本发明专利技术公开了一种负载型纳米氧化锌复合材料，采用如下方法制备：将橡胶用炭黑加入硫酸锌溶液中，然后加入尿素并搅拌均匀，升温至90～100℃并在该温度下反应4～6小时；反应后过滤，将滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根；将滤饼干燥后，在惰性气体保护下于200～300℃下煅烧2～4小时，得到负载型纳米氧化锌复合材料。本发明专利技术负载型纳米氧化锌复合材料，将纳米氧化锌负载在橡胶用炭黑上，纳米氧化锌具有更高的活性，其中锌原子的利用率高，添加量仅为普通氧化锌的30%～50%，可以大大节省纳米氧化锌资源。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种负载性纳米氧化锌复合材料，同时还涉及一种采用该复合材料的橡胶制品。
技术介绍
氧化锌是橡胶制品必不可少的添加剂，是橡胶的硫化活性剂和补强剂，世界上有50%氧化锌流向橡胶工业。普通的氧化锌颗粒较大，活性低，用量较大。纳米氧化锌因其粒径小，比表面积大，吸附活性强，从而具有表面效应和高活性。纳米氧化锌可以与橡胶分子实现分子水平上的结合，用于橡胶中可以充分发挥硫化促进作用，提高橡胶的性能，其用量可大幅度降低，减少了对锌资源的依赖及其带来的环境污染。然而，尽管纳米氧化锌的活性较高，但是因为纳米氧化锌在橡胶制品中的加入量很少，往往因为分散不充分导致其在橡胶硫化过程中真正起到作用的氧化锌原子仍然是少数，即氧化锌的原子利用率很·低，大部分仅作为填料存在于橡胶制品中，从而影响了橡胶制品的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纳米氧化锌原子利用率高的负载型纳米氧化锌复合材料。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是一种负载型纳米氧化锌复合材料，采用如下的方法制备而成O将橡胶用炭黑加入到10 20%的硫酸锌溶液中，炭黑的加入量为硫酸锌质量的10 50%，然后按照硫酸锌质量O. 4 O. 6倍加入尿素并搅拌均匀，升温至90 100°C并在该温度下反应4 6小时； 2)反应后过滤，将滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根； 3)将滤饼干燥后，在惰性气体保护下于200 300°C下煅烧2 4小时，得到负载型纳米氧化锌复合材料。作为进一步的改进，步骤I)所述搅拌时间为20 90分钟。作为进一步的改进，步骤3)所述沉淀干燥温度为85°C。本申请负载型纳米氧化锌复合材料，采用表面积很大的橡胶炭黑做载体，首先使硫酸锌以碳酸锌的形式沉淀在炭黑表面，然后高温分解在炭黑的表面上生成一层表面积很大纳米氧化锌，相对于其它形式的纳米氧化锌具有更高的活性，并且炭黑相对于纳米氧化锌的粒径较大，而且其在橡胶制品中用量比纳米氧化锌要大得多，因此负载在炭黑表面的纳米氧化锌很容易实现均匀分散，因此采用本专利技术的负载型纳米氧化锌复合材料可以显著的提高氧化锌中锌原子利用率，从而降低氧化锌的用量，其用量仅为普通氧化锌的30% 50%，可以大大节省纳米氧化锌资源。具体实施方式实施例I 本实施例的负载型纳米氧化锌复合材料采用如下方法制备而成 1)将纯度为大于99.5%的硫酸锌溶于去离子水，形成10%的硫酸锌溶液；按硫酸锌质量10%加入NllO型炭黑，然后按硫酸锌质量的O. 4倍加入尿素，快速搅拌60min后，升温至95°C，保温反应4小时； 2)保温反应后过滤，滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根(SO/—)存在； 3)滤饼在85°C下干燥后进入焙烧炉，在氮气氛中于200°C下煅烧4小时，负载型纳米氧化锌复合材料。产品指标见附表I。ZnO负载量83. 0%。实施例2· 本实施例的负载型纳米氧化锌复合材料采用如下方法制备而成 1)将纯度为大于99.5%的硫酸锌溶于去离子水，形成20%的硫酸锌溶液；按硫酸锌质量30%加入NllO型炭黑，然后按硫酸锌质量的O. 6倍加入尿素，快速搅拌90min后，升温至90°C，保温反应6小时； 2)保温反应后过滤，滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根(SO/—)存在； 3)滤饼在80°C下干燥后进入焙烧炉，在氮气氛中于250°C下煅烧3小时，负载型纳米氧化锌复合材料。产品指标见附表I。ZnO负载量82. 7%。实施例3 本实施例的负载型纳米氧化锌复合材料采用如下方法制备而成 1)将纯度为大于99.5%的硫酸锌溶于去离子水，形成15%的硫酸锌溶液；按硫酸锌质量50%加入NllO型炭黑，然后按硫酸锌质量的O. 5倍加入尿素，快速搅拌20min后，升温至100°C，保温反应5小时； 2)保温反应后过滤，滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根(SO/—)存在； 3)滤饼在105°C下干燥后进入焙烧炉，在氮气氛中于300°C下煅烧2小时，负载型纳米氧化锌复合材料。产品指标见附表I。ZnO负载量82. 1%。附表I权利要求1.一种负载型纳米氧化锌复合材料，其特征在于采用如下的方法制备而成 1)将橡胶用炭黑加入到质量百分比浓度为10 20%的硫酸锌溶液中，炭黑的加入量为硫酸锌质量的10 50%，然后按照硫酸锌质量O. 4 O. 6倍加入尿素并搅拌均匀，升温至90 100°C并在该温度下反应4 6小时； 2)反应后过滤，将滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根； 3)将滤饼干燥后，在惰性气体保护下于200 300°C下煅烧2 4小时，得到负载型纳米氧化锌复合材料。2.根据权利要求I所述的负载型纳米氧化锌复合材料，其特征在于步骤I)所述搅拌时间为20 90分钟。3.根据权利要求I所述的负载型纳米氧化锌复合材料，其特征在于步骤3)所述沉淀干燥温度为80-105°C。全文摘要本专利技术公开了一种负载型纳米氧化锌复合材料，采用如下方法制备将橡胶用炭黑加入硫酸锌溶液中，然后加入尿素并搅拌均匀，升温至90～100℃并在该温度下反应4～6小时；反应后过滤，将滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根；将滤饼干燥后，在惰性气体保护下于200～300℃下煅烧2～4小时，得到负载型纳米氧化锌复合材料。本专利技术负载型纳米氧化锌复合材料，将纳米氧化锌负载在橡胶用炭黑上，纳米氧化锌具有更高的活性，其中锌原子的利用率高，添加量仅为普通氧化锌的30%～50%，可以大大节省纳米氧化锌资源。文档编号C08L21/00GK102898682SQ201210365980公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日专利技术者张玉清, 李旭阳, 赫玉欣, 王晓, 姚大虎 申请人:河南科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种负载型纳米氧化锌复合材料，其特征在于：采用如下的方法制备而成：1）将橡胶用炭黑加入到质量百分比浓度为10～20%的硫酸锌溶液中，炭黑的加入量为硫酸锌质量的10～50%，然后按照硫酸锌质量0.4～0.6倍加入尿素并搅拌均匀，升温至90～100℃并在该温度下反应4～6小时；2）反应后过滤，将滤饼用去离子水洗涤至无硫酸根；3）将滤饼干燥后，在惰性气体保护下于200～300℃下煅烧2～4小时，得到负载型纳米氧化锌复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉清，李旭阳，赫玉欣，王晓，姚大虎，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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