[发明专利]多孔硅负载防老剂-银离子复合物、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种多孔硅负载防老剂‑银离子复合物、其制备方法及应用。该制备方法包括：使硅粉和第一酸液及硝酸银进行酸化反应，得到含有多孔硅的硅银混合物；在第二酸液的存在下，将硅银混合物中的银离子与焦磷酸进行沉淀反应，得到含有焦磷酸银的反应产物体系；在防老剂的存在下，使含有焦磷酸银的反应产物体系与偶联剂进行偶联反应，得到多孔硅负载防老剂‑银离子复合物，至少部分防老剂被多孔硅吸附。通过在橡胶制备过程中加入本申请提供的多孔硅负载防老剂‑银离子复合物能够有效抑制防老剂的迁出，同时能够提高其抗静电性能，从而有效解决橡胶制品外观污染变色的问题。

技术领域

本发明涉及橡胶制品领域，具体而言，涉及一种多孔硅负载防老剂-银离子复合物、其制备方法及应用。

背景技术

为了防止受到外界光热、臭氧等环境的影响，轮胎在制造过程中会使用防老剂来抑制其老化过程，其中，胺类防老剂由于其突出的抗老化效果而被广泛使用。然而，由于家用轿车轮胎胎侧在使用过程中需要不断重复弯曲几千万次，胎侧中添加的胺类防老剂极易迁出至胎侧表面，而胺类防老剂在阳光照耀下会发红变色，因此，轮胎外观会受到一定程度地影响。另一方面，轮胎行驶过程中产生的静电会吸附地面上的灰尘，极大影响了轮胎的外观。总而言之，胎侧中防老剂的迁出以及静电作用严重影响着轮胎的外观、抗老化性能，驾乘人员的舒适性及安全性无法得到保障，因此亟待开发一种既能够防止防老剂迁移又具有传导静电作用的材料。

目前轮胎行业中，胎侧常用胺类防老剂，而胺类防老剂极易迁出变色，从而影响胎侧的外观及抗老化性能。现有文献提供了一种反应性不抽出防老剂，该防老剂由萘酚类衍生物和/或苯酚类衍生物，与马来酸酐和/或其衍生物通过脱水缩合反应制备获得，使用此防老剂代替胺类防老剂能够防止因防老剂迁出而引起的胎侧变色。然而，轮胎行驶过程中由于静电作用，轮胎吸附粉尘从而影响外观的问题尚未得到解决。

另一篇现有文献报道了一种在轮胎中添加锂盐的方法来防止轮胎中的静电积累，虽然可以应用此方法有效的解决轮胎因静电作用而导致的外观污染问题，但是由防老剂迁移而引起的胎侧变色问题没有得到解决。

目前，研究人员对于防止轮胎胎侧外观污染已进行了广泛的开发与探索，现有技术最多的是使用一些反应性防老剂替代胺类防老剂，或者是在橡胶材料中添加导电材料，但是此类方法只能解决部分问题的同时，在加工、成本等方面也存在较大的问题。因此，急需一种能够同时解决这两种问题的材料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多孔硅负载防老剂-银离子复合物、其制备方法及应用，以解决现有的橡胶制品存在外观污染变色的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种多孔硅负载防老剂-银离子复合物的制备方法，该制备方法包括：使硅粉和第一酸液及硝酸银进行酸化反应，得到含有多孔硅的硅银混合物；在第二酸液的存在下，将硅银混合物中的银离子与焦磷酸进行沉淀反应，得到含有焦磷酸银的反应产物体系；在防老剂的存在下，使含有焦磷酸银的反应产物体系与偶联剂进行偶联反应，得到多孔硅负载防老剂-银离子复合物，且至少部分防老剂被多孔硅吸附。

进一步地，酸化反应中，以第一酸液与硝酸银的混合溶液的方式加入，硅粉、第一酸液与硝酸银的混合溶液的体积比为(5～10):(20～35)，硅粉与第一酸液中氢离子及硝酸银的摩尔比为1：(3.0～3.5):(60.0～70.0)。

进一步地，酸化反应的温度为150～210℃，反应时间为80～100min。

进一步地，第一酸液和第二酸液分别独立地选自氢氟酸、硝酸、硫酸和盐酸组成的组中的一种或多种，优选地，第一酸液为氢氟酸和/或浓硝酸，第二酸液为浓硝酸；硅粉的粒度为150～500μm。

进一步地，沉淀反应中，第二酸液中的酸与焦磷酸的摩尔比为(4～5):1，硅银混合物中的银离子与焦磷酸的摩尔比为(0.5～2.0):1。