改性熱解炭黑制造技術

本發明專利技術涉及炭黑材料技術領域，尤其是涉及一種改性熱解炭黑。改性熱解炭黑主要由按重量份數計的如下組分制得：熱解炭黑粉100份、多硫化鈉水溶液0.3～1份、增塑劑0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古馬隆樹脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有機胺0.1～1.5份。本發明專利技術通過對熱解炭黑進行改性處理，可改善熱解炭黑的分散性能以及與有機高分子材料的界面相容性等，多種材料協同改善熱解炭黑的性能，顯著提高改性熱解炭黑的補強性能，可替代現有商業炭黑，具有廣闊的應用前景。具有廣闊的應用前景。

【技術實現步驟摘要】
改性熱解炭黑
[0001]本申請是名為《改性熱解炭黑及其制備方法和應用》的專利申請的分案申請，原申請的申請日為2021年11月24日，申請號為202111400524.6。


[0002]本專利技術涉及炭黑材料
，特別是涉及一種改性熱解炭黑。

技術介紹

[0003]隨著現代汽車工業的迅猛發展，對橡膠制品特別是輪胎的消耗越來越大，每年廢舊輪胎的產生量很高，對環境造成了一定程度的污染。
[0004]目前通過對廢舊輪胎進行熱解制備得到熱解炭黑和熱解油，實現廢舊輪胎的資源化利用。而由于熱解炭黑表面灰分和碳質沉積物的含量高，導致熱解炭黑表面活性差、粒徑大、結構度低等，導致得到的熱解炭黑性能不能與普通商業炭黑相媲美，而只能用于低端的橡膠制品，附加值低。為了實現熱解炭黑的高值化利用，需要對熱解炭黑進行改性處理，以使其效果接近工業炭黑的水平。
[0005]無機填料與高分子材料在界面性質方面存在著較大的差異，通過偶聯劑可以增加無機填料與聚合物的相容性，改善兩者之間的親和力。但是，一般的偶聯劑多為液態形式，加入到炭黑粉末中很難均勻分散，這對于設備的混合能力要求較高。此外，偶聯劑成本較高，很難實現工業化。
[0006]有鑒于此，特提出本專利技術。

技術實現思路

[0007]為了克服現有技術的不足，本專利技術的目的是提供一種改性熱解炭黑。
[0008]為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
[0009]改性熱解炭黑，主要由按重量份數計的如下組分制得：
[0010]熱解炭黑粉100份、多硫化鈉水溶液0.3～1份、增塑劑0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古馬隆樹脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有機胺0.1～1.5份；
[0011]所述熱解炭黑粉為廢舊輪胎熱解炭黑粉；
[0012]所述增塑劑為多元醇苯甲酸酯類增塑劑；所述熱解炭黑粉的平均粒徑為2～8μm；所述多硫化鈉水溶液的制備包括：硫磺于氫氧化鈉水溶液中，于50～95℃反應得到所述多硫化鈉水溶液；所述反應的時間為15～60min；所述硫磺與所述氫氧化鈉的摩爾比為(0.5～1.5)﹕1；所述氫氧化鈉水溶液的質量分數為10％～30％；所述松香季戊四醇酯的軟化點為90～110℃；
[0013]和/或，所述古馬隆樹脂的軟化點為85～100℃；所述增塑劑包括季戊四醇四苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯和二甘醇二苯甲酸酯中的任一種或多種；所述多官能度丙烯酸酯的官能度為2～4；
[0014]和/或，所述有機胺包括二甲基二硫代氨基甲酸鋅、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、二
丁基二硫代氨基甲酸鋅、正丁醛苯胺縮合物和雙(六亞甲基)三胺中的任一種或多種；所述多官能度丙烯酸酯包括二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2
?
羥乙基)異氰脲酸三丙烯酸酯中的任一種或多種；
[0015]所述改性熱解炭黑的制備包括如下步驟：
[0016]按比例混合各所述組分，加水造粒后干燥處理；
[0017]所述混合包括：向所述熱解炭黑粉中加入所述硫化鈉水溶液、所述增塑劑、所述松香季戊四醇酯、所述古馬隆樹脂、所述多官能度丙烯酸酯和所述有機胺，混合均勻；所述混合中，每加入一種所述組分，混合處理3～15min，然后再加入下一種組分；所述混合處理的轉速為300～500rpm；所述造粒直至顆粒尺寸大小為2～4mm；采用傾斜式造粒機進行所述造粒；采用沸騰干燥機進行所述干燥處理，進風溫度為90～180℃，干燥時間為15～40min。
[0018]優選地，加水造粒后干燥處理后得到的成品的平均粒徑為2.4～4.2μm；比表面積為59～66m2/g；吸油值為69.4～78.5
×
10
?5m3/kg
[0019]優選地，加水造粒后干燥處理后得到的成品的硬度為62～65邵A；拉伸強度為21.2～23.6MPa；300％定伸應力為12.7～15MPa。
[0020]本專利技術的有益效果如下：
[0021](1)本專利技術以廢舊輪胎的熱解炭黑為原材料制備改性熱解炭黑，原材料供應充足，來源穩定，有利于資源化利用并提高廢舊輪胎的附加值；
[0022](2)本專利技術采用多種材料協同改性所述熱解炭黑，得到的改性熱解炭黑具有較好的補強作用，可替代現有商業炭黑，具有廣闊的應用前景；
[0023](3)本專利技術的改性熱解炭黑的制備方法，通過造粒干燥后得到顆粒狀改性熱解炭黑，減少粉塵污染，是一類環境友好型炭黑產品。
具體實施方式
[0024]下面對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0025]在本文中提及“實施例”意味著，結合實施例描述的特定特征、結構或特性可以包含在本申請的至少一個實施例中。在說明書中的各個位置出現該短語并不一定均是指相同的實施例，也不是與其它實施例互斥的獨立的或備選的實施例。本領域技術人員顯式地和隱式地理解的是，本文所描述的實施例可以與其它實施例相結合。
[0026]本申請的術語“包括”和“具有”以及它們任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟、過程、方法等沒有限定于已列出的步驟，而是可選地還包括沒有列出的步驟，或可選地還包括對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟元。
[0027]本專利技術所采用的原、輔料，如果沒有特殊說明，均可在現有的市場或者廠家上購買到。
[0028]為使本專利技術的目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。
[0029]改性熱解炭黑，主要由按重量份數計的如下組分制得：
[0030]熱解炭黑粉100份、多硫化鈉水溶液0.3～1份、增塑劑0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古馬隆樹脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有機胺0.1～1.5份。
[0031]本專利技術通過對熱解炭黑進行改性處理，可改善熱解炭黑的分散性能以及與有機高分子材料的界面相容性等，多種材料協同改善熱解炭黑的性能，顯著提高改性熱解炭黑的補強性能，可替代現有商業炭黑，具有廣闊的應用前景。
[0032]如在不同實施方式中，相較于100重量份的熱解炭黑粉，各組分的用量可以分別如下：
[0033]多硫化鈉水溶液的用量可以為0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等等；
[0034]增塑劑的用量可以為0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份等等；
[0035]松香季戊四醇酯的用量可以為0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.2份、1.5份等等；
[0036]古馬隆樹脂的用量可以為0.2份、0.5份、0.8份、1份、本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.改性熱解炭黑，其特征在于，主要由按重量份數計的如下組分制得：熱解炭黑粉100份、多硫化鈉水溶液0.3～1份、增塑劑0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古馬隆樹脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有機胺0.1～1.5份；所述熱解炭黑粉為廢舊輪胎熱解炭黑粉；所述增塑劑為多元醇苯甲酸酯類增塑劑；所述熱解炭黑粉的平均粒徑為2～8μm；所述多硫化鈉水溶液的制備包括：硫磺于氫氧化鈉水溶液中，于50～95℃反應得到所述多硫化鈉水溶液；所述反應的時間為15～60min；所述硫磺與所述氫氧化鈉的摩爾比為(0.5～1.5)﹕1；所述氫氧化鈉水溶液的質量分數為10％～30％；所述松香季戊四醇酯的軟化點為90～110℃；和/或，所述古馬隆樹脂的軟化點為85～100℃；所述增塑劑包括季戊四醇四苯甲酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯和二甘醇二苯甲酸酯中的任一種或多種；所述多官能度丙烯酸酯的官能度為2～4；和/或，所述有機胺包括二甲基二硫代氨基甲酸鋅、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、二丁基二硫代氨基甲酸鋅、正丁醛苯胺縮合物和雙(六亞甲基)三胺中的任一種或多種；所述多官能度丙烯酸酯包括二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李旭，沈家鋒，徐磊，邵進，
申請(專利權)人：安徽固瑞特新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：