[发明专利]一种制备高分散白炭黑/橡胶纳米复合材料的方法

权利要求书

1.一种制备高分散白炭黑/橡胶纳米复合材料的方法，其特征在于：依次包括如下步骤：

(1)白炭黑/橡胶胶乳的混合液的制备：所用到的白炭黑是未经任何处理的白炭黑或者是经过偶联剂表面改性的白炭黑；如果所用白炭黑未经表面改性，那么直接将白炭黑和偶联剂均匀分散于去离子水之中，制备成白炭黑水浆；再将白炭黑水浆与橡胶乳液搅拌混合得到白炭黑/偶联剂/橡胶乳液的混合液；如果所用白炭黑经过偶联剂表面改性的白炭黑，那么将偶联剂改性的白炭黑溶于水中，通过搅拌得到偶联剂改性的白炭黑水浆；再将偶联剂改性的白炭黑水浆与橡胶乳液搅拌混合得到偶联剂改性的白炭黑/橡胶乳液的混合液；在配置白炭黑水浆、偶联剂改性的白炭黑水浆的过程中，如果所用为沉淀法白炭黑时的固含量大于10％，所用为气相法白炭黑时的固含量大于等于3％时，或者在配置白炭黑/橡胶胶乳的混合液或者偶联剂改性的白炭黑/橡胶胶乳的混合液的过程中，如果固含量大于等于20％时，需要施加超声波帮助体系进行分散；

(2)白炭黑/橡胶纳米复合材料的制备：

如果所用的混合液是白炭黑/偶联剂/橡胶乳液的混合液，且白炭黑/橡胶纳米复合材料中白炭黑填料的质量分数，其中沉淀法白炭黑的质量分数小于等于10％，其中气相法白炭黑的质量分数小于等于5％的时候，向偶联剂改性的白炭黑/橡胶胶乳的混合液内直接加入絮凝剂，经过搅拌使得橡胶乳液破乳，发生絮凝反应，得到高分散的白炭黑/橡胶的絮凝胶，此絮凝胶还需要经过烘干操作，将絮凝胶中的水份烘干，而后得到高分散的白炭黑/橡胶纳米复合材料；

如果所用的混合液是白炭黑/偶联剂/橡胶乳液的混合液，且白炭黑/橡胶纳米复合材料中白炭黑填料的质量分数，其中沉淀法白炭黑的质量分数大于等于10％，其中气相法白炭黑的质量分数大于等于5％的时候，那么将白炭黑/橡胶胶乳的混合液通过喷雾干燥装置，雾化形成微小的混合液液滴，在干燥介质中快速脱除水分，这样就得到白炭黑/橡胶纳米复合材料；在喷雾干燥的过程中如果混合液固含量大于等于20％就不需要引入絮凝剂，如果固含量小于等于20％，那么必须要引入絮凝剂；

如果所用的混合液是经过偶联剂改性的白炭黑/橡胶胶乳的混合液，且白炭黑/橡胶纳米复合材料中白炭黑填料的质量分数，其中沉淀法白炭黑的质量分数小于等于10％，其中气相法白炭黑的质量分数小于等于5％的时候，向偶联剂改性的白炭黑/橡胶胶乳的混合液内直接加入絮凝剂，经过搅拌使得橡胶乳液破乳，发生絮凝反应，得到高分散的白炭黑/橡胶的絮凝胶，此絮凝胶还需要经过烘干操作，将絮凝胶中的水份烘干，而后得到高分散的白炭黑/橡胶纳米复合材料；

如果所用的混合液是经过偶联剂改性的白炭黑/橡胶胶乳的混合液，且白炭黑/橡胶纳米复合材料中白炭黑填料的质量分数，其中沉淀法白炭黑的质量分数大于等于10％，其中气相法白炭黑的质量分数大于等于5％的时候，将偶联剂改性的白炭黑/橡胶胶乳的混合液经过喷雾干燥装置，雾化形成微小的混合液液滴，在干燥介质中快速脱除水分，得到白炭黑/橡胶纳米复合材料；在喷雾干燥的过程中如果混合液固含量大于20％就不需要引入絮凝剂，如果固含量小于等于20％，那么必须要引入絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所说的白炭黑包括沉淀法白炭黑和气相法白炭黑，在白炭黑水浆中，或者偶联剂改性的白炭黑水浆中，沉淀法白炭黑在水浆中的重量百分含量为0.01～40％，气相法白炭黑在水浆中的重量百分含量为0.005～20％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用到的橡胶胶乳一种是天然橡胶胶乳；另一种是合成橡胶胶乳，合成橡胶胶乳包括丁苯橡胶胶乳、顺丁橡胶胶乳、氯丁橡胶胶乳、丁腈橡胶胶乳、丁吡和丁苯吡胶乳、丙烯酸酯橡胶胶乳、聚氨酯橡胶胶乳、丁基橡胶胶乳、乙丙橡胶胶乳、硅橡胶胶乳、氟橡胶胶乳；或者两种以及两种以上橡胶乳液的混合乳液；胶乳固含量为5％～80％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所制备白炭黑/橡胶纳米复合材料中白炭黑填料的质量分数，其中沉淀法白炭黑的质量分数为0.1％～50％，其中气相法白炭黑的质量分数为0.01％～50％。