[发明专利]一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅，该水合二氧化硅的性能参数如下：分散等级10、汞渗透孔容≥1.7cm³/g、孔径25‑50nm的孔的孔容占总孔容的比例≥60％。其制备过程包括：制备含外加电解质和表面活性剂的硅酸钠溶液；向制备的硅酸钠溶液中交替加入硫酸和硅酸钠，使反应体系的pH值来回摆动若干次，pH值摆动的终点控制在3‑6，得到的水合二氧化硅浆料经固液分离，得到所述的水合二氧化硅。本发明的水合二氧化硅具有分散等级高、孔容大、孔径分布窄的特点，特别适合作为高性能轮胎的补强剂。

技术领域

本发明属于水合二氧化硅领域，具体涉及一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅及其制备方法。

背景技术

水合二氧化硅为无定形态轻质水合二氧化硅材料，粒子具有大量的微孔结构，其比表面积大，表面富含羟基，具有良好的吸附、阻燃、绝缘、悬浮、振动液化、触变性等特性。水合二氧化硅用于高性能子午线轮胎可降低滚动阻力，节约燃料消耗，改善抗湿滑性能，提高车辆安全性能。为满足轮胎工业发展的需要，非常期望能获得分散等级高、孔容大、孔径分布窄的水合二氧化硅。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅。

本发明的另一目的在于提供一种制备上述高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅，该水合二氧化硅的性能参数如下：分散等级10、汞渗透孔容≥1.7cm³/g、孔径25-50nm的孔的孔容占总孔容的比例60～85％。

更优选地，汞渗透孔容1.7～2.0cm³/g、孔径25-50nm的孔的孔容占总孔容的比例≥60％。

本发明优选地技术方案之一，所述水合二氧化硅的SiO₂含量以干基计≥92％。

本发明优选地技术方案之一，所述水合二氧化硅的总铁含量≤400mg/Kg、总铜含量≤5mg/Kg、总锰含量≤20mg/Kg。

上述水合二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备含外加电解质和表面活性剂的硅酸钠溶液；

(2)向步骤(1)的硅酸钠溶液交替加入硫酸和硅酸钠，使反应体系的pH值来回摆动若干次，pH值摆动的终点控制在3-6，得到水合二氧化硅浆料；

(3)步骤(2)的水合二氧化硅浆料经固液分离，得到所述的水合二氧化硅。

本发明优选地技术方案之一，所述外加电解质为硫酸钠。

更优选，步骤(1)中所述外加电解质的浓度为20～200g/L。

本发明优选地技术方案之一，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠。

更优选地，步骤(1)中所述表面活性剂的浓度为1～10g/L，和/或所述硅酸钠浓度为10～30wt％。

本发明优选地技术方案之一，步骤(2)中，反应体系的pH值在碱性与酸性之间来回摆动，且来回摆动的pH值差值逐步变大。

一种轮胎用橡胶组合物，包括橡胶以及补强剂，所述补强剂为如上所述的水合二氧化硅。

上述的轮胎用橡胶组合物具有如下力学性能：300％定伸应力≥5.5MPa、拉伸强度≥19.0MPa、扯断伸长率≥550％。