[发明专利]一种沉淀二氧化硅及其制备方法与用途

说明书

本发明提供一种沉淀二氧化硅及其制备方法与用途，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合硫酸与浓度为5～16wt％的水玻璃溶液，得到pH为7.0～9.5的第一反应液；(2)混合所述第一反应液中、硫酸和含10～20g/L氯化钠的水玻璃反应底液，得到pH为7.0～9.5的混合反应液；(3)调节步骤(2)所述混合反应液的pH值至4～6，得到沉淀二氧化硅悬浮液；(4)后处理步骤(3)所述沉淀二氧化硅悬浮液，得到所述沉淀二氧化硅，所述方法制得的沉淀二氧化硅具有超低CTAB比表面积，能够提高二氧化硅在橡胶轮胎中的硫化速度，改善橡胶轮胎的物性，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及属于材料技术领域，涉及二氧化硅材料制备技术领域，尤其涉及一种沉淀二氧化硅及其制备方法与用途。

背景技术

在橡胶工业中，和尤其在轮胎工业中，已知添加增强填料到弹性体组合物中以便改进其机械性能。炭黑由于其高的增强能力是最广泛使用的增强填料。然而，它赋予制品强的滞后，即在动态条件下它增加耗散的热量。在轮胎中，这导致滚动阻力非所需的增加，和整体导致较高的燃料消耗，导致更多污染排放的产生和较高的运输成本。

“绿色轮胎”以其舒适安全、环保节能的特点，被大众广泛接受。但目前国内沉淀二氧化硅产品普遍存在硫化速率过慢的问题，导致在橡胶混炼时必须提高段数，从而轮胎生产的提高了能耗，降低了生产率，另外门尼粘度较高，易粘辊，加工性能差，橡胶的可塑性低，严重影响了胶料的混炼，制约了二氧化硅在轮胎中的使用。

CN1561367A公开了一种具有非常低比表面积的二氧化硅增强的轮胎胎面，引入由二氧化硅增强的弹性体组合物的轮胎胎面，与用于“绿色轮胎”的由更高比表面积的二氧化硅增强的常规胎面相比，其胎面在耐磨性，滚动阻力，抓着力和偏移推力方面具有改进的性能折衷。

CN112074421A公开了一种含来自稻壳灰的特定二氧化硅的车辆用轮胎和轮胎用弹性体组合物，其包括由稻壳灰获得的特定二氧化硅，和掺入它们的相关轮胎，尤其在胎冠中。

CN109231221A公开了一种低比表面积高分散性增稠型二氧化硅及其制备方法，该方法包括S1、往反应罐加入硫酸钠溶液和硅酸钠溶液，得到混合液，加热并保持反应温度为50～60℃，搅拌下滴加硫酸溶液至pH值为6～7，陈化；S2、继续往反应罐加水，加热并保持反应温度为85～95℃，加入硅酸钠溶液和硫酸溶液进行并流反应，控制反应过程pH值为6～7；S3、硅酸钠溶液加完，进行分段陈化，接着加入硫酸至pH值为4.0～5.0，陈化，制得浆料；S4、浆料经过压滤，洗涤，喷雾干燥，气流磨破碎，制得增稠型二氧化硅。

因此，需要开发一种具有低比表面积的沉淀二氧化硅，解决二氧化硅在轮胎中的硫化问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种沉淀二氧化硅的制备方法，通过降低二氧化硅CTAB比表面积，达到提高二氧化硅在橡胶轮胎中的硫化速度，从而改善橡胶轮胎的物性，可大大提高二氧化硅在轮胎中的使用量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种沉淀二氧化硅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)混合硫酸与浓度为5～16wt％的水玻璃溶液，得到pH为7.0～9.5的第一反应液；

(2)混合所述第一反应液中、硫酸和含10～20g/L氯化钠的水玻璃反应底液，得到pH为7.0～9.5的混合反应液；

(3)调节步骤(2)所述混合反应液的pH值至4～6，得到沉淀二氧化硅悬浮液；

(4)后处理步骤(3)所述沉淀二氧化硅悬浮液，得到所述沉淀二氧化硅。