[发明专利]一种高比表面积白炭黑及其生产方法

权利要求书

1.一种高比表面积白炭黑，其中所述白炭黑的S_BET为200-450m²/g，S_BET/S_CTAB小于或等于1.2，用压汞法测量孔径分布时直径为100nm~30nm的孔隙的总体积大于直径小于或等于50nm的孔隙的总体积的40%。

2.根据权利要求1所述的白炭黑，其中所述白炭黑的DOP吸收值为200~350ml/g。

3.根据权利要求1或2所述的白炭黑，其中所述白炭黑的S_BET为200-350m²/g。

4.根据权利要求1或2所述的白炭黑，其中所述白炭黑的颗粒表面用表面改性剂进行过改性。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的白炭黑的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）溶解步骤：将固体硅酸钠和水按照2:1-3:1（优选2:1）的质量比加入静压釜中溶解，通入压力大于0.3MPa的水蒸汽，充分溶解1.5-3小时（优选1.5-2.5）小时，滤出沉淀物后得到透明无杂质的浓液体硅酸钠，其在20℃的密度为1.01～1.40（优选1.1-1.3）g/cm³；其中所述固体硅酸钠的SiO₂/Na₂O重量比为2-4，优选3.0-3.7；

（2）调节步骤：向步骤（1）得到的浓液体硅酸钠中加入水，以调整其中Na₂O·nSiO₂的浓度至1.0-3.0mol/l，优选1.0-2.0mol/l，进一步优选1.0-1.5mol/l，得到稀液体硅酸钠；

（3）合成步骤：

a.预先在反应釜中加入适量的水及由步骤（2）得到的稀液体硅酸钠；

b.在搅拌速度为15-30rpm，优选20-25rpm的条件下，将质量浓度≤50%，优选为5-15%的无机酸（优选硫酸）水溶液以恒定速率滴加直至反应物料pH为至少7，优选为7-10；

c.将步骤（2）得到的稀液体硅酸钠与无机酸（优选硫酸）按照0.8-1.2:1的重量比同时以一定速率加入合成反应釜中，同时通入蒸汽加热并且使压力大于0.3Mpa，在70℃~100℃的温度下反应50-100min，优选50-80min，保持反应物料pH为至少7，优选为7-10；

d.再滴加硫酸将pH调至3.5-6.5，优选4.0-6.0反应结束得到稀二氧化硅料浆；

反应方程式如下：

Na₂O·nSiO₂+H₂SO₄→nSiO₂+Na₂SO₄+H₂O；

（4）过滤步骤：将步骤（3）得到的稀二氧化硅料浆经过压滤机过滤，先在0.3-0.8MPa，优选0.4-0.6MPa的压力下进料10-20分钟，优选12-17分钟，然后在0.5-0.8MPa，优选0.6-0.8MPa的压力下洗涤，控制洗涤水电导率小于5000us/cm，以除去其中的杂质Na₂SO₄，形成滤饼，保证滤饼中的含固量为15.0%-30.0%、优选20%-25%，硫酸盐含量≤2.0%；

（5）浆化步骤：将步骤（4）得到的滤饼由皮带输送机加入浆化罐中，经过打浆机叶轮的高速剪切，将滤饼打成流动性的浆状的液体，粘度控制在1000cp以下，得到二氧化硅浆液；

（6）干燥步骤：将步骤（5）得到的二氧化硅浆液用水泵送至干燥塔进行喷雾干燥，优选压力式干燥设备，得到白炭黑成品，白炭黑含量大于90.0%。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述（3）合成步骤的子步骤a中，加入的水与稀液体硅酸钠的总重量占步骤（3）反应最终反应物总重量的35%-55%，优选40-50%。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中在步骤（5）和（6）之间还包括对制备的白炭黑进行表面改性的步骤。