[发明专利]一种适用于冬季轮胎的高分散二氧化硅的制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于冬季轮胎的高分散二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：在合成釜中加入液体硅酸钠，搅拌升温；向合成釜中加入工艺用水，将液体硅酸钠进行稀释；向合成釜加入稀硫酸，调整pH值；升温，向混合液体中同时加入浓硫酸和硅酸钠，进行合成反应；停止加入硅酸钠，继续加入浓硫酸，调整PH值；停止加入浓硫酸，调整温度，制得浆料；将浆料进行洗涤、过滤，制浆；浆料经喷雾干燥设备进行快速高温干燥，得到二氧化硅产品。本发明提供了一种粒度级配均匀且高分散性的低比表面积二氧化硅的制备方法，产品微粒比表面积低，分散性能优越的高分散二氧化硅。

技术领域

本发明属于二氧化硅的制备方法，特别涉及一种适用于冬季轮胎的高分散二氧化硅的制备方法。

背景技术

在目前的轮胎中，按适用季节和温度常分为夏季胎、冬季胎和四季胎。但是，由于目前技术限制，大多数知名汽车轮胎生产企业主要开发夏季轮胎与四季胎，原因在于当气温降至7℃以下时，轮胎常因胎面过硬导致抓地能力变差，刹车性能严重受到影响，威胁行车安全。由于冬季轮胎对于胎面与地面接触状态、橡胶及配合剤的指标要求较为苛刻，并且冬季胎较为柔软，其较弱的耐磨性导致使用寿命较夏季及四季轮胎短，是目前冬季轮胎面临的主要问题。

冬季轮胎生产需要对橡胶配方进行专门的设计，使胎面硬度适中，在冰雪路面依然具备较高的抓地能力，极大提升行车安全。因此在冬季轮胎橡胶配方中，需考虑如何改善二氧化硅与胶料的结合能力，以改变轮胎胎面的滚动阻力，降低胶料的门尼粘度，提高胶料的定伸强度。目前冬季轮胎生产需考虑如何提高二氧化硅在胶料中的分散性，并可以使胶料在较宽温度范围下保持柔软和良好的弹性。这就对用于冬季轮胎的二氧化硅的某些性能指标提出了特殊要求，如比表面积，BET、CTAB表面积都要低，但同时要求两者要保持较小的差值，以保证轮胎性能达标的同时，还要使得轮胎加工性能优越。冬季轮胎用高分散性二氧化硅生产技术和市场目前大多被索尔维、德固赛等西方国际巨头掌握，急需国产化。

发明内容

本发明的目的在于，根据冬季轮胎的使用特点，利用现有的二氧化硅生产装备，设计全新的制造工艺，提供一种粒度级配均匀且高分散性的低比表面积二氧化硅生产技术，产品微粒比表面积低，分散性能优越的高分散二氧化硅的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种适用于冬季轮胎的高分散二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：

(1)在合成釜中加入液体硅酸钠，搅拌升温；

(2)向合成釜中加入工艺用水，将液体硅酸钠进行稀释；

(3)向合成釜加入稀硫酸，调整pH值；

(4)升温，向步骤(3)中的混合液体中同时加入浓硫酸和硅酸钠，进行合成反应；

(5)停止加入硅酸钠，继续加入浓硫酸，调整PH值；

(6)停止加入浓硫酸，调整温度，制得浆料；

(7)将浆料送至压滤机进行洗涤、过滤，制得的料饼；

(8)将料饼输送至制浆机进行精制，制得浓浆料；

(9)浓浆料经喷雾干燥设备进行快速高温干燥，一次性形成二氧化硅产品。

更进一步地，步骤(1)所述液体硅酸钠的浓度为25～40波美度，，搅拌速率为22～60r/min，升温后温度为56～70℃。

更进一步地，步骤(2)所述工艺用水电导率≤500μs/cm，稀释后的硅酸钠的浓度为15～20波美度。

更进一步地，步骤(3)所述稀硫酸的质量分数为10～35％，所述稀硫酸的加入速度为20～30m3/h，调整后的pH值为9～11。