CN110127709A - 一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法，该方法包括以下步骤：(1)配制硅酸钠溶液和酸溶液；(2)向硅酸钠溶液中加入表面活性剂和酸溶液，至体系的pH值为5，得到母液；(3)向母液中加入硅酸钠溶液，将体系的pH值由5梯度调节至11，然后向母液中加入酸溶液，将体系的pH值由11梯度调节至5；(4)母液经分离、干燥，得到高分散二氧化硅。与现有技术相比，依本发明方法所制备的二氧化硅产品在橡胶中的分散等级＞9.7，且酸消耗较少。

Description

一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法
技术领域
本发明涉及一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法。
背景技术
二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，表面富含羟基，粒径小且粒度分布均匀，具有大比表面积和高孔容，作为一种环保功能材料，被广泛用在日化用品与医药以及液体载体等行业，尤其是轮胎行业，已经成为了橡胶轮胎重要的补强材料。传统沉淀法制备二氧化硅主要是以水玻璃、硫酸或盐酸为原料在一定pH值下反应、陈化得到，在该过程中可加入适量的分散助剂、表面活性剂或改性剂以防止原始粒子的过度聚集，如CN104828832A、CN102229758A、CN108069430A、CN104891505A、CN102976339A等，但该方法所制备的二氧化硅在橡胶中的实际分散效果并不太理想，仍有待于提高。
CN108439414A公开了一种pH值摆法制备高分散大孔容沉淀二氧化硅的方法。该方法以液体硅酸钠和稀硫酸为原料，控制pH值从11±1至5±1之间来回摆动共5次，然后进行压滤洗涤、喷雾干燥、造料，得到分散度/级达9.5-10的高分散大孔容沉淀二氧化硅。该方法的不足是pH值来回摆动需要消耗大量的硫酸。
发明内容
根据上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种酸消耗更少的梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法，包括以下步骤：
(1)配制硅酸钠溶液和酸溶液；
(2)向硅酸钠溶液中加入表面活性剂和酸溶液，至体系的pH值为5，得到母液；
(3)向母液中加入硅酸钠溶液，将体系的pH值由5梯度调节至11，然后向母液中加入酸溶液，将体系的pH值由11梯度调节至5；
(4)母液经分离、干燥，得到高分散二氧化硅。
作为优选技术方案之一，步骤(2)中，所述的表面活性剂在母液中的质量百分比浓度为0.2～2％。
作为更进一步的优选技术方案之一，所述的表面活性剂为非离子型表面活性剂。
作为更进一步的优选技术方案之一，所述的非离子型表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和/或月桂醇聚氧乙烯醚。
作为优选技术方案之一，所述的硅酸钠溶液的密度为1.1～1.25g/cm3，硅酸钠的模数为2～4；
所述的酸溶液为浓度为1～3mol/L的硫酸；
所述的体系的pH值由5梯度调节至11是按pH值为5→7→9→11的梯度进行调节，每次调节后反应5～15min；
所述的体系的pH值由11梯度调节至5是按pH值为11→9→7→5的梯度进行调节，每次调节后反应5～15min。
本发明在反应体系中加入表面活性剂，防止原始粒子过度聚集，使生产的聚集体粒径均匀；同时通过pH值的梯度调节来达到调控二氧化硅分散等级的目的，所制备的二氧化硅产品在橡胶中的分散等级＞9.7。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的具体技术方案作进一步地详细说明。
一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法，包括以下步骤：
(1)配制硅酸钠溶液和酸溶液；
(2)向硅酸钠溶液中加入表面活性剂和酸溶液，至体系的pH值为5，得到母液；
(3)向母液中加入硅酸钠溶液，将体系的pH值由5梯度调节至11，然后向母液中加入酸溶液，将体系的pH值由11梯度调节至5；
(4)母液经分离、干燥，得到高分散二氧化硅。
在另一优选的技术方案中，步骤(2)中，所述的表面活性剂在母液中的质量百分比浓度为0.2～2％。
在另一优选的技术方案中，所述的表面活性剂为非离子型表面活性剂。
在另一优选的技术方案中，所述的非离子型表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和/或月桂醇聚氧乙烯醚。
在另一优选的技术方案中，所述的硅酸钠溶液的密度为1.1～1.25g/cm3，硅酸钠的模数为2～4；
所述的酸溶液为浓度为1～3mol/L的硫酸；
所述的体系的pH值由5梯度调节至11是按pH值为5→7→9→11的梯度进行调节，每次调节后反应5～15min；
所述的体系的pH值由11梯度调节至5是按pH值为11→9→7→5的梯度进行调节，每次调节后反应5～15min。
分离方式可采取过滤、压滤、离心、沉降等。在分离的过程中配合洗涤，以除去杂质。
干燥方式可采取喷雾干燥等常规的干燥方式。
本发明依HG/T 2404-2008制备填充有二氧化硅的硫化橡胶，并依GB/T 6030-2006的方法D评估二氧化硅在橡胶中的分散度等级。
实施例1
一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法，包括以下步骤：
(1)将模数为2.5的硅酸钠用水溶解，配制成密度为1.15g/cm3的硅酸钠溶液，将浓硫酸用水稀释配制成浓度为1mol/L的稀硫酸；
(2)将硅酸钠溶液加热至70℃后，在搅拌下，先向硅酸钠溶液中加入辛基酚聚氧乙烯醚，混匀后，再加入稀硫酸，至体系的pH值为5，反应10min，得到母液，辛基酚聚氧乙烯醚的质量百分比浓度为0.5％；
(3)向步骤(2)的母液中加入硅酸钠溶液，将体系的pH值调节至7，反应10min后，继续加入硅酸钠溶液将pH值调节至9，反应10min后，再继续加入硅酸钠溶液将pH值调节至11，反应10min；
(4)向经步骤(3)处理的母液中加入稀硫酸，将体系的pH值调节至9，反应10min后，继续加稀硫酸将pH调节至7，反应10min后，再继续加稀硫酸将pH调节至5，反应10min；
(5)步骤(4)反应完毕后的母液用板框过滤机过滤洗涤，得到的二氧化硅喷雾干燥，得到高分散二氧化硅，分散度等级＞9.7。
实施例2
一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法，包括以下步骤：
(1)将模数为3.5的硅酸钠用水溶解，配制成密度为1.25g/cm3的硅酸钠溶液，将浓硫酸用水稀释配制成浓度为3mol/L的稀硫酸；
(2)将硅酸钠溶液加热至90℃后，在搅拌下，先向硅酸钠溶液中加入辛基酚聚氧乙烯醚，混匀后，再加入稀硫酸，至体系的pH值为5，反应10min，得到母液，辛基酚聚氧乙烯醚的质量百分比浓度为1％；
(3)向步骤(2)的母液中加入硅酸钠溶液，将体系的pH值调节至7，反应10min后，继续加入硅酸钠溶液将pH值调节至9，反应10min后，再继续加入硅酸钠溶液将pH值调节至11，反应10min；
(4)向经步骤(3)处理的母液中加入稀硫酸，将体系的pH值调节至9，反应10min后，继续加稀硫酸将pH调节至7，反应10min后，再继续加稀硫酸将pH调节至5，反应10min；
(5)步骤(4)反应完毕后的母液用板框过滤机过滤洗涤，得到的二氧化硅喷雾干燥，得到高分散二氧化硅，分散度等级＞9.7。
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。

Claims (5)

1.一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法，包括以下步骤：
(1)配制硅酸钠溶液和酸溶液；
(2)向硅酸钠溶液中加入表面活性剂和酸溶液，至体系的pH值为5，得到母液；
(3)向母液中加入硅酸钠溶液，将体系的pH值由5梯度调节至11，然后向母液中加入酸溶液，将体系的pH值由11梯度调节至5；
(4)母液经分离、干燥，得到高分散二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的表面活性剂在母液中的质量百分比浓度为0.2～2％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为非离子型表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的非离子型表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和/或月桂醇聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于：
所述的硅酸钠溶液的密度为1.1～1.25g/cm3，硅酸钠的模数为2～4；
所述的酸溶液为浓度为1～3mol/L的硫酸；
所述的体系的pH值由5梯度调节至11是按pH值为5→7→9→11的梯度进行调节，每次调节后反应5～15min；
所述的体系的pH值由11梯度调节至5是按pH值为11→9→7→5的梯度进行调节，每次调节后反应5～15min。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111017939A (zh) * 2020-01-14 2020-04-17 福建省三明正元化工有限公司 一种高分散二氧化硅的制备方法
CN111825098A (zh) * 2020-07-15 2020-10-27 确成硅化学股份有限公司 一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅及其制备方法
CN111825097A (zh) * 2020-07-15 2020-10-27 确成硅化学股份有限公司 一种低铝高分散白炭黑及其制备方法
CN111875989A (zh) * 2020-07-15 2020-11-03 确成硅化学股份有限公司 一种航空轮胎标识胶专用白炭黑及其制备方法
WO2020244182A1 (zh) * 2019-06-05 2020-12-10 确成硅化学股份有限公司 一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法
CN113321217A (zh) * 2021-06-30 2021-08-31 确成硅化学股份有限公司 一种高冰面抓着力轮胎专用高分散白炭黑的制备方法
CN113336235A (zh) * 2021-06-30 2021-09-03 确成硅化学股份有限公司 一种高操控性轮胎专用高分散白炭黑的制备方法
CN113401914A (zh) * 2021-07-01 2021-09-17 确成硅化学股份有限公司 一种高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法
CN114105153A (zh) * 2021-12-07 2022-03-01 无锡恒诚硅业有限公司 一种制备橡胶补强二氧化硅的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114286800B (zh) * 2021-12-01 2023-03-17 无锡恒诚硅业有限公司 一种疏水白炭黑橡胶补强剂及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104058415A (zh) * 2014-04-29 2014-09-24 清华大学 高分散纳米二氧化硅的制备方法
CN105000567A (zh) * 2015-07-30 2015-10-28 西南石油大学 一种高分散纳米二氧化硅的制备方法
CN108439414A (zh) * 2018-02-11 2018-08-24 确成硅化学股份有限公司 一种pH值摆动法制备高分散大孔容沉淀二氧化硅的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108383130A (zh) * 2018-05-04 2018-08-10 福建远翔新材料股份有限公司 一种沉淀水合二氧化硅的合成方法
CN110127709B (zh) * 2019-06-05 2021-09-28 确成硅化学股份有限公司 一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104058415A (zh) * 2014-04-29 2014-09-24 清华大学 高分散纳米二氧化硅的制备方法
CN105000567A (zh) * 2015-07-30 2015-10-28 西南石油大学 一种高分散纳米二氧化硅的制备方法
CN108439414A (zh) * 2018-02-11 2018-08-24 确成硅化学股份有限公司 一种pH值摆动法制备高分散大孔容沉淀二氧化硅的方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020244182A1 (zh) * 2019-06-05 2020-12-10 确成硅化学股份有限公司 一种梯度pH沉淀法制备高分散二氧化硅的方法
CN111017939A (zh) * 2020-01-14 2020-04-17 福建省三明正元化工有限公司 一种高分散二氧化硅的制备方法
CN111017939B (zh) * 2020-01-14 2023-10-24 福建省三明正元化工有限公司 一种高分散二氧化硅的制备方法
CN111825098A (zh) * 2020-07-15 2020-10-27 确成硅化学股份有限公司 一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅及其制备方法
CN111825097A (zh) * 2020-07-15 2020-10-27 确成硅化学股份有限公司 一种低铝高分散白炭黑及其制备方法
CN111875989A (zh) * 2020-07-15 2020-11-03 确成硅化学股份有限公司 一种航空轮胎标识胶专用白炭黑及其制备方法
CN111825097B (zh) * 2020-07-15 2023-10-27 确成硅化学股份有限公司 一种低铝高分散白炭黑及其制备方法
CN111825098B (zh) * 2020-07-15 2023-10-27 确成硅化学股份有限公司 一种高分散大孔容孔径窄分布水合二氧化硅及其制备方法
CN113321217A (zh) * 2021-06-30 2021-08-31 确成硅化学股份有限公司 一种高冰面抓着力轮胎专用高分散白炭黑的制备方法
CN113336235A (zh) * 2021-06-30 2021-09-03 确成硅化学股份有限公司 一种高操控性轮胎专用高分散白炭黑的制备方法
CN113401914A (zh) * 2021-07-01 2021-09-17 确成硅化学股份有限公司 一种高抗疲劳轮胎专用高分散白炭黑的制备方法
CN114105153A (zh) * 2021-12-07 2022-03-01 无锡恒诚硅业有限公司 一种制备橡胶补强二氧化硅的方法

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WO2020244182A1 (zh) 2020-12-10

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