CN114368759A - 一种改善橡胶用二氧化硅及其制备方法 - Google Patents

一种改善橡胶用二氧化硅及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改善橡胶用二氧化硅及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：混合硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；超声条件下热处理所得混合液，得到反应液；混合酸液与所得反应液，调节pH值至2‑2.5，得到白炭黑溶胶；干燥所得白炭黑溶胶，得到白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；热处理所得白炭黑粉体，得到所述改善橡胶用二氧化硅。所述制备方法得到的改善橡胶用二氧化硅具有优异的分散性能，用于轮胎制备时，能够避免橡胶混炼过程中生热速度快，混炼胶粘辊的问题，炼胶结束后的温度≤50℃，且具有≥180m2/g的比表面积，以及9.5以上的分散度。

Description

一种改善橡胶用二氧化硅及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎技术领域，涉及一种二氧化硅，尤其涉及一种改善橡胶用二氧化硅及其制备方法。
背景技术
随着轮胎行业的发展，高分散二氧化硅在子午轮胎中的填充量越来越多，目前，普通性能的子午轮胎中二氧化硅的填充量在60-80phr，大幅度地降低了轮胎的滚动阻力，节省燃油消耗量与CO2排放量，同时明显改善了轮胎在湿滑路面上的抓地能力，大幅度减少了轮胎的制动距离，提升了驾驶安全性。随着轮胎配方的进一步升级，高性能轮胎在市场中的比例逐渐上升，其中二氧化硅填充量更大，达到130phr以上，因此对二氧化硅的分散性能要求更高。
传统方法制备的二氧化硅颗粒之间的作用力强，易团聚，使得作为填料的二氧化硅团聚，不能均匀分散在有机橡胶基体中。此外，在橡胶混炼过程中，传统方法制备得到的二氧化硅容易吸附橡胶混炼助剂，从而延长硫化时间，降低复合材料的交联密度，导致橡胶复合材料的力学性能、机械性能较差，严重影响了轮胎的使用寿命及安全性。
同时，高二氧化硅填充量的高性能轮胎配方中，会由于二氧化硅分散能力的局限性导致在橡胶混炼过程中出现生热速度快、混炼胶粘辊的严重问题，无法进行下一步生产，带来巨大的质量问题与安全问题，因此，需要提高二氧化硅在橡胶中的分散性。
CN 108946745A公开了一种改性沉淀二氧化硅及其制备方法，所述制备方法包括首先将阳离子表面活性剂加入水玻璃溶液中，升温得到溶液A，随后将硫酸钠加入溶液A中进行沉淀反应，在反应过程中利用硫酸溶液调节pH，待反应结束后进行陈化，得到改性沉淀二氧化硅。该方法将阳离子表面活性剂加入到水玻璃溶液中，阳离子表面活性剂溶于水后带正电荷，沉淀二氧化硅表面的负电荷变会与阳离子相互作用，达到包覆改性的效果，但其在橡胶中的分散效果改性有限，无法有效改善橡胶混炼过程中生热速度过快的问题。
CN 111073042A公开了一种橡胶填料用超分散纳米白炭黑的制备方法，首先对烷基酚聚氧乙烯醚和硅烷偶联剂进行共聚反应，其生成产物有机硅/烷基酚聚氧乙烯醚共聚物对纳米白炭黑粒子表面进行多点锚固改性，而后采用不饱和丙烯酸酯极性单体和对芳基乙烯类单体进行极性预乳化处理，再利用原位聚合制备超分散型纳米白炭黑。其直接对纳米白炭黑成品进行改性，改性分散效果有限，而且，改性过程中所用有机物较多，产生的废水难以处理。
CN 111073045A公开了一种高分散性橡胶填料纳米白炭黑的改性方法，该发明采用聚醚多元醇对纳米白炭黑粒子表面进行锚固改性，而后对溶聚丁苯胶浆用极性单体进行接枝聚合，最后通过包覆处理在纳米白炭黑粒子表面形成一种连接强度高的阻碍层，得到分离纳米白炭黑粒子的效果。其能够使纳米白炭黑均匀地分散到溶聚丁苯橡胶体系中，但其同样为对对纳米白炭黑成品进行改性，改性分散效果有限，而且，改性过程中所用有机物较多，产生的废水难以处理。
因此，需要提供一种能够进一步提升纳米白炭黑分散效果的制备方法，使制备得到的白炭黑用于橡胶改性时，能够避免混炼过程中生热速度快以及混炼胶粘辊的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改善橡胶用二氧化硅及其制备方法，所述制备方法得到的改善橡胶用二氧化硅具有优异的分散性能，用于轮胎制备时，能够避免橡胶混炼过程中生热速度快，混炼胶粘辊的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种改善橡胶用二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；
(2)超声条件下热处理步骤(1)所得混合液，得到反应液；
(3)混合酸液与步骤(2)所得反应液，调节pH值至2-2.5，得到白炭黑溶胶；
(4)干燥步骤(3)所得白炭黑溶胶，得到白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；
(5)热处理步骤(4)所得白炭黑粉体，得到所述改善橡胶用二氧化硅。
本发明通过改性有机溶液的添加能够使二氧化硅得到初步分散，而后配合后续的自蔓延燃烧，得到分散性能优良的二氧化硅。本发明提供的制备方法简单易行，制备得到的改善橡胶用二氧化硅具有优异的分散性能，用于轮胎制备时，能够避免橡胶混炼过程中生热速度快，混炼胶粘辊的问题。
本发明所述制备方法的步骤(3)中，使用酸液调节pH值的终点为2-2.5，例如可以是2、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，在此pH值条件下得到的白炭黑溶胶，在后续自蔓延燃烧处理时，能够得到分散性能良好的白炭黑粉体。
优选地，步骤(1)所述硅酸钠水溶液的浓度为2-3mol/L，例如可以是2mol/L、2.1mol/L、2.2mol/L、2.3mol/L、2.4mol/L、2.5mol/L、2.6mol/L、2.7mol/L、2.8mol/L、2.9mol/L或3mol/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述醇水混合液由体积比为1:(3-5)的正丁醇与水组成，所述正丁醇与水的体积比为1:3、1:3.5、1:4、1:4.5或1:5，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述改性有机溶液包括硅烷偶联剂、乙烯基单体以及有机溶剂。
优选地，步骤(1)所述改性有机溶液中硅烷偶联剂的浓度为4-6wt％，例如可以是4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％或6wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述改性有机溶液中乙烯基单体的浓度为4-6wt％，例如可以是4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％或6wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和/或γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。
优选地，所述乙烯基单体包括丙烯酸和/或丙烯酸甲酯。
优选地，所述有机溶剂包括无水乙醇。
优选地，步骤(1)所述混合液中硅酸钠水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L，例如可以是0.1mol/L、0.12mol/L、0.15mol/L、0.16mol/L、0.18mol/L或0.2mol/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述混合液中，乙烯基单体的浓度为0.4-1wt％，例如可以是0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述混合液中，硅烷偶联剂的浓度为0.4-1wt％，例如可以是0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述引发剂包括质量比(3-5):1的过硫酸钠与硫酸钠。
所述过硫酸钠与硫酸钠的质量比为(3-5):1，例如可以是3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述引发剂的添加量为混合液的6-8wt％，例如可以是6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％或8wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述热处理的温度为70-80℃，时间为40-60min。
步骤(2)所述热处理的温度为70-80℃，例如可以是70℃、72℃、75℃、76℃、78℃或80℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
步骤(2)所述热处理的时间为40-60min，例如可以是40min、42min、45min、48min、50min、54min、55min、56min或60min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述超声的功率为200-300W，例如可以是200W、210W、220W、230W、240W、250W、260W、270W、280W、290W或300W，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述酸液为硫酸与柠檬酸的混合酸液，硫酸与柠檬酸的摩尔比为(4-8):1，例如可以是4:1、5:1、6:1、7:1或8:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述酸液中硫酸的浓度为2-4mol/L，例如可以是2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L或4mol/L，但不限于所列举的数值，数值范围其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述白炭黑干凝胶的含水量≤2wt％，例如可以是1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％或2wt％，但不限于所列举的数值，数值范围其它未列举的数值同样适用。
本发明步骤(4)所述干燥的终点，只要使白炭黑干凝胶的含水量≤2wt％即可。
优选地，步骤(5)所述热处理的温度为450-500℃，时间为30-60min。
步骤(5)所述热处理的温度为450-500℃，例如可以是450℃、460℃、470℃、480℃、490℃或500℃，但不限于所列举的数值，数值范围其它未列举的数值同样适用。
步骤(5)所述热处理的时间为30-60min，例如可以是30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min，但不限于所列举的数值，数值范围其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(5)所述热处理在含氧气氛中进行，含氧气氛中的氧气含量≥21vol％，例如可以是21vol％、30vol％、40vol％、50vol％、60vol％、70vol％、80vol％、90vol％或100vol％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明所述制备方法的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合浓度为2-3mol/L硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；所述醇水混合液由体积比为1:(3-5)的正丁醇与水组成；
所述改性有机溶液包括浓度为4-6wt％的硅烷偶联剂、浓度为4-6wt％的乙烯基单体以及无水乙醇；
所述混合液中硅酸钠水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L、乙烯基单体的浓度为0.4-1wt％且硅烷偶联剂的浓度为0.4-1wt％；
(2)混合引发剂与步骤(1)所得混合液，引发剂的添加量为混合液的6-8wt％；200-300W超声条件下进行70-80℃的热处理步骤(1)所得混合液40-60min，得到反应液；所述引发剂包括质量比(3-5):1的过硫酸钠与硫酸钠；
(3)混合酸液与步骤(2)所得反应液，调节pH值至2-2.5，得到白炭黑溶胶；所述酸液为硫酸与柠檬酸的混合酸液，硫酸与柠檬酸的摩尔比为(4-8):1；所述酸液中硫酸的浓度为2-4mol/L；
(4)干燥步骤(3)所得白炭黑溶胶，得到含水量≤2wt％的白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；
(5)450-500℃热处理步骤(4)所得白炭黑粉体30-60min，得到所述改善橡胶用二氧化硅。
第二方面，本发明提供了一种改善橡胶用二氧化硅，所述改善橡胶用二氧化硅由第一方面所述的制备方法得到。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过改性有机溶液的添加能够使二氧化硅得到初步分散，而后配合后续的自蔓延燃烧，得到分散性能优良的二氧化硅；本发明提供的制备方法简单易行，制备得到的改善橡胶用二氧化硅具有优异的分散性能，用于轮胎制备时，能够避免橡胶混炼过程中生热速度快，混炼胶粘辊的问题，炼胶结束后的温度≤50℃，且具有≥180m2/g的比表面积，以及9.5以上的分散度。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合浓度为2.5mol/L硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；所述醇水混合液由体积比为1:4的正丁醇与水组成；
所述改性有机溶液包括浓度为5wt％的硅烷偶联剂(KH-570)、浓度为5wt％的乙烯基单体(丙烯酸)以及无水乙醇；
所述混合液中硅酸钠水溶液的浓度为0.15mol/L、乙烯基单体的浓度为0.6wt％且硅烷偶联剂的浓度为0.6wt％；
(2)混合引发剂与步骤(1)所得混合液，引发剂的添加量为混合液的7wt％；250W超声条件下，75℃热处理50min，得到反应液；所述引发剂包括质量比4:1的过硫酸钠与硫酸钠；
(3)混合酸液与步骤(2)所得反应液，调节pH值至2.2，得到白炭黑溶胶；所述酸液为硫酸与柠檬酸的混合酸液，硫酸与柠檬酸的摩尔比为6:1；所述酸液中硫酸的浓度为3mol/L；
(4)干燥步骤(3)所得白炭黑溶胶，得到含水量为2wt％的白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；
(5)氧气浓度为21vol％的含氧气氛下，480℃热处理步骤(4)所得白炭黑粉体45min，得到所述改善橡胶用二氧化硅。
实施例2
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合浓度为2mol/L硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；所述醇水混合液由体积比为1:3的正丁醇与水组成；
所述改性有机溶液包括浓度为4wt％的硅烷偶联剂(KH-570)、浓度为4wt％的乙烯基单体(丙烯酸)以及无水乙醇；
所述混合液中硅酸钠水溶液的浓度为0.1mol/L、乙烯基单体的浓度为0.4wt％且硅烷偶联剂的浓度为0.4wt％；
(2)混合引发剂与步骤(1)所得混合液，引发剂的添加量为混合液的6wt％；200W超声条件下，80℃热处理40min，得到反应液；所述引发剂包括质量比3:1的过硫酸钠与硫酸钠；
(3)混合酸液与步骤(2)所得反应液，调节pH值至2，得到白炭黑溶胶；所述酸液为硫酸与柠檬酸的混合酸液，硫酸与柠檬酸的摩尔比为4:1；所述酸液中硫酸的浓度为4mol/L；
(4)干燥步骤(3)所得白炭黑溶胶，得到含水量为2wt％的白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；
(5)氧气浓度为21vol％的含氧气氛下，450℃热处理步骤(4)所得白炭黑粉体60min，得到所述改善橡胶用二氧化硅。
实施例3
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合浓度为3mol/L硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；所述醇水混合液由体积比为1:5的正丁醇与水组成；
所述改性有机溶液包括浓度为6wt％的硅烷偶联剂(KH-570)、浓度为6wt％的乙烯基单体(丙烯酸)以及无水乙醇；
所述混合液中硅酸钠水溶液的浓度为0.2mol/L、乙烯基单体的浓度为1wt％且硅烷偶联剂的浓度为1wt％；
(2)混合引发剂与步骤(1)所得混合液，引发剂的添加量为混合液的8wt％；300W超声条件下，70℃热处理60min，得到反应液；所述引发剂包括质量比5:1的过硫酸钠与硫酸钠；
(3)混合酸液与步骤(2)所得反应液，调节pH值至2.5，得到白炭黑溶胶；所述酸液为硫酸与柠檬酸的混合酸液，硫酸与柠檬酸的摩尔比为8:1；所述酸液中硫酸的浓度为2mol/L；
(4)干燥步骤(3)所得白炭黑溶胶，得到含水量为2wt％的白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；
(5)氧气浓度为21vol％的含氧气氛下，500℃热处理步骤(4)所得白炭黑粉体30min，得到所述改善橡胶用二氧化硅。
实施例4
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，除了硅烷偶联剂为KH-550，乙烯基单体为丙烯酸甲酯外，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，除了步骤(2)所述热处理的温度为65℃外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，除了步骤(2)所述热处理的温度为85℃外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，除了步骤(5)所述热处理的温度为420℃外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种改善轮胎用二氧化硅的制备方法，除了步骤(5)所述热处理的温度为540℃外，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种二氧化硅的制备方法，除步骤(3)所述pH值为1.5外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种二氧化硅的制备方法，除步骤(3)所述pH值为3外，其余均与实施例1相同。
在此pH值下，无法得到白炭黑溶胶，无法实现二氧化硅的制备。
对比例3
本对比例提供了一种二氧化硅的制备方法，除不进行步骤(5)外，其余均与实施例1相同。
性能测试：
对实施例与对比例制备得到的二氧化硅进行性能测试，按照GB/T 6030-2006测定二氧化硅的分散度；按照GB/T 10722-2014《炭黑总表面积和外表面积的测定氮吸附法》测定比表面积；按照GB/T 1232《未硫化橡胶用圆盘剪切粘度计进行测定第一部分：门尼粘度的测定》测定门尼粘度；按照HG/T 2404-2020《沉淀水合二氧化硅在丁苯橡胶中的测定》进行橡胶加工，加工过程中，采用红外温度测试仪检测起始温度，以及炼胶结束时的温度。
所得结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003491024570000121
由表1中实施例1-4可知，本发明提供的改善橡胶用二氧化硅的制备方法，所得二氧化硅在比表面积≥183m2/g的条件下，易燃具有≥10的分散度，且门尼粘度较低，炼胶结束后的温度≤47℃。
由实施例5-6与实施例1的比较可知，步骤(2)所述热处理的温度过低时，最终所得二氧化硅的比表面积降低，同时分散度也降低，炼胶结束时的温度升高至50℃；步骤(2)所述热处理的温度过高时，虽然最终所得二氧化硅的比表面积升高，但分散度下降，门尼粘度较高，炼胶结束时的温度升高至51℃；由此可知，步骤(2)所述热处理的温度过高或过低，不利于得到兼具比表面积、分散性能以及加工性能的二氧化硅。
由实施例7-8与实施例1的比较可知，步骤(5)所述热处理的温度过低时，最终所得二氧化硅的比表面积降低，同时分散度也降低，炼胶结束时的温度升高至52℃；步骤(5)所述热处理的温度过高时，最终所得二氧化硅的比表面积降低，分散度下降，门尼粘度较高，炼胶结束时的温度升高至53℃；由此可知，步骤(5)所述热处理的温度过高或过低，不利于得到兼具比表面积、分散性能以及加工性能的二氧化硅。
由对比例1与实施例1的比较可知，当步骤(3)中pH值较低时，最终所得二氧化硅的比表面积较高，但分散度存在显著下降，门尼粘度较高，炼胶结束时的温度存在显著上升，存在混炼胶粘辊的风险。
由对比例3与实施例1的比较可知，当不进行步骤(5)所述热处理时，最终所得二氧化硅的比表面积降低，分散度也存在明显下降，门尼粘度较高，炼胶结束时的温度存在显著上升，存在混炼胶粘辊的风险。
综上所述，本发明通过改性有机溶液的添加能够使二氧化硅得到初步分散，而后配合后续的自蔓延燃烧，得到分散性能优良的二氧化硅。本发明提供的制备方法简单易行，制备得到的改善橡胶用二氧化硅具有优异的分散性能，用于轮胎制备时，能够避免橡胶混炼过程中生热速度快，混炼胶粘辊的问题。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改善橡胶用二氧化硅的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；
(2)混合引发剂与步骤(1)所得混合液，超声条件下热处理，得到反应液；
(3)混合酸液与步骤(2)所得反应液，调节pH值至2-2.5，得到白炭黑溶胶；
(4)干燥步骤(3)所得白炭黑溶胶，得到白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；
(5)热处理步骤(4)所得白炭黑粉体，得到所述改善橡胶用二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅酸钠水溶液的浓度为2-3mol/L；
优选地，步骤(1)所述醇水混合液由体积比为1:(3-5)的正丁醇与水组成；
优选地，步骤(1)所述改性有机溶液包括硅烷偶联剂、乙烯基单体以及有机溶剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述改性有机溶液中硅烷偶联剂的浓度为4-6wt％；
优选地，步骤(1)所述改性有机溶液中乙烯基单体的浓度为4-6wt％。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和/或γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
优选地，所述乙烯基单体包括丙烯酸和/或丙烯酸甲酯；
优选地，所述有机溶剂包括无水乙醇。
5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合液中硅酸钠水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L；
优选地，步骤(1)所述混合液中，乙烯基单体的浓度为0.4-1wt％；
优选地，步骤(1)所述混合液中，硅烷偶联剂的浓度为0.4-1wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述引发剂包括质量比(3-5):1的过硫酸钠与硫酸钠；
优选地，步骤(2)所述引发剂的添加量为混合液的6-8wt％；
优选地，步骤(2)所述热处理的温度为70-80℃，时间为40-60min；
优选地，步骤(2)所述超声的功率为200-300W。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸液为硫酸与柠檬酸的混合酸液，硫酸与柠檬酸的摩尔比为(4-8):1；
优选地，步骤(3)所述酸液中，硫酸的浓度为2-4mol/L；
优选地，步骤(4)所述白炭黑干凝胶的含水量≤2wt％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述热处理的温度为450-500℃，时间为30-60min；
优选地，步骤(5)所述热处理在含氧气氛中进行，含氧气氛中的氧气含量≥21vol％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)混合浓度为2-3mol/L硅酸钠水溶液、醇水混合液以及改性有机溶液，得到混合液；所述醇水混合液由体积比为1:(3-5)的正丁醇与水组成；
所述改性有机溶液包括浓度为4-6wt％的硅烷偶联剂、浓度为4-6wt％的乙烯基单体以及无水乙醇；
所述混合液中硅酸钠水溶液的浓度为0.1-0.2mol/L、乙烯基单体的浓度为0.4-1wt％且硅烷偶联剂的浓度为0.4-1wt％；
(2)混合引发剂与步骤(1)所得混合液，引发剂的添加量为混合液的6-8wt％；200-300W超声条件下进行70-80℃的热处理40-60min，得到反应液；所述引发剂包括质量比(3-5):1的过硫酸钠与硫酸钠；
(3)混合酸液与步骤(2)所得反应液，调节pH值至2-2.5，得到白炭黑溶胶；所述酸液为硫酸与柠檬酸的混合酸液，硫酸与柠檬酸的摩尔比为(4-8):1；所述酸液中硫酸的浓度为2-4mol/L；
(4)干燥步骤(3)所得白炭黑溶胶，得到含水量≤2wt％的白炭黑干凝胶，自蔓延燃烧，得到白炭黑粉体；
(5)450-500℃热处理步骤(4)所得白炭黑粉体30-60min，得到所述改善橡胶用二氧化硅。
10.一种改善橡胶用二氧化硅，其特征在于，所述改善橡胶用二氧化硅由权利要求1-9任一项所述的制备方法得到。
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