一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法及应用与流程

1.本发明涉及二氧化硅制备领域，具体涉及一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法。


背景技术：

2.目前，沉淀法二氧化硅由于自身丰富的孔道结构与较强的吸附性能，从而作为添加剂被广泛的应用在食品、饲料等多个行业。
3.如cn111634920a公开了一种用于食品抗结块剂的纳米二氧化硅的制备方法，其主要包含以下步骤：水玻璃配制；反应合成；板框洗涤；制浆添加硅烷偶联剂；喷雾干燥；粉碎包装。通过晶种法制备高比表、大孔容和高吸油值纳米二氧化硅，制浆加入硅烷偶联剂，通过气流磨制备低粒径、粒径分布集中的纳米二氧化硅，使生成的二氧化硅纳米原级粒子小而均匀，具有较高的比表面积大孔容高吸油值，制备纳米二氧化硅在在颗粒、粉末状食品具有高效的吸附性能、分散性能、抗结块性能。
4.cn104161190a公开了一种饲料复合甜味剂及其制备方法。该饲料复合甜味剂是以如下质量份的各组分：糖精钠5.0～10.0份、麦芽糊精1.0～2.0份、柠檬酸8.0～10.0份、纽甜60.0～70.0份、葡萄糖粉10.0～20.0份、甘蔗糖蜜10.0～20.0份、二氧化硅15.0～20.0份为原料，先将纽甜、糖精钠、柠檬酸、麦芽糊精溶于糖蜜液体中，充分溶解后，喷入旋流制粒机中的二氧化硅中，边喷入边吸附，干燥至水分小于8.0％后超微粉碎，再与葡萄糖粉混合均匀制成。该饲料复合甜味剂中的所有组分事先溶解在液体中完全溶解，是真正的分子状态融合，甜味组分均匀地都能被动物感受，可提高动物采食量，扩大动物生产性能。
5.然而目前所制备得到的二氧化硅微珠仍存在流动性能差，输送过程中细粒含量多的问题。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法及应用，以解决现有技术中所得二氧化硅微珠仍存在流动性能差，输送过程中细粒含量多的问题。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，本发明提供了一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
9.(1)向水玻璃溶液a中同时滴加酸液和水玻璃溶液b，调整料液ph值至3-6后进行固液分离，对滤饼进行洗涤，得到中间料；
10.(2)将步骤(1)所得中间料和水进行第一混合，得到混合浆，将所述混合浆和eva乳液进行第二混合，之后经固液分离得到所述高流动性高强度二氧化硅。
11.本发明提供的制备方法通过改进白炭黑的制备过程，实现了所得白炭黑产品流动性的提升。同时所述白炭黑产品经过输送后-200目细粒的产品增加较少，同时有eva乳液的
引入可以使的所得白炭黑产品的粒度降低，并且具有良好的力学性能。
12.作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述水玻璃溶液a的浓度以na2o计为0.05-0.15n，例如可以是0.05n、0.055n、0.06n、0.065n、0.07n、0.075n、0.08n、0.085n、0.09n、0.095n、0.105n、0.11n、0.115n、0.12n、0.125n、0.13n、0.135n、0.14n、0.145n或0.15n等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
13.优选地，所述水玻璃溶液a的ph值为6-12，例如可以是6、6.2、6.4、6.6、6.8、7、7.2、7.4、7.6、7.8、8、8.2、8.4、8.6、8.8、9、9.2、9.4、9.6、9.8、10、10.2、10.4、10.6、10.8、11、11.2、11.4、11.6、11.8或12等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
14.本发明中，所述水玻璃溶液a和水玻璃溶液b可以是由硅酸钠溶于水得到或由硅酸钠水溶液调整ph值得到。
15.作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述酸液包括硫酸。
16.本发明中，所述硫酸包括稀硫酸或浓硫酸。
17.优选地，步骤(1)所述水玻璃溶液b的浓度以na2o计为0.05-0.15n，例如可以是0.05n、0.055n、0.06n、0.065n、0.07n、0.075n、0.08n、0.085n、0.09n、0.095n、0.105n、0.11n、0.115n、0.12n、0.125n、0.13n、0.135n、0.14n、0.145n或0.15n等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
18.作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述水玻璃溶液a和所述水玻璃b的体积比为1:(8-40)，例如可以是1:8、1:10、1:12、1:14、1:16、1:18、1:20、1:22、1:22、1:24、1:26、1:28、1:30、1:32、1:34、1:36、1:38或1:40等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
19.优选地，步骤(1)所述滴加酸液和水玻璃溶液b中保持所述水玻璃溶液a的ph值不变。
20.优选地，步骤(1)所述滴加酸液和水玻璃溶液b的时间为70-120min，例如可以是70min、75min、80min、85min、90min、95min、100min、105min、110min、115min或120min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
21.本发明中，所述滴加酸液和水玻璃溶液b为匀速滴加。
22.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第一混合的时间为1-4h，例如可以是1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h或4h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
23.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述混合浆中二氧化硅的含量≥20wt％，例如可以是20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％、35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％、40wt％、41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％或50wt％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
24.优选地，步骤(2)所述混合浆的ph为5-8，例如可以是5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9或8等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
25.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧
化硅质量的0.5-20
‰
，例如可以是0.5
‰
、0.6
‰
、0.7
‰
、0.8
‰
、0.9
‰
、1
‰
、2
‰
、3
‰
、4
‰
、5
‰
、6
‰
、7
‰
、8
‰
、9
‰
、10
‰
、11
‰
、12
‰
、13
‰
、14
‰
、15
‰
、16
‰
、17
‰
、18
‰
、19
‰
或20
‰
等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
26.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二混合的时间为15-45min，例如可以是15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min、30min、31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min、40min、41min、42min、43min、44min或45min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的组合同样适用。
27.作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
28.(1)向水玻璃溶液a中同时滴加酸液和水玻璃溶液b，调整料液ph值至3-6后进行固液分离，对滤饼进行洗涤，得到中间料；所述水玻璃溶液a的浓度以na2o计为0.05-0.15n；所述水玻璃溶液a的ph值为6-12；所述酸液包括硫酸；所述水玻璃溶液b的浓度以na2o计为0.05-0.15n；所述水玻璃溶液b的浓度以na2o计为0.05-0.15n；所述水玻璃溶液a和所述水玻璃b的体积比为1:(8-40)；所述滴加酸液和水玻璃溶液b中保持水玻璃溶液a的ph值不变；所述滴加酸液和水玻璃溶液b的时间为70-120min；
29.(2)将步骤(1)所得中间料和水进行第一混合，得到混合浆，将所述混合浆和eva乳液进行第二混合，之后经固液分离得到所述高流动性高强度二氧化硅；所述第一混合的时间为1-4h；所述混合浆中二氧化硅的含量≥20wt％；所述混合浆的ph为5-8；所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧化硅质量的0.5-20
‰
；所述第二混合的时间为15-45min。
30.第二方面，本发明提供如第一方面所述制备方法得到高流动性高强度二氧化硅的应用，所述应用为采用所述高流动性高强度二氧化硅作为助剂生产食品或饲料。
31.与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
32.(1)本发明提供的制备方法通过在二氧化硅制备过程中的特定阶段引入eva乳液实现了高流动性二氧化硅的制备。同时选用特定的范围的eva乳液保证所得二氧化硅可以具有优良的性能，避免所得二氧化硅产品性能恶化。
33.(2)本发明中所得二氧化硅产品的休止角为15-30
°
；dbp吸油值为2.0-2.5cm3/g，产品中的细粒含量(-200目)＜0.3％。
具体实施方式
34.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
35.实施例1
36.本实施例提供一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
37.(1)向水玻璃溶液a中同时滴加酸液和水玻璃溶液b，调整料液ph值至4.5后进行固液分离，对滤饼进行洗涤，得到中间料；所述水玻璃溶液a的浓度以na2o计为0.1n；所述水玻璃溶液a的ph值为9；所述酸液为浓硫酸；；所述水玻璃溶液b的浓度以na2o计为0.1n；所述水玻璃溶液a和所述水玻璃b的体积比为1:24；所述滴加酸液和水玻璃溶液b中保持水玻璃溶液a的ph值不变；所述滴加酸液和水玻璃溶液b的时间为100min；
38.(2)将步骤(1)所得中间料和水进行第一混合，得到混合浆，将所述混合浆和eva乳液进行第二混合，之后经固液分离得到所述高流动性高强度二氧化硅；所述第一混合的时间为2.5h；所述混合浆中二氧化硅的含量为20wt％；所述混合浆的ph为6.5；所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧化硅质量的10
‰
；所述第二混合的时间为30min。
39.所得二氧化硅的性能详见表1。
40.实施例2
41.本实施例提供一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
42.(1)向水玻璃溶液a中同时滴加酸液和水玻璃溶液b，调整料液ph值至3后进行固液分离，对滤饼进行洗涤，得到中间料；所述水玻璃溶液a的浓度以na2o计为0.15n；所述水玻璃溶液a的ph值为12；所述酸液为硫酸(质量浓度为85％)；所述水玻璃溶液b的浓度以na2o计为0.15n；所述水玻璃溶液a和所述水玻璃b的体积比为1:8；所述滴加酸液和水玻璃溶液b中保持水玻璃溶液a的ph值不变；所述滴加酸液和水玻璃溶液b的时间为70min；
43.(2)将步骤(1)所得中间料和水进行第一混合，得到混合浆，将所述混合浆和eva乳液进行第二混合，之后经固液分离得到所述高流动性高强度二氧化硅；所述第一混合的时间为1h；所述混合浆中二氧化硅的含量为30wt％；所述混合浆的ph为5；所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧化硅质量的0.5
‰
；所述第二混合的时间为15min。
44.所得二氧化硅的性能详见表1。
45.实施例3
46.本实施例提供一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
47.(1)向水玻璃溶液a中同时滴加酸液和水玻璃溶液b，调整料液ph值至6后进行固液分离，对滤饼进行洗涤，得到中间料；所述水玻璃溶液a的浓度以na2o计为0.05n；所述水玻璃溶液a的ph值为6；所述酸液为硫酸(质量浓度为70％)；所述水玻璃溶液b的浓度以na2o计为0.05n；所述水玻璃溶液a和所述水玻璃b的体积比为1:40；所述滴加酸液和水玻璃溶液b中保持水玻璃溶液a的ph值不变；所述滴加酸液和水玻璃溶液b的时间为120min；
48.(2)将步骤(1)所得中间料和水进行第一混合，得到混合浆，将所述混合浆和eva乳液进行第二混合，之后经固液分离得到所述高流动性高强度二氧化硅；所述第一混合的时间为4h；所述混合浆中二氧化硅的含量为25wt％；所述混合浆的ph为8；所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧化硅质量的20
‰
；所述第二混合的时间为45min。
49.所得二氧化硅的性能详见表1。
50.实施例4
51.本实施例提供一种高流动性高强度二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
52.(1)向水玻璃溶液a中同时滴加酸液和水玻璃溶液b，调整料液ph值至5后进行固液分离，对滤饼进行洗涤，得到中间料；所述水玻璃溶液a的浓度以na2o计为0.12n；所述水玻璃溶液a的ph值为8；所述酸液为浓硫酸；所述水玻璃溶液b的浓度以na2o计为0.12n；所述水玻璃溶液a和所述水玻璃b的体积比为1:15；所述滴加酸液和水玻璃溶液b中保持水玻璃溶液a的ph值不变；所述滴加酸液和水玻璃溶液b的时间为110min；
53.(2)将步骤(1)所得中间料和水进行第一混合，得到混合浆，将所述混合浆和eva乳液进行第二混合，之后经固液分离得到所述高流动性高强度二氧化硅；所述第一混合的时间为3h；所述混合浆中二氧化硅的含量为41wt％；所述混合浆的ph为7；所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧化硅质量的15
‰
；所述第二混合的时间为20min。
54.所得二氧化硅的性能详见表1。
55.对比例1
56.与实施例1的区别仅在于采用水代替eva乳液；所得二氧化硅的性能详见表1。
57.对比例2
58.与实施例1的区别仅在于将eva乳液替换为等量的羟基丙烯酸乳液(联固公司的zh620型质量浓度为2％)；所得二氧化硅的性能详见表1。
59.对比例3
60.与实施例1的区别仅在于将eva乳液、中间料及水直接进行混合；所得二氧化硅的性能详见表1。
61.对比例4
62.与实施例1的区别仅在于混合浆中二氧化硅的含量为15wt％；所得二氧化硅的性能详见表1。
63.对比例5
64.与实施例4的区别仅在于所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧化硅质量的0.1
‰
；所得二氧化硅的性能详见表1。
65.对比例6
66.与实施例4的区别仅在于所述eva乳液的添加量为所述混合浆中二氧化硅质量的30
‰
；所得二氧化硅的性能详见表1。
67.表1
68.[0069][0070]
上表中的细粉含量指产品中-200目粉末占总产品量的占比。
[0071]
休止角的测定具体参考gb 11986-1989表面活性剂粉体和颗粒休止角的测量进行测量。
[0072]
通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明提供的制备方法通过在二氧化硅制备过程中的特定阶段引入eva乳液实现了高流动性二氧化硅的制备。同时选用特定的范围的eva乳液保证所得二氧化硅可以具有优良的性能，避免所得二氧化硅产品性能恶化。
[0073]
声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
[0074]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0075]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0076]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。