[發明專利]一種高純二氧化硅及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202011590540.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112573525A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 陳南飛;盧愛平;王明賀;陳辰;陳家樹;史彤
• 申請（專利權）人: 無錫恒誠硅業有限公司
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;C08K3/36
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種高純二氧化硅的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)向水玻璃溶液中通入臭氧，進行氧化反應，得到氧化反應液；(2)所述氧化反應液經固液分離，得到反應原液；所述反應原液經恒溫稀釋，得到第一反應液；(3)混合所述第一反應液、硫酸和反應原液，得到混合反應液；(4)所述混合反應液經調節pH，得到二氧化硅懸浮液，所述二氧化硅懸浮液經后處理，得到所述高純二氧化硅；該方法能夠制得產品純度高且具有良好分散性的二氧化硅，應用前景良好。

技術領域

本發明涉及材料制備技術領域，尤其涉及一種高純二氧化硅及其制備方法和用途。

背景技術

沉淀二氧化硅具有低滾動阻力、高抗濕滑和高耐磨的特性，是綠色輪胎的“魔力三角”，沉淀二氧化硅可以降低輪胎的滾動阻力，降低車輛油耗和二氧化碳排放，是綠色輪胎中必不可少的原料。

沉淀二氧化硅的發展趨勢為粉狀性、造粒型和普通型轉變為高分散型，將環保型與高分散型融于一體是新一代沉淀二氧化硅產品的發展方向。由于受技術限制，國內大多企業生產的是普通型沉淀二氧化硅，分散性較差，并且大多是粉末狀，輸送過程存在粉塵污染。

目前國內外沉淀法二氧化硅生產企業主要采用硫酸沉淀法，其主要原材料為固體硅酸鈉，該原料雜質含量較多，存在1～2％的不溶性雜質，較大程度上影響二氧化硅的產品品質，以目前的技術條件，常規沉淀法二氧化硅中SiO₂含量(灼燒基)基本在96～97％的范圍，其余3～4％多為副產物硫酸鈉以及原料中引入的不溶性的雜質，其中這些不溶性的雜質在輪胎橡膠中無法分散，最終會形成“瑕疵點”，這種“瑕疵點”容易引發橡膠的斷裂，對輪胎的使用壽命有較大的影響。

CN108946745A公開了一種改性沉淀二氧化硅的制備方法及其制得的改性沉淀二氧化硅，所述改性沉淀二氧化硅的制備方法將陽離子表面活性劑加入水玻璃溶液中，陽離子表面活性劑溶于水后會帶正電荷，沉淀二氧化硅表面的負電荷便會與陽離子表面活性劑表面的正電荷之間相互作用，達到包覆改性的效果，進而提高沉淀二氧化硅顆粒的穩定性和分散性。

CN104291342A公開了一種沉淀二氧化硅、制備方法及其用途，所述方法包括使水玻璃與濃硫酸發生沉淀反應，從而獲得沉淀二氧化硅的懸浮液，之后經過壓濾及洗滌、漿化過程并干燥該懸浮液，但該方法制得的二氧化硅純度降低。

CN108975341A公開了利用沉淀法制備二氧化硅的方法及其制得的二氧化硅，所述方法以陰離子表面活性劑作為分散劑，能夠大幅度降低溶液表面張力進而減小新相形成過程中界面吉布斯自由能變，促進固相的形成，但該二氧化硅中含有分散劑。

因此，需要開發一種二氧化硅的制備方法，提升二氧化硅的純度，從而改善產品質量。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種高純二氧化硅的制備方法，所述制備方法成本低廉、方法簡單、安全環保，產品具有顆粒均勻、流動性能好，產品純度高、無粉塵，高分散等特點，而且與其同類產品相比，性價比更高。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種高純二氧化硅的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)向水玻璃溶液中通入臭氧，進行氧化反應，得到氧化反應液；

(2)所述氧化反應液經固液分離，得到反應原液；所述反應原液經恒溫稀釋，得到第一反應液；

(3)混合所述第一反應液、硫酸和反應原液，得到混合反應液；

(4)所述混合反應液經調節pH，得到二氧化硅懸浮液，所述二氧化硅懸浮液經后處理，得到所述高純二氧化硅。