本发明涉及一种改性氧化锌的制备方法，属于橡胶助剂领域。
背景技术：
欧盟reach法规除了对轮胎上使用的油品做出了严格的限制外,铅含量,锌含量以及其他一些重金属元素含量的限制也在逐步纳入到环保要求之中。作为一种活化剂,氧化锌在橡胶行业内的用量很大,但在橡胶制品的生产,处理和回收过程中,锌很容易通过轮胎的磨损释放到环境中去,而锌的释放会对环境,人体健康,尤其是对水生生物造成极为不利的影响,所以要求橡胶胶料中的锌含量尽可能得低。
技术实现要素：
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种改性氧化锌的制备方法，在不影响橡胶硫化性能的同时，可以有效减少轮胎胶料中的锌污染，又能有效减少轮胎重量，从而实现节能减排。
本发明中主要采用的技术方案为：
一种改性氧化锌的制备方法，具体制备步骤如下：
s1:称取一定量的氧化锌和水进行混合，得到氧化锌悬浮液，其中氧化锌占悬浮液总质量的40％～65％；
s2:将一定量的二甲基咪唑加入到上述悬浮液中，超声混合，在60-80℃的条件下反应20-60min，得到中间体混合液；
s3:将一定量的十八烷基三乙氧基硅烷和双酚a聚氧乙烯醚加入到步骤s2得到的中间体混合液，超声混合，调节温度至55-95℃，反应40-60min后，经抽滤洗涤后，真空干燥得到改性氧化锌。
优选地，所述步骤s2中二甲基咪唑与氧化锌的摩尔配比为2-4:1。
优选地，所述步骤s2和s3中，所述超声溶解的超声波频率为22-33khz。
优选地，所述步骤s3中，十八烷基三乙氧基硅烷的添加量为氧化锌质量的1%-58%。
优选地，所述步骤s3中，所述步骤s3中双酚a聚氧乙烯醚的添加量为氧化锌质量的1%-60%。
有益效果：本发明提供一种改性氧化锌的制备方法，与现有技术相比，具有如下优点：
1、氧化锌颗粒表面与二甲基咪唑发生配位反应，形成具有多孔隙的金属有机物框架结构，可与橡胶混炼配方中的其他助剂更好的界面接触，提高氧化锌在橡胶中的相容性；
2、十八烷基三乙氧基硅烷在双酚a聚氧乙烯醚的两亲性的作用下，可以与氧化锌进行水相改性，双酚a聚氧乙烯醚将十八烷基三乙氧基硅烷包裹住，形成悬浮液滴，在氧化锌表面引入疏水的长链烷基，提高了氧化锌的分散性，防止氧化锌产生凝聚现象。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解
本技术：
中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
一种改性氧化锌的制备方法，具体制备步骤如下：
s1:称取一定量的氧化锌和水进行混合，得到氧化锌悬浮液，其中氧化锌占悬浮液总质量的40％；
s2:将一定量的二甲基咪唑（二甲基咪唑与氧化锌的摩尔配比为2:1）加入到上述悬浮液中，超声混合，在60℃的条件下反应40min，得到中间体混合液；
s3:将一定量的十八烷基三乙氧基硅烷（氧化锌质量的23%）和双酚a聚氧乙烯醚（氧化锌质量的24%）加入到步骤s2得到的中间体混合液，超声混合，调节温度至55℃，反应30min后，经抽滤洗涤后，真空干燥得到改性氧化锌。
实施例2
一种改性氧化锌的制备方法，具体制备步骤如下：
s1:称取一定量的氧化锌和水进行混合，得到氧化锌悬浮液，其中氧化锌占悬浮液总质量的50％；
s2:将一定量的二甲基咪唑（二甲基咪唑与氧化锌的摩尔配比为3:1）加入到上述悬浮液中，超声混合（超声波频率为22khz），在70℃的条件下反应40min，得到中间体混合液；
s3:将一定量的十八烷基三乙氧基硅烷（氧化锌质量的45%）和双酚a聚氧乙烯醚（氧化锌质量的45%）加入到步骤s2得到的中间体混合液，超声混合，调节温度至75℃，反应30min后，经抽滤洗涤后，真空干燥得到改性氧化锌。
实施例3
一种改性氧化锌的制备方法，具体制备步骤如下：
s1:称取一定量的氧化锌和水进行混合，得到氧化锌悬浮液，其中氧化锌占悬浮液总质量的65％；
s2:将一定量的二甲基咪唑（二甲基咪唑与氧化锌的摩尔配比为4:1）加入到上述悬浮液中，超声混合（超声波频率为33khz），在80℃的条件下反应30min，得到中间体混合液；
s3:将一定量的十八烷基三乙氧基硅烷（氧化锌质量的58%）和双酚a聚氧乙烯醚（氧化锌质量的60%）加入到步骤s2得到的中间体混合液，超声混合，调节温度至95℃，反应30min后，经抽滤洗涤后，真空干燥得到改性氧化锌。
将实施例1、2、3和普通氧化锌根据如表1所示的混炼配方进行混炼,分别得到试样1、试样2、试样3和试样4。
表1：混炼配方中各组分的添加量
分别对上述试样1、2、3、4混炼得到的胶料按照国家标准分别进行物理机械性能测试，测试结果具体如表2所示。
表2各试样的物理机械性能测试结果
根据上述实验结果得出以下结论：改性后的氧化锌使得胶料的拉伸强度、断裂伸长率以及100%定伸拉伸强度均有所提高，这是由于改性后的氧化锌在胶料中基本可以实现分子水平上的均匀分散，在硫化时能够与其他助剂充分反应，从而在硫化胶中生成一定数量、分布均匀的交联网络，使得网链能够均匀承受应力，故胶料的拉伸强度和断裂伸长率均有所提高。而且，在上述混炼配方中，改性后的氧化锌的添加量要少于普通氧化锌的添加量，不但没有影响其性能，反而进一步提高了橡胶的力学性能，有利于减少轮胎胶料中的锌污染。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种改性氧化锌的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
s1:称取一定量的氧化锌和水进行混合，得到氧化锌悬浮液，其中氧化锌占悬浮液总质量的40％～65％；
s2:将一定量的二甲基咪唑加入到上述悬浮液中，超声混合，在60-80℃的条件下反应20-60min，得到中间体混合液；
s3:将一定量的十八烷基三乙氧基硅烷和双酚a聚氧乙烯醚加入到步骤s2得到的中间体混合液，超声混合，调节温度至55-95℃，反应40-60min后，经抽滤洗涤后，真空干燥得到改性氧化锌。
2.根据权利要求1所述的一种高分散氧化锌制备方法，其特征在于，所述步骤s2中二甲基咪唑与氧化锌的摩尔配比为2-4:1。
3.根据权利要求1所述的一种高分散氧化锌制备方法，其特征在于，所述步骤s2和s3中，所述超声溶解的超声波频率为22-33khz。
4.根据权利要求1所述的一种高分散氧化锌制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，十八烷基三乙氧基硅烷的添加量为氧化锌质量的1%-58%。
5.根据权利要求1所述的一种高分散氧化锌制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述步骤s3中双酚a聚氧乙烯醚的添加量为氧化锌质量的1%-60%。