改性热解炭黑制造技术

本发明专利技术涉及炭黑材料技术领域，尤其是涉及一种改性热解炭黑。改性热解炭黑主要由按重量份数计的如下组分制得：热解炭黑粉100份、多硫化钠水溶液0.3～1份、增塑剂0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古马隆树脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有机胺0.1～1.5份。本发明专利技术通过对热解炭黑进行改性处理，可改善热解炭黑的分散性能以及与有机高分子材料的界面相容性等，多种材料协同改善热解炭黑的性能，显著提高改性热解炭黑的补强性能，可替代现有商业炭黑，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
改性热解炭黑
[0001]本申请是名为《改性热解炭黑及其制备方法和应用》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2021年11月24日，申请号为202111400524.6。


[0002]本专利技术涉及炭黑材料
，特别是涉及一种改性热解炭黑。

技术介绍

[0003]随着现代汽车工业的迅猛发展，对橡胶制品特别是轮胎的消耗越来越大，每年废旧轮胎的产生量很高，对环境造成了一定程度的污染。
[0004]目前通过对废旧轮胎进行热解制备得到热解炭黑和热解油，实现废旧轮胎的资源化利用。而由于热解炭黑表面灰分和碳质沉积物的含量高，导致热解炭黑表面活性差、粒径大、结构度低等，导致得到的热解炭黑性能不能与普通商业炭黑相媲美，而只能用于低端的橡胶制品，附加值低。为了实现热解炭黑的高值化利用，需要对热解炭黑进行改性处理，以使其效果接近工业炭黑的水平。
[0005]无机填料与高分子材料在界面性质方面存在着较大的差异，通过偶联剂可以增加无机填料与聚合物的相容性，改善两者之间的亲和力。但是，一般的偶联剂多为液态形式，加入到炭黑粉末中很难均匀分散，这对于设备的混合能力要求较高。此外，偶联剂成本较高，很难实现工业化。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种改性热解炭黑。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]改性热解炭黑，主要由按重量份数计的如下组分制得：
[0010]热解炭黑粉100份、多硫化钠水溶液0.3～1份、增塑剂0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古马隆树脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有机胺0.1～1.5份；
[0011]所述热解炭黑粉为废旧轮胎热解炭黑粉；
[0012]所述增塑剂为多元醇苯甲酸酯类增塑剂；所述热解炭黑粉的平均粒径为2～8μm；所述多硫化钠水溶液的制备包括：硫磺于氢氧化钠水溶液中，于50～95℃反应得到所述多硫化钠水溶液；所述反应的时间为15～60min；所述硫磺与所述氢氧化钠的摩尔比为(0.5～1.5)﹕1；所述氢氧化钠水溶液的质量分数为10％～30％；所述松香季戊四醇酯的软化点为90～110℃；
[0013]和/或，所述古马隆树脂的软化点为85～100℃；所述增塑剂包括季戊四醇四苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯和二甘醇二苯甲酸酯中的任一种或多种；所述多官能度丙烯酸酯的官能度为2～4；
[0014]和/或，所述有机胺包括二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二
丁基二硫代氨基甲酸锌、正丁醛苯胺缩合物和双(六亚甲基)三胺中的任一种或多种；所述多官能度丙烯酸酯包括二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2
‑
羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯中的任一种或多种；
[0015]所述改性热解炭黑的制备包括如下步骤：
[0016]按比例混合各所述组分，加水造粒后干燥处理；
[0017]所述混合包括：向所述热解炭黑粉中加入所述硫化钠水溶液、所述增塑剂、所述松香季戊四醇酯、所述古马隆树脂、所述多官能度丙烯酸酯和所述有机胺，混合均匀；所述混合中，每加入一种所述组分，混合处理3～15min，然后再加入下一种组分；所述混合处理的转速为300～500rpm；所述造粒直至颗粒尺寸大小为2～4mm；采用倾斜式造粒机进行所述造粒；采用沸腾干燥机进行所述干燥处理，进风温度为90～180℃，干燥时间为15～40min。
[0018]优选地，加水造粒后干燥处理后得到的成品的平均粒径为2.4～4.2μm；比表面积为59～66m2/g；吸油值为69.4～78.5
×
10
‑5m3/kg
[0019]优选地，加水造粒后干燥处理后得到的成品的硬度为62～65邵A；拉伸强度为21.2～23.6MPa；300％定伸应力为12.7～15MPa。
[0020]本专利技术的有益效果如下：
[0021](1)本专利技术以废旧轮胎的热解炭黑为原材料制备改性热解炭黑，原材料供应充足，来源稳定，有利于资源化利用并提高废旧轮胎的附加值；
[0022](2)本专利技术采用多种材料协同改性所述热解炭黑，得到的改性热解炭黑具有较好的补强作用，可替代现有商业炭黑，具有广阔的应用前景；
[0023](3)本专利技术的改性热解炭黑的制备方法，通过造粒干燥后得到颗粒状改性热解炭黑，减少粉尘污染，是一类环境友好型炭黑产品。
具体实施方式
[0024]下面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。
[0025]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0026]本申请的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
[0027]本专利技术所采用的原、辅料，如果没有特殊说明，均可在现有的市场或者厂家上购买到。
[0028]为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0029]改性热解炭黑，主要由按重量份数计的如下组分制得：
[0030]热解炭黑粉100份、多硫化钠水溶液0.3～1份、增塑剂0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古马隆树脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有机胺0.1～1.5份。
[0031]本专利技术通过对热解炭黑进行改性处理，可改善热解炭黑的分散性能以及与有机高分子材料的界面相容性等，多种材料协同改善热解炭黑的性能，显著提高改性热解炭黑的补强性能，可替代现有商业炭黑，具有广阔的应用前景。
[0032]如在不同实施方式中，相较于100重量份的热解炭黑粉，各组分的用量可以分别如下：
[0033]多硫化钠水溶液的用量可以为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等等；
[0034]增塑剂的用量可以为0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份等等；
[0035]松香季戊四醇酯的用量可以为0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份等等；
[0036]古马隆树脂的用量可以为0.2份、0.5份、0.8份、1份、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.改性热解炭黑，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制得：热解炭黑粉100份、多硫化钠水溶液0.3～1份、增塑剂0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古马隆树脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有机胺0.1～1.5份；所述热解炭黑粉为废旧轮胎热解炭黑粉；所述增塑剂为多元醇苯甲酸酯类增塑剂；所述热解炭黑粉的平均粒径为2～8μm；所述多硫化钠水溶液的制备包括：硫磺于氢氧化钠水溶液中，于50～95℃反应得到所述多硫化钠水溶液；所述反应的时间为15～60min；所述硫磺与所述氢氧化钠的摩尔比为(0.5～1.5)﹕1；所述氢氧化钠水溶液的质量分数为10％～30％；所述松香季戊四醇酯的软化点为90～110℃；和/或，所述古马隆树脂的软化点为85～100℃；所述增塑剂包括季戊四醇四苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯和二甘醇二苯甲酸酯中的任一种或多种；所述多官能度丙烯酸酯的官能度为2～4；和/或，所述有机胺包括二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、正丁醛苯胺缩合物和双(六亚甲基)三胺中的任一种或多种；所述多官能度丙烯酸酯包括二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，沈家锋，徐磊，邵进，
申请(专利权)人：安徽固瑞特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：