CN111807378B - 一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法 - Google Patents

一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111807378B
CN111807378B CN202010638721.0A CN202010638721A CN111807378B CN 111807378 B CN111807378 B CN 111807378B CN 202010638721 A CN202010638721 A CN 202010638721A CN 111807378 B CN111807378 B CN 111807378B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon black
white carbon
sodium silicate
gamma
liquid sodium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010638721.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111807378A (zh
Inventor
王永庆
马加佳
阙伟东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quechen Silicon Chemical Co Ltd
Original Assignee
Quechen Silicon Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quechen Silicon Chemical Co Ltd filed Critical Quechen Silicon Chemical Co Ltd
Priority to CN202010638721.0A priority Critical patent/CN111807378B/zh
Publication of CN111807378A publication Critical patent/CN111807378A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111807378B publication Critical patent/CN111807378B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C01B33/187—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates
    • C01B33/193—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28—Compounds of silicon
    • C09C1/30—Silicic acid
    • C09C1/3063—Treatment with low-molecular organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/90—Other properties not specified above
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

本发明公开了一种卡车轮胎专用白炭黑。该白炭黑的BET比表面积与CTAB比表面积之比为1.2～1.4:1，更优选为γ‑丁内脂改性的白炭黑。通过包括以下步骤：(1)向液体硅酸钠中加入γ‑丁内脂；(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热；(3)向步骤(2)的液体硅酸钠中加入酸液，生成的浆液经过固液分离、干燥，得到所述白炭黑。与现有技术相比，采用本发明的白炭黑可赋予橡胶更好的加工性和燃油经济性。

Description

一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法。
背景技术
作为重要的交通运输工具，提高卡车的燃油经济性对于降低交通运输成本具有非常重要的现实意义。在高速公路行驶中，因轮胎滚动阻力所导致的燃料消耗约占25％左右。现有技术有通过添加硅烷偶联剂以提高白炭黑与橡胶的结合来降低轮胎的滚动阻力以提高燃油经济性，但硅烷偶联剂的使用存在使橡胶加工劣化的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法，该白炭黑可赋予橡胶更好的加工性和燃油经济性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种卡车轮胎专用白炭黑，该白炭黑的BET比表面积与CTAB比表面积之比为1.2～1.4:1。
优选地，所述白炭黑的BET比表面积与CTAB比表面积之比为1.3:1。
优选地，所述白炭黑的粒径D90为0.1～0.5微米。
优选地，所述白炭黑为γ-丁内脂改性的白炭黑。
上述卡车轮胎专用白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
(1)向液体硅酸钠中加入γ-丁内脂；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热；
(3)向步骤(2)的液体硅酸钠中加入酸液，生成的浆液经过固液分离、干燥，得到所述白炭黑。
优选地，γ-丁内脂的用量为硅酸钠质量的1～3％。
优选地，步骤(1)中，所述液体硅酸钠中硅酸钠的浓度为30～40wt％。
优选地，硅酸钠的模数为2.5～3.5。
优选地，步骤(2)中，将液体硅酸钠加热至60～80℃。
优选地，步骤(3)中，向液体硅酸钠中加入酸液至pH值达到3～6。
优选地，酸液加完后反应0.5～2小时。
优选地，步骤(3)中，所酸液为硫酸或盐酸。
具体实施方式
以下结合本发明的优选实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
粒径按GB/T 32698-2016测定。
BET比表面积按GB/T19587-2017测定。
CTAB比表面积按GB/T23656-2016测定
硫化胶采用HG/T2404-2008混炼，配方为该标准中表1的1#配方。按GB/T1232.1测试未硫化混炼胶的门尼黏度(ML100℃1+4)。
硫化胶的损耗因子Tanδ(60℃)按ASTM D5992-96测定。
采用未改的白炭黑作为对照样品。
M表示采用γ-丁内脂改性的白炭黑的未硫化混炼胶的门尼黏度。
M0表示采用未改的白炭黑的未硫化混炼胶的门尼黏度。
Tanδ表示采用γ-丁内脂改性的白炭黑的硫化胶的损耗因子。
Tanδ0表示采用未改的白炭黑的硫化胶的损耗因子。
门尼黏度越低，未硫化混炼胶的加工性越好。损耗因子越小，滚动阻力越低，燃油经济性越好。
实施例1
一种卡车轮胎专用白炭黑，制备过程如下：
(1)向硅酸钠(模数为2.5)浓度为30％的液体硅酸钠中加入γ-丁内脂，γ-丁内脂用量为硅酸钠质量的1％，混合均匀；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热至60℃；
(3)在搅拌下，向步骤(2)的液体硅酸钠中加入浓度为30wt％的硫酸，直至pH值达到6，生成浆液，继续反应0.5小时后，压滤，洗涤，干燥，即得到γ-丁内脂改性的白炭黑。
该白炭黑的粒径D90为0.2～0.4微米，BET比表面积/CTAB比表面积＝1.22:1。
对比例1
对照白炭黑的制备与实施例1的区别在于：不加γ-丁内脂。实施例1与对比例1的M/M0＝0.91，Tanδ/Tanδ0＝0.93。
实施例2
一种卡车轮胎专用白炭黑，制备过程如下：
(1)向硅酸钠(模数为3)浓度为30％的液体硅酸钠中加入γ-丁内脂，γ-丁内脂用量为硅酸钠质量的2％，混合均匀；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热至60℃；
(3)在搅拌下，向步骤(2)的液体硅酸钠中加入浓度为30wt％的硫酸，直至pH值达到4，生成浆液，继续反应0.5小时后，压滤，洗涤，干燥，即得到γ-丁内脂改性的白炭黑。
该白炭黑的粒径D90为0.2～0.3微米，BET比表面积/CTAB比表面积＝1.23:1。
对比例2
对照白炭黑的制备与实施例2的区别在于：不加γ-丁内脂。实施例2与对比例2的M/M0＝0.90，Tanδ/Tanδ0＝0.88。
实施例3
一种卡车轮胎专用白炭黑，制备过程如下：
(1)向硅酸钠(模数为3.5)浓度为40％的液体硅酸钠中加入γ-丁内脂，γ-丁内脂用量为硅酸钠质量的3％，混合均匀；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热至70℃；
(3)在搅拌下，向步骤(2)的液体硅酸钠中加入浓度为35wt％的硫酸，直至pH值达到3，生成浆液，继续反应1小时后，压滤，洗涤，干燥，即得到γ-丁内脂改性的白炭黑。
该白炭黑的粒径D90为0.1～0.3微米，BET比表面积/CTAB比表面积＝1.38:1。
对比例3
对照白炭黑的制备与实施例3的区别在于：不加γ-丁内脂。实施例3与对比例3的M/M0＝0.91，Tanδ/Tanδ0＝0.90。
实施例4
一种卡车轮胎专用白炭黑，制备过程如下：
(1)向硅酸钠(模数为3.3)浓度为35％的液体硅酸钠中加入γ-丁内脂，γ-丁内脂用量为硅酸钠质量的2％，混合均匀；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热至80℃；
(3)在搅拌下，向步骤(2)的液体硅酸钠中加入浓度为40wt％的硫酸，直至pH值达到5，生成浆液，继续反应2小时后，压滤，洗涤，干燥，即得到γ-丁内脂改性的白炭黑。
该白炭黑的粒径D90为0.3～0.4微米，BET比表面积/CTAB比表面积＝1.3:1。
实施例5
一种卡车轮胎专用白炭黑，制备过程如下：
(1)向硅酸钠(模数为3.0)浓度为35％的液体硅酸钠中加入γ-丁内脂，γ-丁内脂用量为硅酸钠质量的2％，混合均匀；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热至80℃；
(3)在搅拌下，向步骤(2)的液体硅酸钠中加入浓度为40wt％的硫酸，直至pH值达到4，生成浆液，继续反应2小时后，压滤，洗涤，干燥，即得到γ-丁内脂改性的白炭黑。
该白炭黑的粒径D90为0.4～0.5微米，BET比表面积/CTAB比表面积＝1.36:1。
实施例6
一种卡车轮胎专用白炭黑，制备过程如下：
(1)向硅酸钠(模数为3.0)浓度为35％的液体硅酸钠中加入γ-丁内脂，γ-丁内脂用量为硅酸钠质量的2％，混合均匀；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热至70℃；
(3)在搅拌下，向步骤(2)的液体硅酸钠中加入浓度为40wt％的硫酸，直至pH值达到3，生成浆液，继续反应2小时后，压滤，洗涤，干燥，即得到γ-丁内脂改性的白炭黑。
该白炭黑的粒径D90为0.3～0.5微米，BET比表面积/CTAB比表面积＝1.24:1。
对比例4
对照白炭黑的制备与实施例4的区别在于：不加γ-丁内脂。
实施例4与对比例4的M/M0＝0.88，Tanδ/Tanδ0＝0.87。
实施例5与对比例4的M/M0＝0.92，Tanδ/Tanδ0＝0.90。
实施例6与对比例4的M/M0＝0.91，Tanδ/Tanδ0＝0.89。
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 (10)

1.一种卡车轮胎专用白炭黑，其特征在于：所述白炭黑的BET比表面积与CTAB比表面积之比为1.2～1.4:1；
所述白炭黑为γ-丁内脂改性的白炭黑；
所述白炭黑通过包括以下步骤的方法制备得到：
(1)向液体硅酸钠中加入γ-丁内脂；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热；
(3)向步骤(2)的液体硅酸钠中加入酸液，生成的浆液经过固液分离、干燥，得到所述白炭黑；
γ-丁内脂的用量为硅酸钠质量的1～3％。
2.根据权利要求1所述的卡车轮胎专用白炭黑，其特征在于：所述白炭黑的BET比表面积与CTAB比表面积之比为1.3:1。
3.根据权利要求1或2所述的卡车轮胎专用白炭黑，其特征在于：所述白炭黑的粒径D90为0.1～0.5微米。
4.权利要求1至3任一所述的卡车轮胎专用白炭黑的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)向液体硅酸钠中加入γ-丁内脂；
(2)将步骤(1)的液体硅酸钠加热；
(3)向步骤(2)的液体硅酸钠中加入酸液，生成的浆液经过固液分离、干燥，得到所述白炭黑；
γ-丁内脂的用量为硅酸钠质量的1～3％。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述液体硅酸钠中硅酸钠的浓度为30～40wt％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：硅酸钠的模数为2.5～3.5。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，将液体硅酸钠加热至60～80℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，向液体硅酸钠中加入酸液至pH值达到3～6。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：酸液加完后反应0.5～2小时。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所酸液为硫酸或盐酸。
CN202010638721.0A 2020-07-03 2020-07-03 一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法 Active CN111807378B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010638721.0A CN111807378B (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010638721.0A CN111807378B (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111807378A CN111807378A (zh) 2020-10-23
CN111807378B true CN111807378B (zh) 2023-09-08

Family

ID=72855738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010638721.0A Active CN111807378B (zh) 2020-07-03 2020-07-03 一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111807378B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102414127A (zh) * 2009-05-04 2012-04-11 Ppg工业俄亥俄公司 微孔沉淀二氧化硅
JP2015117138A (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 株式会社アドマテックス シリカ粒子の製造方法
CN106029569A (zh) * 2014-02-28 2016-10-12 罗地亚经营管理公司 制备沉淀二氧化硅的方法、沉淀二氧化硅及其用途，特别是用于增强聚合物
CN107055557A (zh) * 2017-05-04 2017-08-18 无锡恒诚硅业有限公司 一种可调控ctab比表面积的白炭黑的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10330221A1 (de) * 2002-08-03 2004-02-12 Degussa Ag Hochdispersible Fällungskieselsäure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102414127A (zh) * 2009-05-04 2012-04-11 Ppg工业俄亥俄公司 微孔沉淀二氧化硅
JP2015117138A (ja) * 2013-12-16 2015-06-25 株式会社アドマテックス シリカ粒子の製造方法
CN106029569A (zh) * 2014-02-28 2016-10-12 罗地亚经营管理公司 制备沉淀二氧化硅的方法、沉淀二氧化硅及其用途，特别是用于增强聚合物
CN107055557A (zh) * 2017-05-04 2017-08-18 无锡恒诚硅业有限公司 一种可调控ctab比表面积的白炭黑的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111807378A (zh) 2020-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1089096C (zh) 用于制造有掺铝沉淀二氧化硅基质的轮胎的橡胶组合物
US6375735B1 (en) Precipitated silicas, silica gels with and free of deposited carbon from caustic biomass ash solutions and processes
CN101913595B (zh) 一种用硅藻土制备多孔炭和白炭黑的方法
AU2001247885A1 (en) Precipitated silicas, silica gels with and free of deposited carbon from caustic biomass ash solutions and processes
WO2021169602A1 (zh) 高模量低生热的支撑胶橡胶组合物
CN110643214B (zh) 一种涂料用高分散性沉淀二氧化硅防沉剂及其制备方法
CN111072034B (zh) 一种表面枝接乙烯基改性白炭黑的制备方法
EP1324947A2 (en) Methods for synthesizing precipitated silica and use thereof
US10981795B2 (en) Precipitated silica
CN111807378B (zh) 一种卡车轮胎专用白炭黑及其制备方法
CN103848427B (zh) 一种高分散沉淀白炭黑及其制备方法
CN110589843A (zh) 一种粒径可控的具有核壳结构的疏水白炭黑的制备方法
CN114524978B (zh) 一种壳聚糖/二氧化硅纳米杂化材料及其仿生矿化制备方法与应用
CN113753905B (zh) 一种高分散白炭黑的制备方法
CN111807377B (zh) 一种用于提高冬季轮胎性能的白炭黑
CN1916059A (zh) 合成橡胶用白炭黑及其制备方法
CN107324350A (zh) 一种利用低品位硅藻土制备纳米沉淀二氧化硅的方法
US11242260B2 (en) Process for preparing precipitated silica
WO2017109743A1 (en) Precipitated silica
CN111363382A (zh) 一种碳酸钙/硅酸钙/氧化硅材料的制备方法及应用
CN112778584A (zh) 橡胶复合母粒及其制备方法
CN109880199A (zh) 一种环保型冬季轮胎生物基胎面胶配方
CN105860589B (zh) 一种原位功能化改性白炭黑的制备方法
CN109851877A (zh) 一种环保型冬季生物基胎面轮胎制备方法
CN118359202A (zh) 一种生物基橡胶补强材料及制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant