一种高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法
技术领域
本发明属于白炭黑领域，具体涉及一种高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法。
背景技术
由于路况复杂，汽车行驶过程中尤其是负载行驶过程中的曲挠度较大，胎侧胶料由于曲挠变形导致的滞后损失大，在长时间行驶过程中，轮胎内部温度不断升高，高温引起热氧老化、疲劳形成的裂口可直接导致轮胎破坏。因此提高轮胎的抗疲劳性能可以有效提升轮胎的行驶安全性及耐久性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应釜中加入一定量的电解质溶液和硬脂酸乙醇胺，加热至60～65℃；
(2)然后向反应釜中加入硅酸钠溶液，至pH值为9～10，升温至70～75℃；
(3)继续向反应釜中加入硅酸钠溶液，并加入酸化剂以保持pH值在10～11；
(4)硅酸钠溶液加毕后，继续加入酸化剂直至pH值为5～6，反应得到所述的白炭黑。
优选地，所述电解质溶液为硫酸钠溶液。
优选地，所述硫酸钠溶液的浓度为8wt％，加入量为反应釜容积的1/6～1/7。
优选地，所述硬脂酸乙醇胺的加入量为以SiO2计的硅酸钠重量的0.5～5‰。
优选地，所述硅酸钠溶液为浓度为20wt％的硅酸钠溶液。
优选地，步骤(3)中，反应液体积达到反应釜容积的2/3～3/4后，停止加入硅酸钠溶液。
优选地，所述酸化剂为硫酸溶液。
更优选地，所述硫酸溶液的浓度为10wt％。
优选地，步骤(4)中，pH值达到5～6后，反应0.1～1小时。
优选地，反应完成后，经过滤、洗涤、打浆、干燥，得到所述的白炭黑。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应釜中加入一定量的电解质溶液和硬脂酸乙醇胺，加热至60～65℃；
(2)然后向反应釜中加入硅酸钠溶液，至pH值为9～10，升温至70～75℃；
(3)继续向反应釜中加入硅酸钠溶液，并加入酸化剂以保持pH值在10～11；
(4)硅酸钠溶液加毕后，继续加入酸化剂直至pH值为5～6，反应得到所述的白炭黑。
在本发明中，所述电解质溶液可选自硫酸钠溶液，所述硫酸钠溶液的浓度可控制在8wt％，加入量为反应釜容积的1/6～1/7。加入电解质的目的是起到调控白炭黑一次粒子表面的Zeta电势，控制一次粒子的聚集状态。
在本发明中，所述硬脂酸乙醇胺的加入量为以SiO2计的硅酸钠重量的0.5～5‰，加入的硬脂酸乙醇胺起到反应调节剂的作用。
在本发明中，所述硅酸钠溶液为浓度为20wt％的硅酸钠溶液。硅酸钠溶液浓度过高，易导致瞬时局部大量二氧化硅的生成而聚集，硅酸钠溶液浓度过低，则会使二氧化硅浆料浓度过稀，后处理能耗较高。
在本发明中，所述酸化剂可选自硫酸溶液，所述硫酸溶液的浓度为10wt％。采用硫酸，利用其与硅酸钠反应后生成的钠离子和硫酸根离子，增强电解质硫酸钠的离子效应。
反应完成后，浆料经过适当的后处理：过滤、洗涤、打浆、干燥，得到所述的白炭黑。
实施例1
一种高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法，包括如下步骤：
(1)向反应釜中加入浓度为8wt％的硫酸钠溶液，至反应釜容积的1/6，然后加热至60～65℃。
(2)在搅拌(60转/分钟)下，向反应釜中加入硬脂酸乙醇胺(CAS：111-57-9)，加入量为硅酸钠(以SiO2计)总重量的千分之一。
(3)然后向反应釜中加入浓度为20wt％的硅酸钠溶液，至体系pH值为9～10，接着加热升温至70～75℃。
(4)继续向反应釜中加入硅酸钠溶液，同时加入浓度为10wt％的硫酸溶液以保持体系pH值在10～11，反应液体积达到反应釜容积的2/3时，停止加入硅酸钠。
(5)硅酸钠溶液加毕后，继续加入浓度为10wt％的硫酸溶液直至体系pH值为5～6，保温反应15分钟。
(6)反应浆料经过压滤、洗涤、打浆、喷干处理，得到所述的白炭黑。
所述白炭黑的比表面积为180～210m2/g，分散等级≥9.5。
与现有市售沉淀法白炭黑相比，采用本发明方法制备的白炭黑，轮胎按裂纹扩展法测试的疲劳寿命可提高10％以上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
