一种炭黑湿法处理制备浆液的方法技术

本发明专利技术涉及炭黑浆液制备技术领域，公开了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法。该制备方法采用剪切机将去离子水与改性剂剪切，使去离子水带有疏水基团，将带有疏水基团的去离子水和炭黑共混，然后采用超声波超声、搅拌和乳化，形成炭黑浆液。该制备方法既可以使炭黑很好地分散于橡胶中，又表现出纳米材料的特性；本发明专利技术制备的炭黑浆液能够作为各种染色需要的黑色水溶性环保型炭黑浆料，可保持炭黑浆料的长期存放，无沉淀。

A method for preparing slurry by wet process of carbon black

The invention relates to the technical field of carbon black slurry preparation, and discloses a method for preparing slurry by carbon black wet treatment. The preparation method uses the shearing machine to cut deionized water and modifier, make deionized water with hydrophobic group, blend deionized water with hydrophobic group and carbon black, and then use ultrasonic ultrasonic, stirring and emulsification to form carbon black slurry. The preparation method can not only disperse carbon black well in rubber, but also show the properties of nanomaterial. The carbon black slurry prepared by the invention can be used as a black water-soluble and environment-friendly carbon black slurry needed for various dyeing, and can keep the long-term storage and no precipitation of the carbon black slurry.

【技术实现步骤摘要】
一种炭黑湿法处理制备浆液的方法
本专利技术涉及炭黑浆液的制备方法，特别涉及一种炭黑湿法处理制备浆液的方法。
技术介绍
炭黑由炭组成，但通常被定为无机颜料类，炭黑是烃类经气相不完全燃烧或热烈解而成的黑色粉末状物质，由于生产工艺的不同，通过不同的工艺条件可得到各种性质不同的产品，按炭黑性能区分有"补强炭黑"、"导电炭黑"、"耐磨炭黑"等，也可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。目前，橡胶的湿法混炼技术日益成熟，并涌现了一些产品，并且湿法混炼是提高轮胎绿色性能的重要途径之一，普通的炭黑粒径越小其力学性能越好、表面积越大会导致其越难分散，而分散不好就会导致其发挥不出应有的性能或者导致其应用的范围受限，现有技术中还没有有效的湿法处理将炭黑制成浆液提高炭黑的分散性能。另外，染色需要的各种色素炭黑都是粒状或粉状，用户使用时需把炭黑、各种助剂(提高分散、流动性)、化工溶液等混合在一起进行研磨，最终形成黑色浆料，但是现有技术中的很多助剂和化工溶液很多是非环保物质，且研磨过程也增加产品成本及影响环境。因此，提供一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，将炭黑制备成可直接使用的黑色染料浆液，或者提高炭黑的分散性能，具有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中的炭黑的分散性能差、炭黑染色存在不环保的技术问题，本专利技术提供了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，具体包括如下步骤：(1.1)在室温下，采用剪切机将去离子水与改性剂剪切，使去离子水带有疏水基团，所述改性剂在去离子水中的质量浓度为1-5％，所述改性剂为硼酸脂、甲基乙烯酸脂、铝酸酯、钛酸酯或磷酸酯中的一种或几种；(1.2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以20:1-5:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声完成后的搅拌带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；(1.3)将表面带有亲水基团的炭黑进行乳化，乳化完成后得到表面均有流动性、且无炭黑沉积、无炭黑颗粒存在的炭黑浆液。在所述步骤(1.1)中，剪切速度为1500-2000r/min，剪切时间为10-20min。在所述步骤(1.2)中，超声时间15-20min，搅拌转速为1000r/min。在所述步骤(1.3)中，乳化速度为3000r/min，乳化时间为20-30min。本专利技术提供了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，其有益效果在于：一方面，本专利技术制备的炭黑浆液能够使炭黑能很好地分散在橡胶中，炭黑在橡胶中分散的越均匀，越能表现出炭黑纳米材料的特性，而普通的炭黑力学性能越好其粒径越小、表面积越大从而导致其越难分散，而分散不好就会导致其发挥不出应有的性能或者导致其应用的范围受限，本炭黑浆液很好地改善了这一缺点，既可以使炭黑很好地分散于橡胶中，又表现出纳米材料的特性；另一方面，在非橡胶领域的炭黑色素的应用方面，本专利技术制备的炭黑浆液能够作为各种染色需要的黑色水溶性环保型炭黑浆料，炭黑浓度在5-30％或5％以下的，均可通过添加蒸馏水实现任意浓度的调节，只需要通过低速搅拌，可保持炭黑浆料的长期存放，无沉淀。具体实施方式本专利技术公开了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术当中。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1(1)采用高速剪切机在室温的情况下将去离子水与硼酸脂1％的质量浓度高速剪切，剪切速度为1500r/min，剪切时间为10min，使去离子水带有疏水基团；(2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以20:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声时间15min，超声完成后将带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物用高速搅拌机搅拌，转速为1000r/min，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；(3)将带有亲水基团的炭黑采用乳化机进行乳化，乳化速度为3000r/min，乳化时间为30min，乳化完成后得到炭黑浆液。实施例2(1)采用高速剪切机在室温的情况下将去离子水与甲基乙烯酸脂按1％的质量浓度高速剪切，剪切速度为2000r/min，剪切时间为10min，使去离子水带有疏水基团；(2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以10:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声时间15min，超声完成后将带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物用高速搅拌机搅拌，转速为1000r/min，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；(3)将带有亲水基团的炭黑采用乳化机进行乳化，乳化速度为3000r/min，乳化时间为20min，乳化完成后得到炭黑浆液。实施例3(2)采用高速剪切机在室温的情况下将去离子水与硼酸脂和磷酸酯的混合物以3％的质量浓度高速剪切，剪切速度为1800r/min，剪切时间为15min，使去离子水带有疏水基团；(2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以5:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声时间18min，超声完成后将带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物用高速搅拌机搅拌，转速为1000r/min，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；(3)将带有亲水基团的炭黑采用乳化机进行乳化，乳化速度为3000r/min，乳化时间为25min，乳化完成后得到炭黑浆液。实施例4将实施例1的改性剂硼酸脂改为常用的硅烷化试剂，将制得的炭黑浆液的样品和实施例1的炭黑浆液应用到成品橡胶中，成品橡胶的配方除了炭黑浆液，其他成分均一样，对制备得到的成品橡胶的性能作试验对比，对比结果见表1。表1成品橡胶的性能对比表1数据实现，本专利技术采用的改性剂改性的炭黑浆液应用到橡胶成品的中，得到的橡胶成品无论从拉伸强度、100％M、300％M、耐磨性还是撕裂性都全面优于现有技术中常用的硅烷改性剂改性的炭黑橡胶成品。并且本专利技术制备的炭黑浆液能够作为各种染色需要的黑色水溶性环保型炭黑浆料，炭黑浓度在5-30％或5％以下的，均可通过添加蒸馏水实现任意浓度的调节，只需要通过低速搅拌，可保持炭黑浆料的长期存放而不产生沉淀。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1.1)在室温下，采用剪切机将去离子水与改性剂剪切，使去离子水带有疏水基团，所述改性剂在去离子水中的质量浓度为1‑5％，所述改性剂为硼酸脂、甲基乙烯酸脂、铝酸酯、钛酸酯或磷酸酯中的一种或几种；(1.2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以20:1‑5:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声完成后的搅拌带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；(1.3)将表面带有亲水基团的炭黑进行乳化，乳化完成后得到表面均有流动性、且无炭黑沉积、无炭黑颗粒存在的炭黑浆液。

【技术特征摘要】
1.一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1.1)在室温下，采用剪切机将去离子水与改性剂剪切，使去离子水带有疏水基团，所述改性剂在去离子水中的质量浓度为1-5％，所述改性剂为硼酸脂、甲基乙烯酸脂、铝酸酯、钛酸酯或磷酸酯中的一种或几种；(1.2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以20:1-5:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声完成后的搅拌带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；(1.3)将表面带有亲水基团的炭黑进行乳化，乳化完成后得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，安鲁，
申请(专利权)人：青岛黑猫炭黑科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东,37