提高矽橡膠耐高溫性能的表面改性氣相二氧化矽及其生產方法
2023-05-18 00:46:56 1
專利名稱：提高矽橡膠耐高溫性能的表面改性氣相二氧化矽及其生產方法
技術領域：
本發明屬於一種表面改性二氧化矽及其生產方法，具體說是一種提高矽橡膠耐高溫性能的表面改性氣相二氧化矽及其生產方法。
背景技術：
氣相二氧化矽，也稱氣相(法)白炭黑。其作為矽橡膠的補強劑、液體不飽和樹脂體系的增稠觸變劑、矽酮膠等膠黏劑的補強劑和增稠觸變劑、油漆塗料等液體的增稠觸變劑和填料的防沉降劑、粉末和顆粒物料的抗結塊劑和自由流動促進劑、化妝品等膏狀物的增稠觸變劑等等，得到廣泛應用。改性氣相二氧化矽在繼承氣相二氧化矽基本特性之上，通過採用不同的改性劑、控制不同的改性程度而極大地拓展了應用領域、豐富和提升了應用性能。譬如，用於矽橡膠時，可以避免混煉膠料發生影響儲存的結構化現象，大幅度提高製品的撕裂強度、耐高溫性能；用於粉體材料時，可以防止結塊、促進自由流動；用於靜電印刷墨粉作為所需電荷的攜帶調節劑和防吸溼、防結塊劑使用等等。理論上，可以與氣相二氧化矽表面矽醇基發生化學反應而將有機矽烷基引入的物質都可以用作改性劑使用。生產實踐中常用的表面化學改性劑有氯矽烷類、矽氮烷類、矽氧烷類。氣相二氧化矽表面矽醇基與常用的三種甲基矽烷類改性劑的反應式示意如下
與氯矽烷的反應在水分存在下，
權利要求
1.一種提高矽橡膠耐高溫性能的表面改性氣相二氧化矽，其特徵是由氣相二氧化矽與改性劑反應生成，改性劑選自矽氧烷、矽氮烷和/或氯矽烷，改性劑中S1-o、S1-N或/和S1-Cl官能團的摩爾比為1. O :0. 3 O. 5 :0.1 O. 3 ;原料氣相二氧化矽的重量與改性劑總重量比為1. O :0. 05 O. 35。
2.根據權利要求1所述的表面改性氣相二氧化矽，其特徵是所述原料氣相二氧化矽的原生粒徑為4 90nm、BET比表面積為50 400m2/g，pH值為3. 5 4. 5，表觀密度為40 100g/L。
3.根據權利要求1或2所述的表面改性氣相二氧化矽，其特徵是所述改性劑中，氯矽烷選自二甲基二氯矽烷、一甲基三氯矽烷、三甲基一氯矽烷的一種或一種以上任意比例混合；矽氮烷選自六甲基二矽氮烷、六甲基環三矽氮烷、八甲基環四矽氮烷的一種或一種以上任意比例混合；矽氧烷選自八甲基環四矽氧烷、六甲基環三矽氧烷的一種或一種以上任意比例混合。
4.根據權利要求3所述的表面改性氣相二氧化矽，其特徵是所述改性劑中，氯矽烷選自二甲基二氯矽烷；矽氮烷選自六甲基二矽氮烷；矽氧烷選自八甲基環四矽氧烷。
5.根據權利要求4所述的表面改性氣相二氧化矽，其特徵是所述表面改性氣相二氧化矽的矽醇基數量是原料氣相二氧化矽表面矽醇基數量的1°/Γ35%，pH值為3. 8 8. O。
6.一種提高娃橡膠耐高溫性能的表面改性氣相二氧化娃的生產方法，其特徵是，包括以下步驟常壓下在用惰性氣體置換的同時將改性反應器升溫並維持在矽氮烷氣化溫度之上，以惰性氣體為載氣將氣化的矽氮烷送入反應器處理反應器內表面，然後再維持通載氣; 將在13(Tl50°C惰性氣體氣氛中預處理的氣相二氧化矽加入改性反應器，將氣化的改性劑用載氣帶入反應器進行接觸反應，維持通惰性氣體，降溫，排出即得成品； 所述改性劑選自矽氧烷、矽氮烷或/和氯矽烷，改性劑中S1-0、S1-N或/^PS1-Cl官能團的摩爾比為1. O :0. 3^0. 5 :0. Γ0. 3 ;原料氣相二氧化矽的重量與改性劑總重量比為1. O O.05、. 35。
7.根據權利要求6所述的生產方法，其特徵是所述原料氣相二氧化矽的原生粒徑為4 90nm、BET比表面積為5(T400m2/g、pH值為3. 5 4. 5，表觀密度為40 100g/L。
8.根據權利要求6或7所述的生產方法，其特徵是所述改性劑中，氯矽烷選自二甲基二氯矽烷、一甲基三氯矽烷、三甲基一氯矽烷的一種或一種以上任意比例混合；矽氮烷選自六甲基二矽氮烷、六甲基環三矽氮烷、八甲基環四矽氮烷的一種或一種以上任意比例混合；矽氧烷選自八甲基環四矽氧烷、六甲基環三矽氧烷的一種或一種以上任意比例混合。
9.根據權利要求8所述的生產方法，其特徵是所述改性劑中，氯矽烷選自二甲基二氯矽烷；矽氮烷選自六甲基二矽氮烷；矽氧烷選自八甲基環四矽氧烷。
全文摘要
本發明提供一種提高矽橡膠耐高溫性能的表面改性氣相二氧化矽，其技術要點是由氣相二氧化矽與改性劑反應生成，改性劑選自矽氧烷、矽氮烷或/和氯矽烷本發明還提供了該改性氣相二氧化矽的生產方法，常壓下在用惰性氣體置換的同時將改性反應器升溫並維持，以惰性氣體為載氣將氣化的矽氮烷處理反應器內表面，然後再維持通載氣；將氣化的改性劑用載氣帶入反應器與預處理的氣相二氧化矽進行接觸反應，維持通惰性氣體，降溫，排出即得成品。本發明解決了現有工藝技術反應條件要求高，生產成本高，易腐蝕設備等問題。
文檔編號C08K3/36GK103059572SQ20131003791
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者吳子路 申請人:瀋陽化工股份有限公司