[发明专利]一种裂解炭黑的改性方法及其应用

说明书

本发明提供了一种裂解炭黑的改性方法，其包括：利用搅拌结合超声手段，将纤维素浆料用水稀释，制备稀释的纤维素浆料溶液；向所得稀释的纤维素浆料溶液中，加入裂解炭黑，搅拌，研磨，获得均一的裂解炭黑/纤维素杂化材料分散液；将所得裂解炭黑/纤维素杂化材料分散液进一步用水稀释，搅拌，干燥，获得杂化复合材料粉末，即为改性的裂解炭黑。通过本发明的裂解炭黑的改性方法所获得的杂化材料尺寸较小，在橡胶中分散更均匀，具有优异的补强效果，且工艺简单，环境友好，适合大规模工业化应用。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种裂解炭黑的改性方法及其在橡胶制备中的应用。

背景技术

交通运输业的迅猛发展，给人们的生产生活带来极大的便利，但随之而来废轮胎的产量越来越多，在业内称为黑色污染，其回收和处理一直是世界性难题。

中国是废旧轮胎产量最多的国家之一，2018年乘用车废旧轮胎量达到了1400多万吨，回收率不足51％。因此废轮胎的回收利用就显得尤为重要，现有废轮胎回收处理包括轮胎翻新，粉碎生产胶粉，脱硫生产再生胶，热裂解等，其中热裂解被业界认为是最有效的。通过热裂解处理，可将废轮胎裂解为固、液、气三种状态的产品，实现裂解产物的综合利用，其中裂解炭黑占裂解产物总量的35％，如何对其高效合理地利用是整个回收过程至关重要的一步。

裂解炭黑由于表面灰分和碳质沉积物的含量高，粒径不均匀，结构度低，表面活性差，因此对橡胶的补强效果不好。现有的炭黑改性方法有去灰分处理(酸洗，碱洗，高温熔盐处理)、等离子体改性、超临界改性、辐射改性、表面接枝改性(钛酸酯偶联剂，丙烯酸等等)、超细粉碎改性等，但这些处理方法存在废液量大、环境污染严重、设备投资大、改性效果不稳定、改性过程繁琐等问题，不利于工业化，难以实现裂解炭黑高效合理的利用。

发明内容

发明目的

为克服传统裂解炭黑改性技术的不足，本发明的目的在于提供一种裂解炭黑的改性方法，以及其在橡胶生产中的应用；本申请的裂解炭黑的改性方法中所获得的杂化材料尺寸较小，在橡胶中分散更均匀，具有良好的补强效果，且工艺简单，环境友好，适合大规模工业化应用。

解决方案

为实现本发明目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种裂解炭黑的改性方法，其包括：

(1)利用搅拌结合超声手段，将纤维素浆料用水稀释，制备稀释的纤维素浆料溶液；

(2)向步骤(1)所得稀释的纤维素浆料溶液中，加入裂解炭黑，搅拌，研磨，获得均一的裂解炭黑/纤维素杂化材料分散液；

(3)将步骤(2)获得的裂解炭黑/纤维素杂化材料分散液进一步用水稀释，搅拌，干燥，获得杂化材料粉末，即为改性的裂解炭黑。

对于上述改性方法：

在优选的具体实施方案中，步骤(1)中，所述纤维素浆料为微纤化纤维素浆料，优选固含量为3.0～3.8％的微纤化纤维素浆料；

优选地，所述超声条件为：总时间30-40min，功率900w，温度25℃；

优选地，所述稀释的纤维素浆料水溶液的浓度为1.5％-2.5％，优选为1.5％-2％。

优选地，在步骤(2)之前，还包括将步骤(1)所得稀释的纤维素浆料溶液进行改性处理的步骤，优选地，所述改性处理通过使用硅烷偶联剂进行；进一步优选地，所述硅烷偶联剂为Si69。

在优选的具体实施方案中，步骤(2)中，所述裂解炭黑为废轮胎裂解炭黑；