[发明专利]一种改性二氧化硅的方法、改性二氧化硅及应用

说明书

本发明公开了一种改性二氧化硅的方法、改性二氧化硅及应用。方法包括：采用改性剂对二氧化硅粉末进行改性；所述改性剂为化合物A，或者化合物A和硅烷偶联剂；所述化合物A的结构式为：其中，W+X+Y+Z＝n，n的值在4‑30之间，式中R1为烷基链段结构、直链或支链结构、脂肪酸结构、芳香族结构、或是具有可与橡胶不饱和键反应的基团的杂链结构。本发明改性白炭黑时产生小分子有机物明显减少，甚至可以做到没有任何VOC排放，有利于环境的保护，并且价格便宜没有毒性。

技术领域

本发明涉及无机粉体改性技术领域，进一步地说，是涉及一种改性二氧化硅的方法、改性二氧化硅及应用。

背景技术

近几年，随着石油危机的爆发，以石油为原料制备的炭黑价格越来越高，并且在生产过程中污染程度高、能源消耗大，使其应用范围受到了极大的限制。白炭黑是纳米二氧化硅的俗称，不仅可以保证轮胎的使用寿命与良好的机械性能，还具有优异的抗湿滑性能，低的滚动阻力和良好的耐磨性，即所谓的“绿色轮胎”。但白炭黑表面存在着大量的羟基基团。羟基间的相互吸引导致了二氧化硅粒子间的聚集，这严重影响了白炭黑的应用。因此，白炭黑要想进一步被应用，对其进行表面改性是必要的，目前市场上主要以硅烷偶联剂进行改性，硅烷偶联剂的通式可以表示为R-SiZ_n，其中Z代表烷氧基,R代表有机基团，在改性白炭黑时，烷氧基可以和表面羟基作用，有机基团可以和橡胶分子链发生反应，以起到偶联桥作用，但是硅烷偶联剂在改性过程中，会产生小分子的乙醇有机物，从而对环境造成污染。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种改性二氧化硅的方法、改性二氧化硅及应用。本发明改性白炭黑时产生小分子有机物明显减少，甚至可以做到没有任何VOC排放，有利于环境的保护，并且价格便宜没有毒性。

本发明的目的之一是提供一种改性二氧化硅的方法。

包括：

改性剂与二氧化硅粉末混合研磨加热，得到改性二氧化硅；

所述改性剂为化合物A，或者化合物A和硅烷偶联剂；

所述化合物A的结构式为：

其中，W+X+Y+Z＝n，n的值在4-30之间，式中R1为烷基链段结构、直链或支链结构、脂肪酸结构、芳香族结构、或是具有可与橡胶不饱和键反应的基团的杂链结构。

其中，

所述化合物A优选为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯

所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯优选为聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯20山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯中的一种或组合。

化合物A和硅烷偶联剂的用量比为1：5～5：1，优选为1：2～2：1。

改性剂的用量为白炭黑质量的0.1％～100％；优选为0.1％～50％，更优选为1％～20％。

本发明的目的之二是提供一种由所述方法得到的改性二氧化硅。

本发明的目的之三是提供一种改性二氧化硅在橡胶组合物中的应用。

本申请采用的改性剂化合物A，