本发明属于丁苯胶复合材料用白炭黑技术领域，具体涉及一种丁苯胶复合材料用改性白炭黑。
背景技术：
工业用纳米二氧化硅又称为白炭黑，它作为超细材料中的一种，广泛应用于电子封装材料、高分子复合材料、塑料、涂料、橡胶、颜料、陶瓷、胶黏剂、玻璃钢、药物载体、化妆品及杀菌材料等领域，近年来由于白炭黑市场紧俏，原料易得，投资较少，经济效益好，企业也在不断的改进技术，扩大生产规模，但与国外仍差距很大，目前，国外的沉淀法白炭黑产品牌号有几百种，应用领域十分广泛，且有些品种附加值很高，而且我国企业有生产规模小、能耗高、生产自动化程度低、产品质量不稳定，产品品种少的问题；现有技术（《疏水改性淀粉白炭黑丁苯胶复合材料性能的研究》，张志磊）中通过疏水淀粉对丁苯胶补强，白炭黑与疏水淀粉协同填充能够提高丁苯橡胶复合材料的物理性能和动态性能，但在实际应用中发现，由于淀粉的添加，影响丁苯胶复合材料的抗菌性能，而另外添加抗菌剂需要考虑复合材料机械性能的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种丁苯胶复合材料用改性白炭黑。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种丁苯胶复合材料用改性白炭黑，其改性方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇与相当于其重量6-10%的硼酸、2-4%的噻苯咪唑混合，然后加入与聚乙烯醇等重量的水，搅拌均匀，加热至70-80℃，搅拌均匀得到混合胶备用；
（2）将白炭黑用质量浓度为3-6%的羟基乙酸浸泡处理2小时，完成后在90-100℃的条件下烘干，然后将其与相当于其重量4-8%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.2-1.6%的复合硅烷偶联剂、0.1-0.5%的氨基甲酸酯、0.02-0.06%的缓冲剂在磨粉机中研磨，得到目数为300的白炭黑中间料；
（3）将白炭黑中间料与相当于其重量30-40%的混合胶、2-6%的无水硫酸铜，在温度为55-65℃的条件下搅拌2-3小时，调节ph至6.2-6.6，然后静置至室温，继续搅拌40-50分钟；
（4）离心收集沉淀，真空冷冻干燥即得。
作为对上述方案的进一步改进，所述聚乙烯醇的聚合度为1500-1900。
作为对上述方案的进一步改进，所述复合硅烷偶联剂由钛酸酯偶联剂、乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂和巯基二甲氧基-乙氧基硅烷偶联剂以重量比6:2:1混合得到。
作为对上述方案的进一步改进，所述缓冲剂为磷酸二氢钠、碳酸氢钠或醋酸钠中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述真空冷冻干燥条件为：真空度1×104-3×104pa，温度50-70℃，干燥时间18-24小时。
作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中搅拌速度为120-180转/分钟；步骤（3）中搅拌速度为300-400转/分钟。
作为对上述方案的进一步改进，所述丁苯胶复合材料包括以下重量份的原料：丁苯橡胶100份、氧化锌2.5份、硬脂酸2份、促进剂cz0.8份、促进剂tmtd0.7份、硫磺2份、防老剂4010na1.5份、防老剂rd1份、古马隆5份、环烷油5份、改性白炭黑40份、苄基疏水改性淀粉10份、硅烷偶联剂2份。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过对白炭黑进行改性，在减少添加量的基础上，与丁苯橡胶硫化过程中发生交联反应，发生相互作用，加快硫化反应速度，得到综合力学性能较好的丁苯胶复合材料，同时所得白炭黑具有抗菌效果。
具体实施方式
实施例1
一种丁苯胶复合材料用改性白炭黑，其改性方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇与相当于其重量8%的硼酸、3%的噻苯咪唑混合，然后加入与聚乙烯醇等重量的水，搅拌均匀，加热至75℃，搅拌均匀得到混合胶备用；
（2）将白炭黑用质量浓度为4.5%的羟基乙酸浸泡处理2小时，完成后在95℃的条件下烘干，然后将其与相当于其重量6%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.5%的复合硅烷偶联剂、0.3%的氨基甲酸酯、0.04%的缓冲剂在磨粉机中研磨，得到目数为300的白炭黑中间料；
（3）将白炭黑中间料与相当于其重量35%的混合胶、4%的无水硫酸铜，在温度为60℃的条件下搅拌2.5小时，调节ph至6.4，然后静置至室温，继续搅拌45分钟；
（4）离心收集沉淀，真空冷冻干燥即得。
其中，所述聚乙烯醇的聚合度为1500-1900；，所述复合硅烷偶联剂由钛酸酯偶联剂、乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂和巯基二甲氧基-乙氧基硅烷偶联剂以重量比6:2:1混合得到；所述缓冲剂为磷酸二氢钠、碳酸氢钠或醋酸钠中的一种。
其中，所述真空冷冻干燥条件为：真空度2×104pa，温度60℃，干燥时间21小时。
其中，所述步骤（1）中搅拌速度为150转/分钟；步骤（3）中搅拌速度为350转/分钟。
其中，所述丁苯胶复合材料包括以下重量份的原料：丁苯橡胶100份、氧化锌2.5份、硬脂酸2份、促进剂cz0.8份、促进剂tmtd0.7份、硫磺2份、防老剂4010na1.5份、防老剂rd1份、古马隆5份、环烷油5份、改性白炭黑40份、苄基疏水改性淀粉10份、硅烷偶联剂2份。
实施例2
一种丁苯胶复合材料用改性白炭黑，其改性方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇与相当于其重量6%的硼酸、4%的噻苯咪唑混合，然后加入与聚乙烯醇等重量的水，搅拌均匀，加热至80℃，搅拌均匀得到混合胶备用；
（2）将白炭黑用质量浓度为3%的羟基乙酸浸泡处理2小时，完成后在100℃的条件下烘干，然后将其与相当于其重量4%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.2%的复合硅烷偶联剂、0.5%的氨基甲酸酯、0.06%的缓冲剂在磨粉机中研磨，得到目数为300的白炭黑中间料；
（3）将白炭黑中间料与相当于其重量40%的混合胶、6%的无水硫酸铜，在温度为65℃的条件下搅拌2小时，调节ph至6.2，然后静置至室温，继续搅拌50分钟；
（4）离心收集沉淀，真空冷冻干燥即得。
其中，所述聚乙烯醇的聚合度为1500-1900；，所述复合硅烷偶联剂由钛酸酯偶联剂、乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂和巯基二甲氧基-乙氧基硅烷偶联剂以重量比6:2:1混合得到；所述缓冲剂为磷酸二氢钠、碳酸氢钠或醋酸钠中的一种。
其中，所述真空冷冻干燥条件为：真空度3×104pa，温度50℃，干燥时间24小时。
其中，所述步骤（1）中搅拌速度为180转/分钟；步骤（3）中搅拌速度为400转/分钟。
其中，所述丁苯胶复合材料包括以下重量份的原料：丁苯橡胶100份、氧化锌2.5份、硬脂酸2份、促进剂cz0.8份、促进剂tmtd0.7份、硫磺2份、防老剂4010na1.5份、防老剂rd1份、古马隆5份、环烷油5份、改性白炭黑40份、苄基疏水改性淀粉10份、硅烷偶联剂2份。
实施例3
一种丁苯胶复合材料用改性白炭黑，其改性方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯醇与相当于其重量10%的硼酸、2%的噻苯咪唑混合，然后加入与聚乙烯醇等重量的水，搅拌均匀，加热至70℃，搅拌均匀得到混合胶备用；
（2）将白炭黑用质量浓度为6%的羟基乙酸浸泡处理2小时，完成后在90℃的条件下烘干，然后将其与相当于其重量8%的脂肪酸失水山梨醇酯、1.6%的复合硅烷偶联剂、0.1%的氨基甲酸酯、0.02%的缓冲剂在磨粉机中研磨，得到目数为300的白炭黑中间料；
（3）将白炭黑中间料与相当于其重量30%的混合胶、2%的无水硫酸铜，在温度为55℃的条件下搅拌3小时，调节ph至6.6，然后静置至室温，继续搅拌40分钟；
（4）离心收集沉淀，真空冷冻干燥即得。
其中，所述聚乙烯醇的聚合度为1500-1900；，所述复合硅烷偶联剂由钛酸酯偶联剂、乙烯基三甲氧基硅烷偶联剂和巯基二甲氧基-乙氧基硅烷偶联剂以重量比6:2:1混合得到；所述缓冲剂为磷酸二氢钠、碳酸氢钠或醋酸钠中的一种。
其中，所述真空冷冻干燥条件为：真空度1×104pa，温度70℃，干燥时间18小时。
其中，所述步骤（1）中搅拌速度为120转/分钟；步骤（3）中搅拌速度为300转/分钟。
其中，所述丁苯胶复合材料包括以下重量份的原料：丁苯橡胶100份、氧化锌2.5份、硬脂酸2份、促进剂cz0.8份、促进剂tmtd0.7份、硫磺2份、防老剂4010na1.5份、防老剂rd1份、古马隆5份、环烷油5份、改性白炭黑40份、苄基疏水改性淀粉10份、硅烷偶联剂2份。
设置对照组1，将实施例1中步骤（1）去掉，将步骤（3）中混合胶去掉，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中步骤（2）去掉，步骤（3）中白炭黑中间料替换成白炭黑，其余内容不变；
根据gb/t528-1998和gb/t529-1999测试复合材料的拉伸性能和撕裂强度；在质量浓度为30%的淀粉糊中加入相当于其重量5%的改性白炭黑，对各组白炭黑的生菌时间进行检测，得到以下结果：
表1
通过表1中数据可以看出，本发明中相比现有技术，能够有效提高丁苯橡胶的综合力学性能，同时能提高白炭黑的抗菌性能，用于丁苯胶复合材料，能够扩展其使用范围。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。