[发明专利]改性炭黑及其制备方法

权利要求书

1.一种改性炭黑，其特征在于它的表面涂覆两端具有活性基团的不饱和偶联剂，偶联剂一端的活性基团是不饱和双键，把它作为接枝基团，将偶联剂接枝在炭黑表面上；另一端的活性基团作为交联基团，保留不饱和偶联剂日后与橡胶交联的功能；上述不饱和偶联剂至少有一种选自含有交联基团的含硫化合物、含卤化合物、含氮化合物、多元不饱和化合物；涂覆的不饱和偶联剂重量占改性炭黑总重量的0.2％至20％；这种改性炭黑可以通过能量球磨法制备，将上述不饱和偶联剂涂覆在被能量激活的炭黑表面上。

2.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于所述能量球磨法，控制物料温度不超过105℃，避免所述不饱和偶联剂的交联基团与炭黑表面的不饱和双键发生反应，保留其活性，日后与橡胶交联。

3.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于添加氧化锌，在炭黑表面原位生成所述的含硫不饱和偶联剂锌盐。

4.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于添加氧化锌和白炭黑，在炭黑表面涂覆所述的含硫不饱和偶联剂的同时，原位生成含硫不饱和偶联剂锌盐和硅酸锌，将炭黑与白炭黑连接在一起。

5.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于炭黑和白炭黑以任何比例混合在一起，涂覆所述的含硫不饱和偶联剂、含硫硅烷偶联剂、氧化锌，在炭黑和白炭黑表面分别原位生成含硫不饱和偶联剂锌盐和含硫硅烷偶联剂锌盐，实现炭黑和白炭黑的共混改性。

6.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于在炭黑表面涂覆所述不饱和偶联剂的同时，在不饱和偶联剂的外侧，涂覆作为分散剂的脂肪酸、芳香酸、氰尿酸、胺类化合物，以及同样作为分散剂的酚类防老剂、胺类防老剂、胺类防焦剂。

7.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于所述含硫不饱和偶联剂至少有一种选自含有交联基团的硫醚类、硫脲类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸类、二硫代磷酸类化合物，即至少有一种选自二链烯基S2至S4硫醚、二链烯基环己烷基S2至S4硫醚、二链烯基苯基S2至S4硫醚、二链烯基苄基S2至S4硫醚、双(二乙烯基硫代磷酰)S3硫醚、二链烯基硫脲、二链烯基苯基硫脲、四链烯基秋兰姆S2至S4硫醚、二链烯基二硫代氨基甲酸、二链烯基二硫代氨基甲酸盐、二链烯基二苯基二硫代氨基甲酸、二链烯基二苯基二硫代氨基甲酸盐、二链烯基二硫代磷酸、连二链烯基二硫代磷酸酯、二链烯基二硫代磷酸盐，以及上述化合物的锌盐或铵盐，其中S代表硫原子。

8.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于所述含硫不饱和偶联剂至少有一种选自炭黑改性专用的具有下述通式(1)的硫醚类化合物：

R-S_A-R

(1)

其中，R是指环己烯基，或乙烯苯基，或乙烯苄基

A代表整数2～4。

9.按照权利要求8的含硫不饱和偶联剂，其特征在于所述通式(1)硫醚类化合物的一种制备方法，包括下列顺序的步骤：

a，在氯环己烯，或氯苯乙烯，或氯甲基苯乙烯中，加入多硫化钠水溶液；

b，在低于75℃的温度下搅拌，进行复分解反应；

c，分离出有机层，过滤后获得成品二环己烯基S2至S4硫醚，或二乙烯苯基S2至S4硫醚，或二乙烯苄基S2至S4硫醚不饱和偶联剂，其中S代表硫原子。

10.按照权利要求1的改性炭黑，其特征在于所述含硫不饱和偶联剂至少有一种选自炭黑改性专用的具有下述通式(2)秋兰姆类化合物：

其中，R¹和R²是指具有2个至4个碳原子的烯烃基，R²还可以是指苯基或苄基；

11.按照权利要求10的含硫不饱和偶联剂，其特征在于所述通式(2)秋兰姆类化合物的一种制备方法，包括下列顺序的步骤：

a，在氢氧化钠水溶液中加入二烯烃胺，或N-烯丙基苯胺，或N-烯丙基苄胺；

b，在低于75℃的温度下搅拌，滴加二硫化碳，进行缩合反应；

c，滴加亚硝酸钠水溶液，搅拌溶解后过滤；

d，放在氧化反应器中，通入空气，滴加稀硫酸，进行氧化反应；

e，反应产物经过过滤、水洗、脱水、干燥、筛分，即得成品二硫化四烯烃基秋兰姆，或二硫化二烯烃基二苯基秋兰姆，或二硫化二烯烃基二苄基秋兰姆不饱和偶联剂。