一种提高硅橡胶混炼速度的白炭黑及制备硅胶的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及硅橡胶技术领域，具体说是一种提高硅橡胶混炼速度的白炭黑及制备 硅胶的方法。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶是一种非结晶性结构，分子间的引力非常低，故未经补强的硫化制品强度 极低，如拉伸强度约为〇. 31MPa，无实用价值。因此必须用填料补强，在补强剂中最常用最有 效的补强填料就是白炭黑。白炭黑表面存在活性羟基能与硅橡胶分子链结合使其具备补强 效果，加入硅橡胶后，它的拉伸强度可提高40~50倍，耐热性和电性能也有所改善。以前 多采用气相法白炭黑，因气相法白炭黑价高量少，现大多数厂家都用价格低廉的沉淀法白 炭黑来代替气相法白炭黑。
[0003] 但白炭黑表面的活性羟基、吸附水及制备工艺导致其表面出现的酸区，使白炭黑 呈亲水性，与生胶相容性不好，不能在其中快速地分散，造成混炼硅胶混炼时间长，生产效 率低，能耗高；而且白炭黑还存在一个使混炼硅胶硬化的问题，一般称为"结构化效应"，其 结构化随胶料停放时间延长而增加，甚至严重到无法返炼、报废的程度，对此有两种解释， 一种解释认为是硅橡胶端基与白炭黑表面羟基缩合；另一种解释认为是硅橡胶硅氧链节与 白炭黑表面羟基形成氢键。
[0004] 为了提高白炭黑与生胶的相容性并防止结构化，目前常用的做法是在混炼时加入 某些可以与白炭黑表面羟基发生反应的物质，比如羟基硅油，羟基硅油可以消除大部分表 面羟基，但不能全部反应，否则白炭黑将失去补强效果。混炼时，白炭黑、羟基硅油等助剂与 硅橡胶生胶同时或先后加入到双辊炼胶机或密闭捏合机中，经反复炼制得到混炼硅胶。比 如专利号为CN103436032A的发明专利公开了一种硅胶及其制备方法，将硅橡胶生胶与白 炭黑、羟基硅油等一起投入到捏合机中混炼。但上述做法仍然存在着混炼时间长、混炼硅胶 易硬化的问题。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效提高硅橡 胶混炼速度的白炭黑，并进而提供一种生产效率高的制备硅胶的方法。
[0006] 本发明经研宄发现，现有技术虽然在混炼时加入了某些可以与白炭黑表面羟基发 生反应的物质，比如羟基硅油，但白炭黑表面羟基与羟基硅油的反应必须经过一定的时间， 在此过程中，白炭黑表面仍然具有数量较多的活性羟基而呈现亲水性，无法在硅橡胶生胶 中快速地分散，导致混炼时间长，生产效率低，生产能耗高；另外，数量较多的活性羟基也会 与硅橡胶发生反应（与硅橡胶端基发生缩合或与硅橡胶硅氧链节形成氢键），导致生产得 到的混炼硅胶仍然存在一定的结构化问题，产品易硬化。
[0007] 基于上述研宄发现，本发明对现有的白炭黑进行了改进，通过在白炭黑中添加一 定量的羟基硅油，使白炭黑表面的活性羟基数量减少，然后再将上述改进后的白炭黑加入 硅橡胶中混炼，由于改进后的白炭黑相对现有的白炭黑，其表面羟基数量大大减少，因此与 硅橡胶的相容性提升，在硅橡胶中的分散速度加快，并且与硅橡胶发生反应的几率降低，从 而提高了硅橡胶混炼速度，缩短混炼时间，提高生产效率并降低生产能耗，改善甚至消除了 混炼硅胶因结构化效应而导致的硬化问题。
[0008] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案一为：
[0009] 一种提高硅橡胶混炼速度的白炭黑，所述白炭黑中添加有羟基硅油。
[0010] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案二为：
[0011] 一种制备硅胶的方法，包括：
[0012] 制备添加有羟基硅油的白炭黑；
[0013] 将上述添加有羟基硅油的白炭黑及其他助剂与硅橡胶生胶进行混炼，得到硅胶。
[0014] 本发明的有益效果在于：区别于现有技术，本发明通过在白炭黑中添加一定量的 羟基硅油，使白炭黑表面的活性羟基数量减少，从而与硅橡胶的相容性提升，在硅橡胶中的 分散速度加快，并且与硅橡胶发生反应的几率降低，提高了硅橡胶混炼速度，缩短混炼时 间，提高生产效率并降低生产能耗，改善甚至消除了混炼硅胶因结构化效应而导致的硬化 问题。
【具体实施方式】
[0015] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
[0016] 本发明最关键的构思在于：在白炭黑中添加一定量的羟基硅油与白炭黑表面的活 性羟基进行反应，使白炭黑表面的活性羟基数量减少，从而与硅橡胶的相容性提升，在硅橡 胶中的分散速度加快，并且与硅橡胶发生反应的几率降低。
[0017] 具体的，本发明实施方式的提高硅橡胶混炼速度的白炭黑，所述白炭黑中添加有 羟基硅油。
[0018] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：区别于现有技术，本发明通过在白炭黑 中添加一定量的羟基硅油，使白炭黑表面的活性羟基数量减少，从而与硅橡胶的相容性提 升，在硅橡胶中的分散速度加快，并且与硅橡胶发生反应的几率降低，提高了硅橡胶混炼速 度，缩短混炼时间，提高生产效率并降低生产能耗，改善甚至消除了混炼硅胶因结构化效应 而导致的硬化问题。
[0019] 进一步的，所述羟基硅油的添加量以白炭黑的重量计为l_4wt%。
[0020] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：由于羟基硅油的添加量多少，直接影响 着白炭黑表面羟基的反应程度大小。若羟基硅油的添加量太少，则白炭黑表面的活性羟基 数量仍然较多，虽然与现有白炭黑相比，与硅橡胶的相容性有所提升，分散速度有所加快， 与硅橡胶发生反应的几率有所降低，但仍然无法达到最佳的提升效果，与硅橡胶发生反应 的情况也仍然存在，因此只能改善而不能消除混炼硅胶因结构化效应而导致的硬化问题； 若羟基硅油的添加量太多，则白炭黑表面的活性羟基数量太少，将影响与硅橡胶分子链的 结合而达不到良好的补强效果。为此，本发明经大量研宄和实验确定，当羟基硅油的添加 量以白炭黑的重量计为l-4wt%时，所得到的白炭黑表面的活性羟基数量最优，既能够获得 良好的补强效果，又能够最大限度的提升与硅橡胶的相容性及降低与硅橡胶发生反应的几 率，从而最大程度地缩短了混炼时间，提高生产效率并降低生产能耗，消除了混炼硅胶因结 构化效应而导致的硬化问题。
[0021] 进一步的，所述白炭黑为沉淀法白炭黑粉体。
[0022] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：沉淀法白炭黑价格低廉，用于生产混炼 硅胶时需经过粉碎等粉体加工过程，粉碎过程中加入羟基硅油混合均匀，即可得到添加有 羟基硅油的白炭黑，便于生产。
[0023] 具体的，本发明实施方式的制备硅胶的方法，包括：
[0024] 制备添加有羟基硅油的白炭黑；
[0025] 将上述添加有羟基硅油的白炭黑及其他助剂与硅橡胶生胶进行混炼，得到硅胶。
[0026] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：采用添加有羟基硅油的白炭黑，白炭黑 表面的活性羟基数量减少，从而与硅橡胶的相容性提升，在硅橡胶中的分散速度加快，并且 与硅橡胶发生反应的几率降低，提高了硅橡胶混炼速度，缩短混炼时间，提高生产效率并降 低生产能耗，改善甚至消除了混炼硅胶因结构化效应而导致的硬化问题。
[0027] 进一步的，所述添加有羟基硅油的白炭黑中，羟基硅油的添加量以白炭黑的重量 计为 l_4wt%。
[0028] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：当羟基硅油的添加量以白炭黑的重量 计为l-4wt%时，所得到的白炭黑