[发明专利]一种改性白炭黑的制备方法

说明书

本发明公开一种改性白炭黑的制备方法，包括以下步骤：将水玻璃配制成硅质量浓度为5～30g/L的溶液A；向上述溶液A中加入表面活性剂，得到溶液B；将上述溶液B的pH调节至8～12，陈化后得到硅凝胶C；将上述硅凝胶C用无水乙醇冲洗，经干燥得到改性白炭黑。本发明通过湿法改性将表面活性剂改性到白炭黑表面，所得白炭黑具有良好的疏水性和比表面积；本发明的方法简单、改性时间短，改性污染小，改性剂用量少。

技术领域

本发明涉及橡胶添加剂的制备技术领域，尤其涉及一种改性白炭黑的制备方法。

背景技术

白炭黑即非晶态二氧化硅。又名水合二氧化硅。分子式为SiO₂·nH₂O。是一种白色、无毒、无定型微细粉状物，其具有多孔性、高分散、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧和电绝缘性好等优异性能。白炭黑在橡胶工业中主要用作补强剂和改性剂，其补强效果优于炭黑以外的其它补强填充剂。白炭黑还是塑料、造纸、农药、涂料、油墨等行业的原材料。由于白炭黑产品的表面富含硅羟基导致白炭黑表现出亲水的特性，难以在橡胶中分散，因此需要将白炭黑表面进行改性改变其表面性质。

目前橡胶行业白炭黑的改性剂大多是利用硅烷偶联剂对白炭黑产品进行改性，但是硅烷偶联剂属于有机物，与无机物改性时反应条件困难，反应时间过长，而且改性剂和有机溶剂的浪费严重。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种改性白炭黑的制备方法，用以解决现有技术中改性白炭黑的制备过程繁琐、浪费药剂的技术问题。本发明通过在白炭黑制备的过程中加入改性剂使得白炭黑的制备过程和改性过程同时进行，简化了工艺并且缩短了反应时间。

本发明提供了一种改性白炭黑的制备方法，包括以下步骤：

S1将水玻璃配制成硅质量浓度为5～30g/L的溶液A；

S2向上述溶液A中加入表面活性剂，得到溶液B；

S3将上述溶液B的pH调节至8～12，陈化后得到硅凝胶C；

S4将上述硅凝胶C用无水乙醇冲洗，经干燥得到改性白炭黑。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过湿法改性将表面活性剂改性到白炭黑表面，所得白炭黑具有良好的疏水性和比表面积；

本发明的方法简单、改性时间短，改性污染小，改性剂用量少。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种改性白炭黑的制备方法，包括以下步骤：

S1将水玻璃配制成硅质量浓度为5～30g/L的溶液A；

S2向上述溶液A中加入表面活性剂，得到溶液B；

S3将上述溶液B的pH调节至8～12，陈化后得到硅凝胶C；

S4将上述硅凝胶C用无水乙醇冲洗，经干燥得到改性白炭黑。

本发明通过在硅凝胶的制备过程中加入表面活性剂，无需单独采用改性剂对白炭黑进行改性，有利于减少改性剂和有机溶剂的用量，减少反应工序、缩短反应时间。

本发明的步骤S2中，选用的表面活性剂为水溶性有机酸盐。本发明通过采用水溶性有机酸盐将烷基与白炭黑表面的硅羟基结合从而在白炭黑表面接枝有机碳链从而达到疏水的效果。进一步地，选用的表面活性剂为烷基磺酸盐。更进一步地，选用的表面活性剂为C₁₂～C₁₆的烷基磺酸盐。例如，表面活性剂可以为十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠等。