一种改性白炭黑及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性白炭黑及其制备方法，属于白炭黑制备技术领域。本发明专利技术在改性白炭黑的制备过程中加入了十六烷基三甲基溴化铵和正辛基三乙氧基硅烷协同发挥作用，降低了白炭黑的表面能，提高了同聚合物的相容性，更有效的提高改性白炭黑在橡胶中的分散性；本发明专利技术还加入了1

【技术实现步骤摘要】
一种改性白炭黑及其制备方法


[0001]本专利技术属于白炭黑制备
，具体地，涉及一种改性白炭黑及其制备方法。

技术介绍

[0002]白炭黑是一种白色、无毒、无定形微细粉状物，具有超强的粘附力及抗撕裂、耐热、耐老化性能，主要用作橡胶、塑料、造纸、油漆涂料等产品的填充剂，是一种重要的精细无机化工产品。由于其价格低廉、补强性能好及填充量大等特点，成为仅次于炭黑的第二大橡胶补强剂，且补强效果远优于其它白色填料。目前全世界约70％的白炭黑更是用于橡胶工业，以获得高质量的橡胶制品，如越野轮胎、工程轮胎、子午胎等。白炭黑作为一种无机填料具有许多优异性能，包括多孔性、分散性好、不燃烧、化学稳定性好等，所以作为填充剂被广泛地用于牙膏、涂料、油漆、塑料、橡胶等；而作为补强剂，白炭黑可以提高轮胎橡胶力学性能、降低其滚动阻力。现如今，越来越多厂家逐渐应用白炭黑来取代炭黑。
[0003]然而传统的白炭黑容易产生团聚，也导致其呈现出亲水性、易吸附橡胶中的配合剂、对橡胶的耐磨性能和拉伸强度补强性弱等问题，严重影响了在橡胶中的补强性能，更无法满足大众对橡胶日益增长的品质需求。因此，对白炭黑表面进行改性，以改善其应用效果，提高其附加值，从而拓展产品的应用领域已成为近年来研究热点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种改性白炭黑及其制备方法，在改性白炭黑的制备过程中加入了十六烷基三甲基溴化铵和正辛基三乙氧基硅烷协同发挥作用，降低了白炭黑的表面能，提高了同聚合物的相容性，更有效的提高改性白炭黑在橡胶中的分散性；本专利技术还加入了1
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烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐，其在十六烷基三甲基溴化铵和正辛基三乙氧基硅烷的作用基础上，使有效分散的白炭黑与橡胶分子链之间的物理交联点增加，交联网络结构更加完善，从而使耐磨性提高；加入的脂肪族聚氧乙烯醚助力于维持2
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硫醇基苯并噻唑在白炭黑中的稳定性，令橡胶分子链在受力时受到制约以增加拉伸强度，解决了现有技术中白炭黑应用到橡胶中耐磨性和拉伸强度补强效果欠佳的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种改性白炭黑，所述改性白炭黑包括如下重量份原料：
[0007][0008]本专利技术加入了十六烷基三甲基溴化铵和正辛基三乙氧基硅烷，十六烷基三甲基溴化铵加入到反应体系后，与白炭黑相互发生作用并附着在白炭黑的表面，消耗了大量白炭黑表面的活性羟基，与此同时，正辛基三乙氧基硅烷协同发挥作用，其一端表面能低的有机基团进一步对白炭黑进行修饰，从而降低了白炭黑的表面能，提高了同聚合物的相容性，更有效的提高白炭黑在橡胶中的分散性，增强了产品的耐久性。而1
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烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐在十六烷基三甲基溴化铵和正辛基三乙氧基硅烷的作用基础上，使有效分散的白炭黑与橡胶分子链之间的物理交联点增加，交联网络结构更加完善，当受到外力作用时，能够有效的传递和分散外力，减少橡胶分子链的断裂，从而使耐磨性提高。
[0009]进一步地，所述改性白炭黑的制备方法包括如下步骤：
[0010]S1、将白炭黑、去离子水和十六烷基三甲基溴化铵混合，控温搅拌均匀，得到混合料A，备用；将正辛基三乙氧基硅烷和乙醇混合搅拌，搅拌完成后得到混合料B，备用；
[0011]S2、将步骤S1备用的混合料A和混合料B混合，控温，机械搅拌，搅拌完成后保持该温度，依次加入氢氧化钠和1
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烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐，机械搅拌，得到混合料C；
[0012]S3、向步骤S2得到的混合料C中加入脂肪族聚氧乙烯醚，控温搅拌，搅拌完成后加入2
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硫醇基苯并噻唑，控温搅拌，搅拌完成后将产物过滤、洗涤，控温烘干，得到改性白炭黑。
[0013]本专利技术加入了2
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硫醇基苯并噻唑和脂肪族聚氧乙烯醚，脂肪族聚氧乙烯醚助力于维持2
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硫醇基苯并噻唑在白炭黑中的稳定性，使其在白炭黑与橡胶分子链之间构建化学结合，并增强形成交联网络，令橡胶分子链在受力时受到制约以增加拉伸强度。
[0014]进一步地，步骤S1所述控温搅拌均匀的温度为65
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70℃；所述混合搅拌的时间为60
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70min。
[0015]进一步地，步骤S2所述控温的温度为70
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75℃；所述的两次机械搅拌速度均为280
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300r/min，搅拌时间分别为1
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1.5h和20
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30min。
[0016]进一步地，步骤S3所述的两次控温搅拌的温度分别为40
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45℃和100
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110℃、搅拌时间分别为10
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15min和60
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80min；所述控温烘干的温度为105
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110℃。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018](1)本专利技术加入了十六烷基三甲基溴化铵和正辛基三乙氧基硅烷，十六烷基三甲基溴化铵加入到反应体系后，与白炭黑相互发生作用并附着在白炭黑的表面，消耗了大量白炭黑表面的活性羟基，与此同时，正辛基三乙氧基硅烷协同发挥作用，其一端表面能低的有机基团进一步对白炭黑进行修饰，从而降低了白炭黑的表面能，提高了同聚合物的相容性，更有效的提高改性白炭黑在橡胶中的分散性，增强了产品的耐久性。
[0019](2)加入1
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烯丙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐在十六烷基三甲基溴化铵和正辛基三乙氧基硅烷的作用基础上，使有效分散的改性白炭黑与橡胶分子链之间的物理交联点增加，交联网络结构更加完善，当受到外力作用时，能够有效的传递和分散外力，减少橡胶分子链的断裂，从而使耐磨性提高。
[0020](3)本专利技术加入了2
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硫醇基苯并噻唑和脂肪族聚氧乙烯醚，脂肪族聚氧乙烯醚助力于维持2
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硫醇基苯并噻唑在白炭黑中的稳定性，使其在改性白炭黑与橡胶分子链之间构建化学结合，并增强形成交联网络，令橡胶分子链在受力时受到制约以增加拉伸强度。
具体实施方式
[0021]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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术所用的1
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烯丙基
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甲基咪唑氯盐货号为A74920
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25g，采购于上海吉至生化科技有限公司；2
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硫醇基苯并噻唑货号为2054213，采购于山东穗华生物科技有限公司；脂肪族聚氧乙烯醚货号为AEO
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9，采购于广州宏海化工有限公司；后续不做赘述。
[0023]实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性白炭黑，其特征在于，所述改性白炭黑包括如下重量份原料：2.一种如权利要求1所述的改性白炭黑的制备方法，其特征在于，所述改性白炭黑的制备方法包括如下步骤：S1、将白炭黑、去离子水和十六烷基三甲基溴化铵混合，控温搅拌均匀，得到混合料A，备用；将正辛基三乙氧基硅烷和乙醇混合搅拌，搅拌完成后得到混合料B，备用；S2、将步骤S1备用的混合料A和混合料B混合，控温，机械搅拌，搅拌完成后保持该温度，依次加入氢氧化钠和1
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烯丙基
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甲基咪唑氯盐，机械搅拌，得到混合料C；S3、向步骤S2得到的混合料C中加入脂肪族聚氧乙烯醚，控温搅拌，搅拌完成后加入2
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硫醇基苯并噻唑，控温搅拌，搅拌完成后将产物过滤、洗涤，控温烘干，得到改性白炭黑。3.根据权利要求2所述的一种改性白炭黑的制备方法，其特征在于，步骤S1所述控温搅拌均匀的温度为65
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70℃；所述混合搅拌的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟裕强，钟振迎，赵洁虹，马小军，李照林，吴位源，冯立平，
申请(专利权)人：江门市胜鹏化工实业有限公司，
类型：发明
国别省市：