CN111154293A - 一种高性能水合二氧化硅的制备方法 - Google Patents

一种高性能水合二氧化硅的制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种高性能水合二氧化硅的制备方法，该制备方法包括以下步骤：（1）将硅酸钠和水混合，升温至48~52℃，分散；（2）向体系中滴加浓硫酸，至pH为7.5~8.0，保温反应；加入过硫酸钾，升温至77~82℃，加入N‑异丙基丙烯酰胺，滴加浓硫酸，至pH为5.0~5.5，保温反应；降至室温，滴加三乙胺，至pH为9.0~9.5，搅拌反应，过滤取滤饼，水洗，滤饼干燥至水分低于5wt%；取滤饼，加入甲醇或乙醇，搅拌混合，过滤取滤液，旋转蒸发除尽溶剂，得到水合二氧化硅，过程严格控温、控量、控时等，具有提高疏水性、减少橡胶力学性能下降可能性的优点。

Description

一种高性能水合二氧化硅的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高性能水合二氧化硅的制备方法。
背景技术
水合二氧化硅因表面含有较多羟基，易吸水而成为聚集的细粒。它的化学稳定性好、耐高温、不燃烧、内表面积大、电绝缘性强，它在化工、轻工等行业中应用广泛，如橡胶、塑料、造纸、涂料、化妆品、油墨及牙膏等。
目前针对水合二氧化硅的研究主要集中于其表面亲水性的改进，然而在研究过程中发现，大部分改性剂的使用会造成橡胶力学性能下降的情况产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能水合二氧化硅的制备方法，具有提高疏水性、减少橡胶力学性能下降可能性的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高性能水合二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:3.8~4.2加至反应罐中，升温至48~52℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向48~52℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为7.5~8.0，搅拌并保温反应55~65min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至77~82℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.0~5.5，搅拌并保温反应12~16min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.1~0.3:4~6；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.0~9.5，搅拌反应8~12min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼2~3次，将滤饼置于40~50℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.4~1.6的比例加入甲醇或乙醇，搅拌混合12~16min，滤纸过滤取滤液，滤液于45~60℃下旋转蒸发除尽溶剂。
优选的，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:4.0加至反应罐中，升温至50℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向50℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为8.0，搅拌并保温反应60min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至80℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.5，搅拌并保温反应15min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.2:5；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.2，搅拌反应10min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼3次，将滤饼置于45℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.5的比例加入乙醇，搅拌混合15min，滤纸过滤取滤液，滤液于60℃下旋转蒸发除尽溶剂。
优选的，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:4.0加至反应罐中，升温至50℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向50℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为8.0，搅拌并保温反应60min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至80℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.5，搅拌并保温反应15min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.2:5；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.2，搅拌反应10min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼3次，将滤饼置于45℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.5的比例加入乙醇，搅拌混合15min，滤纸过滤取滤液，滤液于60℃下旋转蒸发除尽溶剂，得到水合二氧化硅；
（3）将水、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.02~0.04:0.05~0.07:1的比例混合，升温至80~86℃并保温反应55~65min，之后通入进气温度为250~350℃、出口温度为80~100℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
优选的，步骤（3）包括以下步骤：将水、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
优选的，步骤（3）包括以下步骤：将水、碳酸钙晶须、氯化钡、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.001:0.002:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
本发明技术效果主要体现在以下方面：具有高比表面积，起到较好的补强作用，提高疏水性，提高分散性，具有较好的改性效果，保持或提高橡胶的力学性能。
具体实施方式
实施例1：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:3.8加至反应罐中，升温至48℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向48~52℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为7.5，搅拌并保温反应55min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至77℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.0，搅拌并保温反应16min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.1:4；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.0，搅拌反应12min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼2次，将滤饼置于40℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.4的比例加入甲醇或乙醇，搅拌混合16min，滤纸过滤取滤液，滤液于45℃下旋转蒸发除尽溶剂。
实施例2：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:4.2加至反应罐中，升温至52℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向52℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为8.0，搅拌并保温反应55min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至82℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.5，搅拌并保温反应12min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.3:6；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.5，搅拌反应8min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼2次，将滤饼置于50℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.6的比例加入甲醇或乙醇，搅拌混合12min，滤纸过滤取滤液，滤液于60℃下旋转蒸发除尽溶剂。
实施例3：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:4.0加至反应罐中，升温至50℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向50℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为8.0，搅拌并保温反应60min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至80℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.5，搅拌并保温反应15min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.2:5；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.2，搅拌反应10min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼3次，将滤饼置于45℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.5的比例加入乙醇，搅拌混合15min，滤纸过滤取滤液，滤液于60℃下旋转蒸发除尽溶剂。
实施例4：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.02:0.05:1的比例混合，升温至80℃并保温反应65min，之后通入进气温度为250℃、出口温度为80℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
实施例5：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.04:0.07:1的比例混合，升温至86℃并保温反应55min，之后通入进气温度为350℃、出口温度为100℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
实施例6：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
实施例7：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、碳酸钙晶须、氯化钡、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.001:0.002:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
对比实施例1：一种水合二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:3.8加至反应罐中，升温至48℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向48~52℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为7.5，搅拌并保温反应55min；
然后将体系升温至77℃，向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.0，搅拌并保温反应16min；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.0，搅拌反应12min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼2次，将滤饼置于40℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.4的比例加入甲醇或乙醇，搅拌混合16min，滤纸过滤取滤液，滤液于45℃下旋转蒸发除尽溶剂。
对比实施例2：一种水合二氧化硅的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:4.0加至反应罐中，升温至50℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向50℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为8.0，搅拌并保温反应60min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至80℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.5，搅拌并保温反应15min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.2:5；
滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼3次，将滤饼置于45℃下鼓风干燥至水分低于5wt%。
对比实施例3：一种水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、十二烷基磺酸钠和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.03:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
对比实施例4：一种水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
对比实施例5：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、碳酸钙晶须、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.001:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
对比实施例6：一种高性能水合二氧化硅的制备方法，步骤（3）用以下方法替代：将水、氯化钡、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.002:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
性能测试
（1）活化度测试
准确称取500mg的水合二氧化硅于250ml烧杯总，加入100ml去离子水，搅拌30min，转移至250ml分液漏斗中，静置24hr，将沉入底部的水合二氧化硅过滤、烘干、称重，再根据公式计算活化度。活化度=100%×[样品总质量-样品沉底部分质量]/样品总质量。平行试验5次，取平均值。
（2）吸油值的测定
参照GB10528-89测定水合二氧化硅的吸油值。将DBP（邻苯二甲酸二丁酯）呈放在玻璃板的试样中，用玻璃棒对试样进行搅拌、滚压，至自由流动的粉末全部滚至玻璃棒上而玻璃板上不出现油迹为止。DBP吸着率=VDBP/G，VDBP代表使用的DBP的体积(ml)，G代表每次测试所用水合二氧化硅的质量(g)。平行试验5次，取平均值。
（3）应用测试
将的水合二氧化硅与橡胶进行加工，采用AKRON耐磨试验机(GT-7012-A)、电脑式桌上型拉力试验机(TH-8203A)、邵氏硬度计(LAC-J)等仪器测试橡胶的硬度、拉伸强度、撕裂强度等物理性能。按照HG/T2404-2008《沉淀水合水合二氧化硅在丁苯胶中的鉴定》进行橡胶加工。
表1性能测试
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表1显示：活化度用来表征水合二氧化硅粉体的疏水程度，活化度越大说明疏水程度越大，即改性效果越好。
由于DBP分子较大，更易进入水合二氧化硅颗粒内部较大的孔道，DBP吸着率越大说明水合二氧化硅的三维网络结构越发达；作为填料时，水合二氧化硅与基体分子的结合能力越强，有利于改善胶料的补强性，在一定范围可以改善水合二氧化硅的分散性。
与对比实施例1相比，对比实施例2-6以及实施例1-7的活化度增加、DBP吸着率增加，说明其疏水程度越大、起到一定的疏水改性效果。
与对比实施例1相比，添加对比实施例2-6以及实施例1-7后的橡胶力学性能提高或几乎不变，说明其改性对橡胶的力学性能无降低作用。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种高性能水合二氧化硅的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:3.8~4.2加至反应罐中，升温至48~52℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向48~52℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为7.5~8.0，搅拌并保温反应55~65min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至77~82℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.0~5.5，搅拌并保温反应12~16min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.1~0.3:4~6；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.0~9.5，搅拌反应8~12min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼2~3次，将滤饼置于40~50℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.4~1.6的比例加入甲醇或乙醇，搅拌混合12~16min，滤纸过滤取滤液，滤液于45~60℃下旋转蒸发除尽溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种高性能水合二氧化硅的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:4.0加至反应罐中，升温至50℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向50℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为8.0，搅拌并保温反应60min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至80℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.5，搅拌并保温反应15min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.2:5；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.2，搅拌反应10min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼3次，将滤饼置于45℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.5的比例加入乙醇，搅拌混合15min，滤纸过滤取滤液，滤液于60℃下旋转蒸发除尽溶剂。
3.根据权利要求2所述的一种高性能水合二氧化硅的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）将硅酸钠和水按质量比1:4.0加至反应罐中，升温至50℃，搅拌分散，得到液体水玻璃；
（2）向50℃的液体水玻璃体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为8.0，搅拌并保温反应60min；
向体系中加入过硫酸钾，然后将体系升温至80℃，向体系中加入N-异丙基丙烯酰胺，再向体系中滴加浓度为98wt%的浓硫酸，至体系pH为5.5，搅拌并保温反应15min；硅酸钠、过硫酸钾和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为100:0.2:5；
再将体系降温至室温，向体系中滴加三乙胺，至体系pH为9.2，搅拌反应10min，滤纸过滤取滤饼，水洗滤饼3次，将滤饼置于45℃下鼓风干燥至水分低于5wt%；
取干燥后的滤饼，按滤饼和溶剂质量比为1:1.5的比例加入乙醇，搅拌混合15min，滤纸过滤取滤液，滤液于60℃下旋转蒸发除尽溶剂，得到水合二氧化硅；
（3）将水、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.02~0.04:0.05~0.07:1的比例混合，升温至80~86℃并保温反应55~65min，之后通入进气温度为250~350℃、出口温度为80~100℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
4.根据权利要求3所述的一种高性能水合二氧化硅的制备方法，其特征是，步骤（3）包括以下步骤：将水、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
5.根据权利要求4所述的一种高性能水合二氧化硅的制备方法，其特征是，步骤（3）包括以下步骤：将水、碳酸钙晶须、氯化钡、十二烷基磺酸钠、聚醋酸乙烯酯和步骤（2）制备的水合二氧化硅按质量比为1.0:0.001:0.002:0.03:0.06:1的比例混合，升温至85℃并保温反应60min，之后通入进气温度为300℃、出口温度为90℃的喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116333646A (zh) * 2023-03-17 2023-06-27 常熟市江南粘合剂有限公司 聚氯乙烯薄膜胶粘剂及其生产工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060165581A1 (en) * 2003-01-22 2006-07-27 Oleg Stenzel Highly dispersible silica for using in rubber
WO2006103203A1 (fr) * 2005-03-29 2006-10-05 Rhodia Uk Limited Utilisation de copolymeres greffes dans l'inhibition de tartre de silice
CN101941705A (zh) * 2010-09-14 2011-01-12 南开大学 一种用温敏性聚合物结构导向剂制备介孔二氧化硅的方法
CN106315596A (zh) * 2016-08-09 2017-01-11 确成硅化学股份有限公司 一种低ctab比表面积低生热白炭黑的生产工艺
CN107265465A (zh) * 2017-06-07 2017-10-20 山东交通学院 一种中空二氧化硅纳米球的制备方法及其产品
CN107697921A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 无锡恒诚硅业有限公司 一种高分散性白炭黑及其制备方法
CN108584966A (zh) * 2018-06-22 2018-09-28 确成硅化学股份有限公司 一种高分散高补强性白炭黑的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060165581A1 (en) * 2003-01-22 2006-07-27 Oleg Stenzel Highly dispersible silica for using in rubber
WO2006103203A1 (fr) * 2005-03-29 2006-10-05 Rhodia Uk Limited Utilisation de copolymeres greffes dans l'inhibition de tartre de silice
CN101941705A (zh) * 2010-09-14 2011-01-12 南开大学 一种用温敏性聚合物结构导向剂制备介孔二氧化硅的方法
CN106315596A (zh) * 2016-08-09 2017-01-11 确成硅化学股份有限公司 一种低ctab比表面积低生热白炭黑的生产工艺
CN107265465A (zh) * 2017-06-07 2017-10-20 山东交通学院 一种中空二氧化硅纳米球的制备方法及其产品
CN107697921A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 无锡恒诚硅业有限公司 一种高分散性白炭黑及其制备方法
CN108584966A (zh) * 2018-06-22 2018-09-28 确成硅化学股份有限公司 一种高分散高补强性白炭黑的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HENG CHEN 等: "The effect of superhydrophobic nano-silica particles on the transport and mechanical properties of hardened cement pastes" *
郝书峰;郑治祥;范卫青;徐光青;吕;吴玉程;: "沉淀法白炭黑的表面改性及其性能研究" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116333646A (zh) * 2023-03-17 2023-06-27 常熟市江南粘合剂有限公司 聚氯乙烯薄膜胶粘剂及其生产工艺
CN116333646B (zh) * 2023-03-17 2024-01-30 常熟市江南粘合剂有限公司 聚氯乙烯薄膜胶粘剂及其生产工艺

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