[发明专利]一种轮胎用二次改性白炭黑

说明书

本发明涉及白炭黑技术领域，具体地，涉及一种轮胎用二次改性白炭黑，包括以下步骤，(1)选用目数为1100～1200白炭黑、粒径为6～15nm的碳源分别进行干燥处理，分别将白炭黑、碳源置于真空干燥器中进行干燥，干燥温度为20～40℃，干燥时间以白炭黑、碳源自身含水量低于0.2％为准，然后将上述白炭黑、碳源进行附电荷处理，如此，本发明提供的轮胎用二次改性白炭黑首先是对白炭黑表面进行修饰改性后再接枝聚合物，构造了二次改性白炭黑表面的粗糙结构，从而使得白炭黑的表面形成厚度均匀，分散效果好的白炭黑，使得白炭黑具有疏水性能，增强了白炭黑用于橡胶中的与橡胶的接触面积，用于制备轮胎能够增强轮胎的撕裂强度与拉伸强度。

技术领域：

本发明涉及白炭黑技术领域，具体地，涉及一种轮胎用二次改性白炭黑。

背景技术：

白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。

白炭黑行业在欧美等发达国家起步较早，在第二次世界大战期间开始实现工业化生产。20世纪七十年代中期以来，随着西方国家对白炭黑研究的不断深入，其生产和应用领域方面得到了很大发展。至2006年，全世界白炭黑的生产能力约130万吨(不含中国)，其中德国德固萨、法国罗纳和美国PPG三大跨国公司的生产能力超过世界总能力的一半。中国白炭黑工业起步于1958年，起初发展缓慢，1984年白炭黑产量为2,600吨，1990年白炭黑产量提高到2万吨。近年来随着橡胶工业的发展，产量迅猛增长，2008年中国白炭黑产量已达到71.2万吨，产量居世界第一位，并已成为白炭黑的净出口国。目前，中国白炭黑行业形成了外资(合资)公司和国内公司并存的市场竞争格局，市场竞争充分。

白炭黑具有特殊的表面结构(带有表面羟基和吸附水)、特殊的颗粒形态(粒子小、比表面积大等)和独特的物理化学性能。因而白炭黑具有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能的重要无机硅化合物。这样的特性使得白炭黑广泛应用在橡胶、塑料、涂料、医药、日用化工等诸多领域。然而，由于传统的白炭黑内部的聚硅氧和外表面存在的活性硅醇基及其吸附水特性，使其呈亲水性，将白炭黑添加入橡胶等材料后，白炭黑难以在有机相中湿润和分散。而且，由于白炭黑表面存在羟基，表面能较大，聚集体总倾向于凝聚，因而产品的应用性能受到影响。因此，为提高白炭黑在聚合物中的分散性，必须对其进行表面改性。

发明内容：

本发明克服现有技术的缺陷，提供一种轮胎用二次改性白炭黑。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种轮胎用二次改性白炭黑，包括以下步骤，

(1)选用目数为1100～1200白炭黑、粒径为6～15nm的碳源分别进行干燥处理，分别将白炭黑、碳源置于真空干燥器中进行干燥，干燥温度为20～40℃，干燥时间以白炭黑、碳源自身含水量低于0.2％为准，然后将上述白炭黑、碳源进行附电荷处理，形成单位数量下下的白炭黑与碳源形成荷电量相同且极性相反，然后分别将白炭黑、碳源采用喷吹管进行改性处理；

(2)所述改性处理是采用喷吹管分别将白炭黑、碳源以100～160ml/min且在惰性气体或者绝氧环境中吹到高温炉中，反应温度在400～600℃，保温1～12小时，碳源在白炭黑表面裂解形成无定形碳并形成均匀厚度为1～2nm包覆层，得到碳包覆改性白炭黑；

(3)将步骤(2)中的碳包覆改性白炭黑与乙醇溶液进行混合搅拌，混合的质量比为1：100～160，混合过程中采用水浴加热方式进行升温处理，升温速度为20℃/h，直至加热至80℃，然后调节溶液的PH值至4～5，烘干后备用；