[發明專利]一種改性白炭黑及其制備方法、硅橡膠

有效

• 申請號: 201810450152.X
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108559274B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 張志杰;劉伯崢;張學忠;趙云峰;汪倩;譚永霞;謝擇民
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/36
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;武悅

本發明涉及一種高效阻尼的改性白炭黑及應用，屬于工業填料，解決了現有的改性白炭黑對硅橡膠主要是增強作用，難以明顯提高硅橡膠的阻尼性能的技術問題。本發明提供了一種改性白炭黑，包括白炭黑、改性劑A、改性劑B、催化劑和溶劑，其中，改性白炭黑中各組分含量按重量份數計如下：白炭黑100份；改性劑A 1?10份；改性劑B 1?25份；催化劑0.5?1份；溶劑50?200份，改性劑A為與白炭黑表面的羥基發生化學反應的硅氧烷、硅氮烷類物質；改性劑B為大體積結構的有機磷雜菲類物質。本發明提供的高效阻尼白炭黑用于改性硅橡膠，不僅使硅橡膠的力學性能優異，還顯著提高了硅橡膠的阻尼性能。

技術領域

本發明涉及工業填料技術領域，尤其涉及一種高效阻尼改性白炭黑及其制備方法、硅橡膠。

背景技術

白炭黑是一種人工合成的無定形二氧化硅的總稱。白炭黑作為一種環保、性能優異的助劑，廣泛應用于橡膠制品、紡織、造紙、油漆涂料、農藥、食品和化妝品等領域，可起到補強、增稠、抗結塊、控制體系流變和觸變等作用。

現有的改性白炭黑對硅橡膠的主要作用是增強，其可以顯著增強硅橡膠的拉伸強度、撕裂強度、硬度等力學性能，但難以明顯提高硅橡膠的阻尼性能。

目前，現有的硅橡膠在力學性能方面已經能夠滿足市場的需求，但是，無法滿足對具有阻尼性能的硅橡膠的需求，并且，通過加入改性白炭黑實現硅橡膠阻尼性能提升的途徑鮮有報道。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種高效阻尼的改性白炭黑及其制備方法和應用，在保證硅橡膠力學強度的基礎上提高硅橡膠的阻尼性能，滿足市場對高效阻尼硅橡膠需求。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種改性白炭黑，包括白炭黑、改性劑A、改性劑B、催化劑和溶劑，改性白炭黑中各組分含量按重量份數計如下：

與現有技術相比，本發明提供的改性白炭黑具有高力學強度和高效阻尼性，這是因為本發明使用改性劑A和改性劑B同時對白炭黑進行了改性處理，其中，改性劑A主要用于與白炭黑表面的羥基作用，使得白炭黑表面由親水性變為疏水性，改善白炭黑在硅橡膠中的分散性，從而提高改性硅橡膠的力學強度；改性劑B主要用于提高阻尼減振性能，賦予硅橡膠阻尼減振功能；催化劑主要是用于促進改性劑與白炭黑表面的反應性；而溶劑的引入是為了實現改性劑在改性處理過程中與白炭黑的良好分散，避免出現團聚等現象。通過改性劑A和改性劑B同時用于改性白炭黑，使白炭黑獲得良好的力學性能和阻尼性能；再將該改性白炭黑進行改性硅橡膠，改性后的硅橡膠同樣的獲得了良好的力學性能和阻尼性能，從而增大了硅橡膠的應用范圍。

改性劑A為與白炭黑表面的羥基發生化學反應的硅氧烷或硅氮烷類物質；改性劑B為有機磷雜菲類物質。

優選地，改性白炭黑為親水性白炭黑，比表面積為100-400m²/g。

優選地，改性白炭黑為沉淀法白炭黑和氣相法白炭黑中的任一種。

優選地，改性劑A為二苯基硅二醇、環硅氧烷、1-10個硅氧鏈節的低分子量羥基硅油或烷氧基硅烷等硅氧烷類物質中的一種；或者改性劑A為環硅氮烷或六甲基二硅氮烷等硅氮烷類物質中的一種。

優選地，改性劑B為9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物衍生物中的任一種。

優選地，催化劑為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、醋酸、鹽酸、硫酸、三氟甲基磺酸或二月桂酸二丁基錫中的任一種。

優選地，溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、丁酮、環己酮、N,N-二甲基甲酰胺、二氧六環、乙酸乙酯、氯仿、四氫呋喃、甲苯、鄰二甲苯、對二甲苯或間二甲苯中的一種或至少兩種任意比例混合。