一種提高硅橡膠混煉速度的白炭黑及制備硅膠的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及硅橡膠技術領域，具體說是一種提高硅橡膠混煉速度的白炭黑及制備 硅膠的方法。
【背景技術】
[0002] 硅橡膠是一種非結晶性結構，分子間的引力非常低，故未經補強的硫化制品強度 極低，如拉伸強度約為〇. 31MPa，無實用價值。因此必須用填料補強，在補強劑中最常用最有 效的補強填料就是白炭黑。白炭黑表面存在活性羥基能與硅橡膠分子鏈結合使其具備補強 效果，加入硅橡膠后，它的拉伸強度可提高40~50倍，耐熱性和電性能也有所改善。以前 多采用氣相法白炭黑，因氣相法白炭黑價高量少，現大多數廠家都用價格低廉的沉淀法白 炭黑來代替氣相法白炭黑。
[0003] 但白炭黑表面的活性羥基、吸附水及制備工藝導致其表面出現的酸區，使白炭黑 呈親水性，與生膠相容性不好，不能在其中快速地分散，造成混煉硅膠混煉時間長，生產效 率低，能耗高；而且白炭黑還存在一個使混煉硅膠硬化的問題，一般稱為"結構化效應"，其 結構化隨膠料停放時間延長而增加，甚至嚴重到無法返煉、報廢的程度，對此有兩種解釋， 一種解釋認為是硅橡膠端基與白炭黑表面羥基縮合；另一種解釋認為是硅橡膠硅氧鏈節與 白炭黑表面羥基形成氫鍵。
[0004] 為了提高白炭黑與生膠的相容性并防止結構化，目前常用的做法是在混煉時加入 某些可以與白炭黑表面羥基發生反應的物質，比如羥基硅油，羥基硅油可以消除大部分表 面羥基，但不能全部反應，否則白炭黑將失去補強效果。混煉時，白炭黑、羥基硅油等助劑與 硅橡膠生膠同時或先后加入到雙輥煉膠機或密閉捏合機中，經反復煉制得到混煉硅膠。比 如專利號為CN103436032A的發明專利公開了一種硅膠及其制備方法，將硅橡膠生膠與白 炭黑、羥基硅油等一起投入到捏合機中混煉。但上述做法仍然存在著混煉時間長、混煉硅膠 易硬化的問題。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明所要解決的技術問題是提供一種能有效提高硅橡 膠混煉速度的白炭黑，并進而提供一種生產效率高的制備硅膠的方法。
[0006] 本發明經研宄發現，現有技術雖然在混煉時加入了某些可以與白炭黑表面羥基發 生反應的物質，比如羥基硅油，但白炭黑表面羥基與羥基硅油的反應必須經過一定的時間， 在此過程中，白炭黑表面仍然具有數量較多的活性羥基而呈現親水性，無法在硅橡膠生膠 中快速地分散，導致混煉時間長，生產效率低，生產能耗高；另外，數量較多的活性羥基也會 與硅橡膠發生反應（與硅橡膠端基發生縮合或與硅橡膠硅氧鏈節形成氫鍵），導致生產得 到的混煉硅膠仍然存在一定的結構化問題，產品易硬化。
[0007] 基于上述研宄發現，本發明對現有的白炭黑進行了改進，通過在白炭黑中添加一 定量的羥基硅油，使白炭黑表面的活性羥基數量減少，然后再將上述改進后的白炭黑加入 硅橡膠中混煉，由于改進后的白炭黑相對現有的白炭黑，其表面羥基數量大大減少，因此與 硅橡膠的相容性提升，在硅橡膠中的分散速度加快，并且與硅橡膠發生反應的幾率降低，從 而提高了硅橡膠混煉速度，縮短混煉時間，提高生產效率并降低生產能耗，改善甚至消除了 混煉硅膠因結構化效應而導致的硬化問題。
[0008] 為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案一為：
[0009] 一種提高硅橡膠混煉速度的白炭黑，所述白炭黑中添加有羥基硅油。
[0010] 為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案二為：
[0011] 一種制備硅膠的方法，包括：
[0012] 制備添加有羥基硅油的白炭黑；
[0013] 將上述添加有羥基硅油的白炭黑及其他助劑與硅橡膠生膠進行混煉，得到硅膠。
[0014] 本發明的有益效果在于：區別于現有技術，本發明通過在白炭黑中添加一定量的 羥基硅油，使白炭黑表面的活性羥基數量減少，從而與硅橡膠的相容性提升，在硅橡膠中的 分散速度加快，并且與硅橡膠發生反應的幾率降低，提高了硅橡膠混煉速度，縮短混煉時 間，提高生產效率并降低生產能耗，改善甚至消除了混煉硅膠因結構化效應而導致的硬化 問題。
【具體實施方式】
[0015] 為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式予以說明。
[0016] 本發明最關鍵的構思在于：在白炭黑中添加一定量的羥基硅油與白炭黑表面的活 性羥基進行反應，使白炭黑表面的活性羥基數量減少，從而與硅橡膠的相容性提升，在硅橡 膠中的分散速度加快，并且與硅橡膠發生反應的幾率降低。
[0017] 具體的，本發明實施方式的提高硅橡膠混煉速度的白炭黑，所述白炭黑中添加有 羥基硅油。
[0018] 從上述描述可知，本發明的有益效果在于：區別于現有技術，本發明通過在白炭黑 中添加一定量的羥基硅油，使白炭黑表面的活性羥基數量減少，從而與硅橡膠的相容性提 升，在硅橡膠中的分散速度加快，并且與硅橡膠發生反應的幾率降低，提高了硅橡膠混煉速 度，縮短混煉時間，提高生產效率并降低生產能耗，改善甚至消除了混煉硅膠因結構化效應 而導致的硬化問題。
[0019] 進一步的，所述羥基硅油的添加量以白炭黑的重量計為l_4wt%。
[0020] 從上述描述可知，本發明的有益效果在于：由于羥基硅油的添加量多少，直接影響 著白炭黑表面羥基的反應程度大小。若羥基硅油的添加量太少，則白炭黑表面的活性羥基 數量仍然較多，雖然與現有白炭黑相比，與硅橡膠的相容性有所提升，分散速度有所加快， 與硅橡膠發生反應的幾率有所降低，但仍然無法達到最佳的提升效果，與硅橡膠發生反應 的情況也仍然存在，因此只能改善而不能消除混煉硅膠因結構化效應而導致的硬化問題； 若羥基硅油的添加量太多，則白炭黑表面的活性羥基數量太少，將影響與硅橡膠分子鏈的 結合而達不到良好的補強效果。為此，本發明經大量研宄和實驗確定，當羥基硅油的添加 量以白炭黑的重量計為l-4wt%時，所得到的白炭黑表面的活性羥基數量最優，既能夠獲得 良好的補強效果，又能夠最大限度的提升與硅橡膠的相容性及降低與硅橡膠發生反應的幾 率，從而最大程度地縮短了混煉時間，提高生產效率并降低生產能耗，消除了混煉硅膠因結 構化效應而導致的硬化問題。
[0021] 進一步的，所述白炭黑為沉淀法白炭黑粉體。
[0022] 從上述描述可知，本發明的有益效果在于：沉淀法白炭黑價格低廉，用于生產混煉 硅膠時需經過粉碎等粉體加工過程，粉碎過程中加入羥基硅油混合均勻，即可得到添加有 羥基硅油的白炭黑，便于生產。
[0023] 具體的，本發明實施方式的制備硅膠的方法，包括：
[0024] 制備添加有羥基硅油的白炭黑；
[0025] 將上述添加有羥基硅油的白炭黑及其他助劑與硅橡膠生膠進行混煉，得到硅膠。
[0026] 從上述描述可知，本發明的有益效果在于：采用添加有羥基硅油的白炭黑，白炭黑 表面的活性羥基數量減少，從而與硅橡膠的相容性提升，在硅橡膠中的分散速度加快，并且 與硅橡膠發生反應的幾率降低，提高了硅橡膠混煉速度，縮短混煉時間，提高生產效率并降 低生產能耗，改善甚至消除了混煉硅膠因結構化效應而導致的硬化問題。
[0027] 進一步的，所述添加有羥基硅油的白炭黑中，羥基硅油的添加量以白炭黑的重量 計為 l_4wt%。
[0028] 從上述描述可知，本發明的有益效果在于：當羥基硅油的添加量以白炭黑的重量 計為l-4wt%時，所得到的白炭黑