改性热解炭黑的制作方法

本发明涉及炭黑材料，特别是涉及一种改性热解炭黑。

背景技术：

1、随着现代汽车工业的迅猛发展，对橡胶制品特别是轮胎的消耗越来越大，每年废旧轮胎的产生量很高，对环境造成了一定程度的污染。

2、目前通过对废旧轮胎进行热解制备得到热解炭黑和热解油，实现废旧轮胎的资源化利用。而由于热解炭黑表面灰分和碳质沉积物的含量高，导致热解炭黑表面活性差、粒径大、结构度低等，导致得到的热解炭黑性能不能与普通商业炭黑相媲美，而只能用于低端的橡胶制品，附加值低。为了实现热解炭黑的高值化利用，需要对热解炭黑进行改性处理，以使其效果接近工业炭黑的水平。

3、无机填料与高分子材料在界面性质方面存在着较大的差异，通过偶联剂可以增加无机填料与聚合物的相容性，改善两者之间的亲和力。但是，一般的偶联剂多为液态形式，加入到炭黑粉末中很难均匀分散，这对于设备的混合能力要求较高。此外，偶联剂成本较高，很难实现工业化。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种改性热解炭黑。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、改性热解炭黑，主要由按重量份数计的如下组分制得：

4、热解炭黑粉100份、多硫化钠水溶液0.3～1份、增塑剂0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古马隆树脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有机胺0.1～1.5份；

5、所述热解炭黑粉为废旧轮胎热解炭黑粉；

6、所述增塑剂为多元醇苯甲酸酯类增塑剂；所述热解炭黑粉的平均粒径为2～8μm；所述多硫化钠水溶液的制备包括：硫磺于氢氧化钠水溶液中，于50～95℃反应得到所述多硫化钠水溶液；所述反应的时间为15～60min；所述硫磺与所述氢氧化钠的摩尔比为(0.5～1.5)﹕1；所述氢氧化钠水溶液的质量分数为10％～30％；所述松香季戊四醇酯的软化点为90～110℃；

7、和/或，所述古马隆树脂的软化点为85～100℃；所述增塑剂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种或多种；所述多官能度丙烯酸酯的官能度为2～4；

8、和/或，所述有机胺包括二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、正丁醛苯胺缩合物和双(六亚甲基)三胺中的任一种或多种；所述多官能度丙烯酸酯包括二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯中的任一种或多种；

9、所述改性热解炭黑的制备包括如下步骤：

10、按比例混合各所述组分，加水造粒后干燥处理；

11、所述混合包括：向所述热解炭黑粉中加入所述硫化钠水溶液、所述增塑剂、所述松香季戊四醇酯、所述古马隆树脂、所述多官能度丙烯酸酯和所述有机胺，混合均匀；所述混合中，每加入一种所述组分，混合处理3～15min，然后再加入下一种组分；所述混合处理的转速为300～500rpm；所述造粒直至颗粒尺寸大小为2～4mm；采用倾斜式造粒机进行所述造粒；采用沸腾干燥机进行所述干燥处理，进风温度为90～180℃，干燥时间为15～40min。

12、优选地，加水造粒后干燥处理后得到的成品的平均粒径为2.4～4.2μm；比表面积为59～66m2/g；吸油值为69.4～78.5×10-5m3/kg

13、优选地，加水造粒后干燥处理后得到的成品的硬度为62～65邵a；拉伸强度为21.2～23.6mpa；300％定伸应力为12.7～15mpa。

14、本发明的有益效果如下：

15、(1)本发明以废旧轮胎的热解炭黑为原材料制备改性热解炭黑，原材料供应充足，来源稳定，有利于资源化利用并提高废旧轮胎的附加值；

16、(2)本发明采用多种材料协同改性所述热解炭黑，得到的改性热解炭黑具有较好的补强作用，可替代现有商业炭黑，具有广阔的应用前景；

17、(3)本发明的改性热解炭黑的制备方法，通过造粒干燥后得到颗粒状改性热解炭黑，减少粉尘污染，是一类环境友好型炭黑产品。

技术特征：

1.改性热解炭黑，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制得：

2.根据权利要求1所述的改性热解炭黑，其特征在于，加水造粒后干燥处理后得到的成品的平均粒径为2.4～4.2μm；比表面积为59～66m2/g；吸油值为69.4～78.5×10-5m3/kg。

3.根据权利要求1所述的改性热解炭黑，其特征在于，加水造粒后干燥处理后得到的成品的硬度为62～65邵a；拉伸强度为21.2～23.6mpa；300％定伸应力为12.7～15mpa。

技术总结
本发明涉及炭黑材料技术领域，尤其是涉及一种改性热解炭黑。改性热解炭黑主要由按重量份数计的如下组分制得：热解炭黑粉100份、多硫化钠水溶液0.3～1份、增塑剂0.5～2份、松香季戊四醇酯0.2～1.5份、古马隆树脂0.2～2份、多官能度丙烯酸酯0.1～0.8份和有机胺0.1～1.5份。本发明通过对热解炭黑进行改性处理，可改善热解炭黑的分散性能以及与有机高分子材料的界面相容性等，多种材料协同改善热解炭黑的性能，显著提高改性热解炭黑的补强性能，可替代现有商业炭黑，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：李旭,沈家锋,徐磊,邵进
受保护的技术使用者：安徽固瑞特新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14