一种醇类处理白炭黑提高吸油值的方法与流程

文档序号:11092770阅读:2179来源:国知局

本发明涉及白炭黑制备技术领域,具体涉及一种提高白炭黑吸油值 DBP 的方法。

技术背景

白炭黑的空隙容积取决于其自身二氧化硅原级粒子,二次粒子乃至三级粒子的聚集程度。白炭黑的空隙容积越大,即结构度越高,DBP吸油值越高。

中国专利CN103466638A公开了一种高DBP吸油值白炭黑的合成方法。在用水玻璃硫酸沉淀法得到白炭黑湿滤饼后,将其分散于无水乙醇中,边搅拌边在50—70 ℃加热1—5小时,然后抽滤,干燥,得到DBP吸油值为3.00 g/g的白炭黑产品。

中国专利CN104909373A也在用水玻璃硫酸沉淀法得到白炭黑湿滤饼后,将其分散于丙醇和乙醇的混合水溶液中,边搅拌边加热,最后抽滤,干燥,得到DBP吸油值为3.10 g/g的白炭黑产品。尽管上述专利可以得到具有高DBP吸油值的产品,但合成过程中需要将白炭黑湿滤饼与醇类混合后加热,增加了生产能耗。



技术实现要素:

本发明在水玻璃硫酸沉淀法得到白炭黑湿滤饼后,采用正丁醇、异丁醇、异丙醇的一种或几种,按重量比醇:水为0.5—2:1加入到白炭黑湿滤饼中处理,所得混合物用乳化机分散。分散完成所得浆料干燥、粉碎可以得到DBP吸油值高达3.50 g/g的白炭黑产品。

采用本发明的白炭黑制备过程具体如下:

(1)配制二氧化硅含量为10—20 wt%,模数为3.3的水玻璃溶液,硫酸配制成10—30 wt%的水溶液;

(2)在pH值为9—12,温度为60—90 ℃条件下,将上述水玻璃和硫酸溶液并流混合于反应釜中,反应1—3小时;

(3)将上述反应混合物在60—90 ℃条件下,老化3—5小时,调节体系pH值到2—4,陈化1—3小时,得到浆料;

(4)将所述浆料压滤、洗涤得到固含量为30—40%的湿滤饼;

(5)按重量比醇:水为0.5—2:1加入醇到湿滤饼中,所得混合物用乳化机分散30分钟,乳化机转速为4000—9000转/分钟;

(6)分散完成所得浆料进行喷雾干燥,再经气流粉碎,即得到粒径为3—5微米的产品;

本发明中,醇是正丁醇、异丁醇、异丙醇的一种或几种,乳化机转速为4000—9000转/分钟。

本发明过程不需要加热回流,极大降低了能源,使得生产操作过程简单化。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进步一说明

实施例一

向反应容器中注入纯水1000克。取二氧化硅浓度为15 wt%的水玻璃溶液700克,浓度为20 wt%的硫酸300克,同时加入反应容器;并流pH值为9,并流反应时间为3小时,并流反应温度为90 ℃。并流完成后将反应混合物在80 ℃老化2小时,调节体系pH值到2,再陈化3小时。洗涤所得浆料,压滤成固含量为40%的湿滤饼。按照重量比异丁醇:水为1:1加入异丁醇与湿滤饼混合,混合物用乳化机分散30分钟,乳化机转速为4000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥,再经气流粉碎,即得到粒径为3—5微米的产品。

七个平行样品物化性质如表一所示:

表一

实施例二

向反应容器中注入纯水1000克。取二氧化硅浓度为20 wt%的水玻璃溶液525克,浓度为10 wt%的硫酸600克,同时加入反应容器;并流pH值为12,并流反应时间为2小时,并流反应温度为90 ℃。并流完成后将反应混合物在80 ℃老化5小时,调节体系pH值到3,再陈化1小时。洗涤所得浆料,压滤成固含量为30%的湿滤饼。按照重量比正丁醇:水为0.5:1加入正丁醇与湿滤饼混合,混合物用乳化机分散30分钟,乳化机转速为9000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥,再经气流粉碎,即得到粒径为3—5微米的产品。

七个平行样品物化性质如表二所示:

表二

实施例三

向反应容器中注入纯水1000克。取二氧化硅浓度为10 wt%的水玻璃溶液1050克,浓度为30 wt%的硫酸200克,同时加入反应容器;并流pH值为10,并流反应时间为1小时,并流反应温度为70 ℃。并流完成后将反应混合物在60 ℃老化4小时,调节体系pH值到4,再陈化1小时。洗涤所得浆料,压滤成固含量为40%的湿滤饼。按照重量比异丙醇:水为2:1加入异丙醇与湿滤饼混合,混合物用乳化机分散30分钟,乳化机转速为8000转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥,再经气流粉碎,即得到粒径为3—5微米的产品。

七个平行样品物化性质如表三所示:

表三

实施例四

向反应容器中注入纯水1000克。取二氧化硅浓度为20 wt%的水玻璃溶液525克,浓度为10 wt%的硫酸600克,同时加入反应容器;并流pH值为11,并流反应时间为2小时,并流反应温度为60 ℃。并流完成后将反应混合物在90 ℃老化3小时,调节体系pH值到3,再陈化2小时。洗涤所得浆料,压滤成固含量为40%的湿滤饼。按照重量比异丁醇:正丁醇:异丙醇:水为1:1:1:4加入三种醇与湿滤饼混合,混合物用乳化机分散30分钟,乳化机转速为6500转/分钟。分散完成所得浆料进行喷雾干燥,再经气流粉碎,即得到粒径为3—5微米的产品。

七个平行样品物化性质如表四所示:

表四

应用测试

用本发明四个实施例中相对DBP吸油值最高的样品与市售产品气相二氧化硅TS100配置皮革涂饰剂,在PU皮革上进行黑度和透明性对比。

实验步骤:

(1)取PU树脂、醋酸丁酯、二氧化硅粉体按照70:23:7比例配制皮革涂饰剂,在分散机中以4000 r/min的速度分散5分钟;

(2)用线棒均匀涂抹在PU皮革上,在120 ℃烘烤5分钟。

应用测试结果如表五下:

表五

注:皮革应用中黑度和透明性最好的记为5,最差的记为1。

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