一种炭黑的表面改性方法技术

本发明专利技术公开了一种炭黑的表面改性方法，包括以下原料：去离子水、炭黑、催化剂和乙烯丙烯乙烯醇共聚物。本发明专利技术有效的改善炭黑的应用性能，实现对于炭黑黑度、蓝相、分散性等方面指标的改善，并可以提升炭黑在水性应用体系的性能，通过接枝反应，可以有效的改善炭黑的表面性质，进而改善炭黑的应用性能；反应易于实施和控制，无副产物，产品便于提纯干燥；乙烯丙烯乙烯醇共聚物产品分子结构可以调节，从而为接枝后的炭黑提供不同的特殊性能；乙烯丙烯乙烯醇共聚物产品可以循环利用，有助于降低成本，保护环境；整个反应过程，各种原料腐蚀性低，对反应系统要求低；反应体系适应能力强，便于根据应用效果调整反应参数。据应用效果调整反应参数。

【技术实现步骤摘要】
一种炭黑的表面改性方法


[0001]本专利技术涉及食品生产
，具体为一种炭黑的表面改性方法。

技术介绍

[0002]炭黑的主要成分是碳，其原生粒子的尺寸在10～100nm之间，具有优良的橡胶补强、着 色、导电以及紫外线吸收功能，在很多领域具有不可替代的作用。同时，由于炭黑的原生 粒径小到纳米级别，表面能极大，粒子间自聚作用强烈，难以分散均匀。因此，生产者与 使用者都对炭黑的表面性质与表面改性做了大量的研究。目前，炭黑的主要改性方法主要 有后处理氧化、表面活性剂处理、聚合物接枝等。其中，炭黑表面接枝技术日益受到人们 的关注。
[0003]炭黑接枝是指依靠不可逆的化学作用，将高分子化合物连接到炭黑表面上的过程。以 此获得的改性炭黑产品称为接枝改性炭黑。接枝后的炭黑除有炭黑的原有性质外，还具备 了接枝高分子的一些特殊性质，如分散性、交联能力、生物和亲水亲油性等。接枝改性从 炭黑的表面官能团出发，通过化学和物理反应将聚合物或单体接枝到炭黑表面，从而赋予 炭黑新的性能。随着这方面研究的深入，对接枝炭黑的高分子进行结构设计，以制备特殊 结构的接枝炭黑从而改善炭黑的应用性能方面的工作也取得了一定的进展。。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种炭黑的表面改性方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问 题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种炭黑的表面改性方法，包括以下重量份数的原料：去离子水150
‑
250份、炭黑 50
‑
150份、催化剂1
‑
10份和乙烯丙烯乙烯醇共聚物50
‑
200份；
[0007]制备工艺具体包括如下步骤：
[0008]S1：按重量份数称取各原料；
[0009]S2：在反应釜中加入去离子水、炭黑、催化剂和乙烯丙烯乙烯醇共聚物；
[0010]S3：在60rpm的转速下进行反应，利用油浴加热保持反应温度60
‑
270℃，反应0.5
‑
24h 之后，停止加热；
[0011]S4：利用抽滤机将炭黑过滤出来，烘干之后得到接枝炭黑产品；
[0012]S5：滤液蒸干后，其中的乙烯丙烯乙烯醇共聚物进行回收；
[0013]乙烯丙烯乙烯醇共聚物包括如下分子结构：
[0014][0015][0016]作为优选，如下结构的乙烯乙烯醇共聚物：
的烷基、苯基或C6
‑
C12的芳基，更进一步的，R为C1
‑
C6的烷基或苯基。
[0028]作为优选，如下结构的乙烯丙烯乙烯醇共聚物：
[0029][0030]其分子式中，x+y大于z，进一步的，分子式中，x+y＞3z。
[0031]作为优选，炭黑采用黑钰炭黑。
[0032]作为优选，催化剂为酸性物质，且催化剂的用量是炭黑用量的0.1
‑
12％，具体为浓度 为98％硫酸、浓度为98％对甲苯磺酸、浓度为98％三氟甲基磺酸、浓度为99％甲基磺酸、浓 度为90％甲酸、浓度为99.5％冰醋酸、浓度为99.5％三氟乙酸和浓度为85％磷酸。
[0033]作为优选，乙烯丙烯乙烯醇共聚物的纯度大于99％，且乙烯丙烯乙烯醇共聚物的用量 是炭黑用量的6
‑
240％。
[0034]作为优选，反应釜采用顶部带有冷凝器的反应釜。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0036]1、本专利技术的炭黑的表面改性方法中，有效的改善炭黑的应用性能，实现对于炭黑黑 度、蓝相、分散性等方面指标的改善，并可以提升炭黑在水性应用体系的性能。同时，本 专利技术的方法易于实施，可以大规模生产。
[0037]2、本专利技术的炭黑的表面改性方法中，通过接枝反应，可以有效的改善炭黑的表面性 质，进而改善炭黑的应用性能；反应易于实施和控制，无副产物，产品便于提纯干燥；乙 烯丙烯乙烯醇共聚物产品分子结构可以调节，从而为接枝后的炭黑提供不同的特殊性能； 乙烯丙烯乙烯醇共聚物产品可以循环利用，有助于降低成本，保护环境；整个反应过程， 各种原料腐蚀性低，对反应系统要求低；反应体系适应能力强，便于根据应用效果调整反 应参数，为客户定制相应的产品。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本专利技术保护的范围。
[0039]本专利技术提供以下技术方案：
[0040]一种炭黑的表面改性方法，包括以下重量份数的原料：去离子水150
‑
250份、炭黑 50
‑
150份、催化剂1
‑
10份和乙烯丙烯乙烯醇共聚物50
‑
200份；
[0041]本专利技术的改性方法具体包括如下步骤：
[0042]S1：按重量份数称取各原料；
[0043]S2：在反应釜中加入去离子水、炭黑、催化剂和乙烯丙烯乙烯醇共聚物；
[0044]S3：在60rpm的转速下进行反应，利用油浴加热保持反应温度60
‑
270℃，反应0.5
‑
24h 之后，停止加热；
[0045]S4：利用抽滤机将炭黑过滤出来，烘干之后得到接枝炭黑产品；
[0046]乙烯丙烯乙烯醇共聚物包括如下分子结构：
[0047][0048][0049]如下结构的乙烯乙烯醇共聚物：
的烷基、苯基或C6
‑
C12的芳基，更进一步的，R为C1
‑
C6的烷基或苯基。
[0061]如下结构的乙烯丙烯乙烯醇共聚物：
[0062][0063]其分子式中，x+y大于z，进一步的，分子式中，x+y＞3z。
[0064]值得说明的是，炭黑采用黑钰炭黑。
[0065]具体的，催化剂为酸性物质，且催化剂的用量是炭黑用量的0.1
‑
12％，具体为浓度为 98％硫酸、浓度为98％对甲苯磺酸、浓度为98％三氟甲基磺酸、浓度为99％甲基磺酸、浓度 为90％甲酸、浓度为99.5％冰醋酸、浓度为99.5％三氟乙酸和浓度为85％磷酸。
[0066]进一步的，乙烯丙烯乙烯醇共聚物的纯度大于99％，且乙烯丙烯乙烯醇共聚物的用量 是炭黑用量的6
‑
240％。
[0067]此外，反应釜采用顶部带有冷凝器的反应釜。
[0068]本专利技术实施例如下，且在本专利技术实施例中，利用溶剂型涂料、水性涂料、溶剂型油墨 和水性油墨应用体系检测炭黑在改性前后的应用性能的改进。
[0069]以下实施例所用乙烯丙烯乙烯醇共聚物原料，均通过上海成捷化学有限公司定制合 成，纯度以核磁共振无杂峰为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炭黑的表面改性方法，其特征在于：包括以下重量份数的原料：去离子水150
‑
250份、炭黑50
‑
150份、催化剂1
‑
10份和乙烯丙烯乙烯醇共聚物50
‑
200份；改性方法具体包括如下步骤：S1：按重量份数称取各原料；S2：在反应釜中加入去离子水、炭黑、催化剂和乙烯丙烯乙烯醇共聚物；S3：在60rpm的转速下进行反应，利用油浴加热保持反应温度60
‑
270℃，反应0.5
‑
24h之后，停止加热；S4：利用抽滤机将炭黑过滤出来，烘干之后得到接枝炭黑产品；S5：滤液蒸干后，其中的乙烯丙烯乙烯醇共聚物进行回收；所述乙烯丙烯乙烯醇共聚物包括如下分子结构：
2.根据权利要求1所述的炭黑的表面改性方法，其特征在于：所述如下结构的乙烯乙烯醇共聚物：其中，乙烯乙烯醇共聚物的分子量范围为250到6800，进一步的，分子式中x+y＞z，更进一步的，分子式中x+y＞2z。3.根据权利要求1所述的炭黑的表面改性方法，其特征在于：所述如下结构的乙烯乙烯醇共聚物：
其中，乙烯丙烯乙烯醇共聚物的分子量范围为300到7500，进一步的，分子式中x+y＜z，更进一步的，2(x+y)＜z。4.根据权利要求1所述的炭黑的表面改性方法，其特征在于：所述如下结构的乙烯丙烯乙烯醇共聚物：其中，乙烯丙烯乙烯醇共聚物的分子量范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锋锐，朱紫阳，高毅，徐强，张源源，
申请(专利权)人：安徽黑钰颜料新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：