[发明专利]一种高分散性白炭黑及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高分散性白炭黑及其制备方法。所述制备方法包括：1)将水加热，加入水玻璃，再加入乙醇，混合得到反应底液，整个过程中温度不变，水玻璃浓度为0.01‑1.00mol/L；乙醇的质量分数为0.1‑5wt％；2)向反应底液中同时加入酸与水玻璃，混合进行反应，得到白炭黑悬浮液；反应温度保持恒定且与反应底液的相同，保持水玻璃浓度恒定且与反应底液的浓度相同；3)停止向白炭黑悬浮液中加入水玻璃，单独加酸，调节反应体系的pH为3.0‑5.0，得到酸化的白炭黑悬浮液；4)对酸化的白炭黑悬浮液进行固液分离取滤饼，得到白炭黑。本发明提供的白炭黑具有很好的分散性，表现出良好的橡胶补强效果。

技术领域

本发明属于白炭黑制备技术领域，涉及一种白炭黑及其制备方法，尤其涉及一种高分散性白炭黑及其制备方法。

背景技术

沉淀二氧化硅在橡胶轮胎中的作用为补强剂，特别是绿色轮胎和载重胎，为了降低轮胎的滚动阻力，降低生热，提高耐磨性，沉淀法二氧化硅是必不可少，随着欧盟标签法的实施和环境的日益严峻，沉淀法二氧化硅在橡胶轮胎中的使用量越来越大。

然而白炭黑表面存在大量的羟基，而且较高比表面积二氧化硅的一次粒径较小，在作为补强剂的应用过程中，容易在橡胶基体中发生团聚，在橡胶基体中的分散性较差，导致白炭黑补强橡胶的能力降低。目前多数厂家多采用降低白炭黑比表面积的方法来提高白炭黑的分散性，但如此方法会导致白炭黑的补强性能降低，尤其是耐磨性能下降，缩短了轮胎的使用寿命。

为了获得最佳补强效果的目的，白炭黑在橡胶中应尽可能均匀分布，而且其分散后的粒子应尽可能的小。为了满足这个要求，必须提高白炭黑与橡胶的结合能力且分散和解聚成很细的粉末，而且还能够完全且均一的分散在橡胶中。

不幸的是，具有相对较高比表面积的二氧化硅，它在橡胶中的耐磨性很好，但分散性能较差，导致应用于轮胎橡胶中会带来加工性能差的后果。

因此，为了获得更好的补强效果，改善白炭黑的分散性能，这对于轮胎橡胶工业的发展具有重要的现实意义和工业价值。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种高分散性白炭黑及其制备方法。本发明提供的白炭黑比表面积较高，分散性能更好。本发明中所述分散性能是指白炭黑在橡胶中的分散性能。本发明提供的制备方法制备工艺简单，具有良好的技术经济性。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种制备白炭黑的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)配制反应底液：将水加热至65℃-99℃，向水中加入水玻璃，再加入乙醇，混合，得到反应底液，配制反应底液的整个过程中温度不变，所述反应底液的水玻璃浓度为0.01mol/L-1.00mol/L；以所述反应底液的总质量为100％计，所述乙醇的质量分数为0.1wt％-5wt％；

(2)反应阶段：向步骤(1)所述反应底液中同时加入酸与水玻璃，混合，进行反应，得到白炭黑悬浮液；整个反应阶段中，反应温度保持恒定，且与步骤(1)所述反应底液的温度相同，保持反应体系的水玻璃浓度恒定，且与步骤(1)所述反应底液中水玻璃的浓度相同；

(3)后酸化阶段：步骤(2)反应结束后，停止向步骤(2)所述白炭黑悬浮液中加入水玻璃，单独加入酸，调节反应体系的pH为3.0-5.0，得到酸化的白炭黑悬浮液；

(4)对步骤(3)所述酸化的白炭黑悬浮液进行固液分离取滤饼，得到所述白炭黑。