[发明专利]一种冬季轮胎用白炭黑的制备方法

摘要

本发明公开了一种冬季轮胎用白炭黑的制备方法，采用硅酸钠与浓硫酸反应，经压滤、洗涤、制浆、压力喷雾干燥后得到用于冬季轮胎的高分散微珠状白炭黑；操作时先精制硅酸钠溶液，再用凝胶‑溶胶法进行合成反应，反应前按(23～28)1比例预加水与硅酸钠，反应过程pH值10～11，反应时间是90～120min，反应结束经陈化‑酸化‑陈化后再移至中间槽，进而进行反应浆料的固、液分离及洗涤，随后滤饼制浆，再通过压力喷雾干燥获得粉尘少、流动性好的三维网状结构的微珠状白炭黑，最后经流化床二次烘干合格后进入微珠产品料仓包装、入库。本发明解决了现有白炭黑作为橡胶补强剂应用于冬季轮胎中存在的牵引力以及抗冰滑能力不足的问题。

主权项

一种冬季轮胎用白炭黑的制备方法，采用硅酸钠与浓硫酸进行反应，经压滤、洗涤、制浆、压力喷雾干燥后得到用于冬季轮胎的凝胶‑溶胶法白炭黑；具体操作步骤和工艺参数如下：第一步、精制硅酸钠溶液：将模数在3.35～3.45的固体水玻璃与40～60℃水按质量比1:3的比例进行配置，加入静压釜中，通入蒸汽，在0.5～0.8MPa压力下溶解，保压3～5h后出料至储槽沉淀，取上部清液配制成质量比浓度为20～30％的硅酸钠溶液，经板框过滤合格后备用；第二步、凝胶‑溶胶法白炭黑的合成反应：将水与硅酸钠溶液按设定的体积比预先加入反应釜中，设定反应搅拌频率并升温至86～96℃后，设定硅酸钠溶液和浓硫酸的流率，酸碱并流进行合成反应，控制反应过程的pH值，反应结束后陈化，然后加浓硫酸调节pH值，继续陈化后移至中间槽；第三步、反应浆料的固、液分离及洗涤：陈化后的稀浆料采用隔膜式压滤机进行固液分离，形成滤饼后用水洗涤至硫酸盐含量≤1.5％；第四步、滤饼制浆：滤饼输送至制浆系统中，经高速剪切搅拌形成浓浆液，浆料质量比浓度19～25％，为压力喷雾干燥提供均匀的浆料；第五步、喷雾干燥及产品收集：浆料经喷雾干燥和流化床二次烘干合格后进入产品料仓包装、入库；其特征是：所述第二步凝胶溶胶法白炭黑的合成反应中为了调整白炭黑孔径分布，将反应开始时预加水与硅酸钠比例控制在(23～28):1，合成反应时间是90～120min，反应过程的pH值控制在10～11；为了形成发达的支链结构以提高白炭黑在橡胶中的交联密度，所述第二步在反应结束后陈化10～20min，调节pH值至4.5～5.0后继续陈化30～60min，再移至中间槽；所述第五步喷雾干燥及产品收集中为了获得粉尘少、流动性好的三维网状结构的微珠状白炭黑产品，所述喷雾干燥采用压力喷雾干燥。