[发明专利]一种浅色固体硅烷偶联剂

说明书

本发明属于偶联剂技术领域，涉及一种浅色固体硅烷偶联剂，由10重量份的硅灰石和1‑10质量份的液体硅烷偶联剂混合，搅拌均匀后制备而成，能够等量代替常规的包括以炭黑为载体的固体硅烷偶联剂，通过采用常规的胶料制备工艺制备橡胶制品；其以硅灰石为载体制备浅色固体硅烷偶联剂，能够用于浅色胶料的生产，解决了常规的以炭黑为载体的固体硅烷偶联剂对胶料颜色的污染问题；采用其制备的复合材料的定伸应力、拉伸强度和抗张积系数均有提升，滚动阻力有所下降，并减轻了生产过程中的环保问题，降低了生产成本，使硅烷偶联剂的称量和投料更加方便，在橡胶工业领域具有很好的市场应用价值。

技术领域：

本发明属于偶联剂技术领域，涉及一种浅色固体硅烷偶联剂，以硅灰石为载体，能够制备高性能的橡胶制品。

背景技术：

在橡胶工业中，使用无机填料对复合材料进行填充和补强可以有效提高复合材料的性能，白炭黑和炭黑是常用的补强剂。与橡胶工业中的传统补强剂炭黑相比，经白炭黑补强的橡胶具有滞后损失小、滚动阻力低、抗湿滑性能优异等特点。然而白炭黑的表面具有大量的羟基，表现出较好的亲水性，使其与疏水性的橡胶基体材料相容性较差，同时白炭黑表面含有的大量羟基在氢键作用下极易发生团聚，导致白炭黑在橡胶基体中的分散性差，严重影响复合材料的加工和使用性能。所以需要对白炭黑进行改性，以提高其与橡胶的结合性，改善其在橡胶基体中的分散性，常用的方法是在复合材料中加入硅烷偶联剂进行表面改性。

硅烷偶联剂是一种使用广泛的改性剂，其分子一端可以与填料发生反应，另一端可以与橡胶分子链发生反应，在橡胶与填料之间起到化学架桥的作用，进一步提升天然橡胶的综合性能，所以，硅烷偶联剂被广泛应用在橡胶工业中。

硅烷偶联剂一般呈液体状态，在胶料的混炼过程中不便于称量和投料，同时硅烷偶联剂遇水容易发生水解自聚合反应，严重影响产品质量，在制备过程中还容易残存过多杂质导致发生变色和沉淀的问题，所以往往需要对其进行造粒处理。

造粒处理后得到的固体硅烷偶联剂可以使胶料混炼过程中的称量和投料更加方便，达到一次性投入密炼机中的目的，不需要缓慢投料，同时固体硅烷偶联剂可以有效防止密炼过程中自身的水解自聚合反应，有利于硅烷偶联剂的均匀分散。

目前，广泛应用的造粒工艺是将等质量的炭黑和硅烷偶联剂混合后进行搅拌。然而将采用炭黑造粒的固体硅烷偶联剂颗粒加入到胶料中后，由于炭黑较强的黑度和着色力，胶料几乎不可避免地呈现黑色，同时炭黑的制备过程中存在能耗大、污染严重的问题，炭黑填充的胶料存在不可避免存在生热增加、抗湿滑性能降低的弊端，不符合绿色轮胎胶料配方中炭黑用量减小的趋势，不适应绿色制造的未来发展方向。

硅灰石是一种天然工业矿物，分子式为CaSiO₃，颜色一般呈白色，白度较高，储量丰富，环保无毒，具有良好的热稳定性、耐酸碱性、耐化学腐蚀性、绝缘性，可以用作高聚物复合材料的填料和补强剂，硅灰石填充的橡胶复合材料还具备较低的滚动阻力。因此，以硅灰石为载体制备一种浅色固体硅烷偶联剂，使硅烷偶联剂包覆于硅灰石表面，提高橡胶复合材料的性能，具有良好的发展前景。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，研发设计一种以硅灰石为载体的浅色固体硅烷偶联剂，以白度较高的大长径比的硅灰石为载体，制备固体硅烷偶联剂，进而制备高性能的橡胶制品。

为了实现上述目的，本发明涉及的浅色固体硅烷偶联剂，由10质量份的硅灰石和1-10质量份的液体硅烷偶联剂混合，搅拌均匀后制备而成。

本发明涉及的硅灰石的白度为50-90，中值粒径D50为1-20μm，长径比为1-20:1，结构包括为针状、纤维状和束状；硅烷偶联剂包括但不限于Si69，即双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物，Si75，即双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物，KH-550，即γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

本发明涉及的浅色固体硅烷偶联剂能够等量代替常规的包括以炭黑为载体的固体硅烷偶联剂，通过采用常规的胶料制备工艺制备橡胶制品。