[发明专利]异辛酸锌在降低白炭黑团聚中的应用、含异辛酸锌的白炭黑分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶用白炭黑分散剂及其制备方法,属于精细化工技术领域。 

背景技术

为了提高轮胎的机械强度、耐磨性及抗湿滑性，需要在橡胶中添加大量的填充补强剂白炭黑。由于白炭黑表面存在大量的硅羟基，这些基团容易聚集结团，在轮胎加工过程中难以均匀分散，而且混炼胶的门尼粘度容易反弹，从而影响机械力学性能。所以，在橡胶混炼时添加白炭黑分散剂或活性剂的技术形式，对改善白炭黑表面硅醇基的化学性质，提高白炭黑表面活性，实现在橡胶中的良好分散，进而提高或改善胶料物理和化学性能已取得非常显著地功效。 

目前，白炭黑在橡胶中分散的加工助剂一般有三种类型：醇和醇胺类活性剂、锌皂类分散剂以及硅烷类偶联剂。醇和醇胺类活性剂在橡胶混炼时通常被白炭黑表面的极性硅醇基所吸附，吸附的过程，就是白炭黑硅醇基极性自我屏蔽的过程，使胶料的硫化性能不受干扰。锌皂类分散剂的作用机理就是利用白炭黑表面硅醇基上氢离子的活性，并与之发生阳离子置换作用，进而降低白炭黑表面的极性，控制白炭黑离子抱团，降低胶料门尼粘度，实现加工性能改善。但这类分散剂对改善硫化胶的物理化学性能作用不大。硅烷类偶联剂不仅改善白炭黑胶料加工性能，同时使白炭黑填充胶料的硫化胶物理化学性能也获得较大提高和改善。但偶联剂并没有彻底解决应用的所有问题，而且硅烷偶联剂生产过程中会产生大量的高盐有机废水，对环境污染严重，价格相对较贵。  

发明内容

本发明的目的是提供一种异辛酸锌在降低白炭黑团聚中的应用。 

本发明的另一目的是提供一种白炭黑分散剂，该分散剂可使高含量的白炭黑在胶料中分散性能优良。 

本发明的另一目的是提供该白炭黑分散剂的制备方法，该方法工艺简单，无污染，所得产品性能优良。 

本发明采用的具体技术方案如下： 

发明人通过研究发现，异辛酸锌能降低白炭黑表面硅醇基的极性，将异辛酸锌加入白炭黑中可以很好的防止白炭黑的团聚，起到分散白炭黑的作用。在此作用的支持下，异辛酸锌可以用在多个白炭黑的应用领域中，用于分散白炭黑，防止其团聚，例如用于含有白炭黑的橡胶制品领域中，起到白炭黑分散剂的作用。此外，异辛酸锌也可以与其他成分复配成具有多种功效的白炭黑分散剂，既起到分散白炭黑的作用，又能提高胶料的一些性能。

以下是加入异辛酸锌分散白炭黑和不加异辛酸的胶料的分散效果实验，方法如下： 

1、试验用胶料配方为（重量份）：SCR#100份，ZnO 5份，白炭黑175GR 60份，Si-69 4份，促进剂 3.6份，硫黄1.6份，异辛酸锌 0份或3份。

2、试验时，以不加异辛酸锌的胶料作为空白对照，验证加入3份异辛酸锌的胶料的分散性。因异辛酸锌为粘稠态，为了便于加入，先将异辛酸锌和部分白炭黑预混成粉体后再加入胶料中，方法如下：将异辛酸锌加热到100℃，然后按照1:1的质量比将白炭黑175GR和加热的异辛酸锌在微型捏合机中搅拌混合，混合均匀后倒出备用。 

3、将配制的两份胶料切片，用扫描电子显微镜观察切片表面白炭黑分散效果，不加异辛酸锌的胶料的扫描电镜图片如图1所示，加入异辛酸锌的胶料的扫描电镜图片如图2所示。从图片可以看出，异辛酸锌具有分散白炭黑的良好作用，可以将其用于分散白炭黑或降低白炭黑团聚。 

本发明提供了一种白炭黑分散剂，其成分包括异辛酸锌。 

上述白炭黑分散剂中，异辛酸锌的含量为1-100wt%，优选20-99wt%，进一步优选40-70wt%，最优选55.3-66.7wt%。 

上述白炭黑分散剂中，还包括聚乙二醇、有机填料和无机填料成分，以使白炭黑分散剂除了分散白炭黑的作用还能提高胶料的一些性能。各组分重量份含量如下： 

异辛酸锌 80-100份

聚乙二醇 30-50份

有机填料  1-10份

无机填料  10-20份。

上述白炭黑分散剂中，各组分优选含量如下（重量份）： 

异辛酸锌   90份

聚乙二醇   40份

有机填料   5份

无机填料   15份。

上述白炭黑分散剂中，所述聚乙二醇的分子量为200-20000，例如PEG200、PEG400、PEG2000、PEG4000、PEG6000、PEG10000和PEG20000等中的一种或几种，优选为PEG2000和PEG4000中的至少一种。