下降，反应终止，聚集体不再长大，形成炭黑的凝聚体—即炭硅双向填料。

实施例3

工艺步骤为：

(1)先将二羟基硅烷(液相)放置在一个密封的容器中，密封容器与管道相连，管道上装有自动调节阀、充量计、压力表，管道的另一段与燃料油管相接，喷入二羟基硅烷的总重量为炭黑重量的0.5％，通过风机将气化的二羟基硅烷以每小时15KG的速度输送入炭黑反应炉的燃烧室，让二羟基硅烷先与燃料油充分混合后一起喷入燃烧室，燃烧室的温度为2200℃，在过量空气存在的条件下发生燃烧；

(2)二羟基硅烷与燃料油一起进行汽化、在高温下裂解，得到硅离子。