[发明专利]一种高分散二氧化硅的生产方法

说明书

本发明提供了一种高分散二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：混合硅酸钠水溶液与醇水混合液，得到初混液；混合改性有机溶液与初混液，得到混合液；所得混合液与酸液混合至pH值为6‑6.5，陈化，得到初沉液；混合引发剂与初沉液，滴加酸液调节pH值至4.5‑5，沉淀反应后进行固液分离，得到包覆改性二氧化硅；热处理包覆改性二氧化硅，得到所述高分散二氧化硅。本发明通过在硅酸钠水溶液中添加改性有机溶液，实现改性有机溶液中有机物对二氧化硅的包覆改性，避免二氧化硅沉淀过程中的过分聚集，从而使其兼具高比表面积的条件下，具有良好的分散性能。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种二氧化硅的生产方法，尤其涉及一种高分散二氧化硅的生产方法。

背景技术

在低碳、绿色和环保已经成为全社会共识的背景下，汽车轮胎行业需要积极适应这一趋势，因此对轮胎性能的要求也越来越高。这就对轮胎的抗湿滑性能、耐磨性以及滚动阻力提出了更高的要求，即轮胎胎面在具有良好的抗湿滑性能的同时，还需要具有优异的耐磨性能以及较低的滚动阻力。

纳米二氧化硅作为补强填料用于轮胎胎面，能使轮胎的抗湿滑性能、耐磨性以及滚动阻力获得明显的平衡，在制备节能环保的绿色轮胎时，纳米二氧化硅材料是难以替代的。

现有技术中，使用沉淀法制备得到的二氧化硅普遍存在耐磨性能较差的问题，二氧化硅作为补强剂应用到轮胎橡胶中，可以大幅度降低轮胎的滚动阻力，但如果大幅度降低轮胎的耐磨性能，则会限制二氧化硅在轮胎橡胶中的使用。提高二氧化硅的比表面积，但由于二氧化硅表面羟基的影响，这种方法会大幅度降低二氧化硅的分散性，门尼粘度也会大幅度增加，同时硫化速率减慢，从而影响轮胎的加工性能。

CN 106829975A公开了一种绿色轮胎用高分散白炭黑的制备方法，采用硅酸钠与浓硫酸反应，经压滤、洗涤、制浆、压力喷雾干燥后得到；操作时先精制硅酸钠溶液，再用凝胶-溶胶法进行合成反应，水、精制好的硅酸钠溶液和浓硫酸按体积比100:(50-65):(3-5)配制，合成反应时间90-110min，反应过程pH值10-11，反应结束后陈化10-15min，然后加浓硫酸使pH值4.5-5，继续陈化20-60min后移至中间槽；在滤饼制浆过程中加入内聚能控制NaHSO₄以提高白炭黑的分散性；但其所得白炭黑的分散性能有待进一步提高。

CN 111073080A公开了一种高耐磨绿色轮胎用橡胶组合物及其制备方法，其采用邻苯二甲酸二酯对纳米白炭黑粒子表面进行接枝处理，包覆在纳米白炭黑粒子表面形成一种连接强度高、阻碍性高的硬壳来隔离纳米白炭黑，然后再用有机二元酸对溶聚丁二胶浆进行接枝处理，最后将高分散纳米白炭黑、接枝溶聚丁苯胶浆和溶聚丁苯胶浆直接混合、凝聚，制备得到高耐磨绿色轮胎胎面的橡胶组合物。其直接对纳米白炭黑进行改性，并未对制备纳米白炭黑的方法进行改进，因此提升二氧化硅分散性能的作用有限。

CN 111073076A公开了一种绿色轮胎用抗湿滑橡胶组合物及其制备方法，其首先对烷基酚聚氧乙烯醚和硅烷偶联剂进行共聚反应，其生成产物有机硅/烷基酚聚氧乙烯醚共聚物对纳米白炭黑粒子表面进行多点锚固改性，而后对溶聚丁苯胶浆进行酰化处理，最后包覆在纳米白炭黑粒子表面形成一种连接强度高的阻隔层，最后与溶聚丁苯胶浆直接混合、凝聚来制备用于抗湿滑轮胎胎面的橡胶组合物。其同样直接对纳米白炭黑进行改性，并未对制备纳米白炭黑的方法进行改进，因此提升二氧化硅分散性能的作用有限。

因此，需要提供一种能够有效改善轮胎胎面抗湿滑性能、耐磨性以及滚动阻力的高分散二氧化硅的制备方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高分散二氧化硅的制备方法，所述制备方法得到的高分散二氧化硅具有较高的比表面积，且不会因为比表面积的升高导致其分散性能降低，用于轮胎胎面时，能够使轮胎具有良好的抗湿滑性能、耐磨性以及滚动阻力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：