專利名稱：一種炭硅雙向填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填料的制備方法，尤其涉及一種炭硅雙向填料的制備方法。
背景技術(shù)：
炭黑主要用于橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填充材料，在汽車輪胎中炭黑使用量約占輪胎重量的 25%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)載重胎滾動(dòng)阻力每降低2% _4%，可以節(jié)省燃油1%，轎車胎滾動(dòng)阻力每 降5%-7%，可以節(jié)省燃油1%。降低胎面膠的滾動(dòng)阻力對(duì)輪胎節(jié)油起決定性作用。而現(xiàn)有 傳統(tǒng)的炭黑作為輪胎的補(bǔ)強(qiáng)劑，存在著輪胎的生熱性及滾動(dòng)阻力高、耗油等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種炭硅雙向填料的制備方法，該方法制備的填料應(yīng)用于 載重胎胎面膠，其滾動(dòng)阻力降低5 % -8 %，節(jié)省燃料2 % -3 %，應(yīng)用于轎車胎滾動(dòng)阻力每降 11% -14%，節(jié)省燃料 2% -3%。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特征是方法步驟為在炭黑反應(yīng)爐的燃燒室內(nèi)以每小 時(shí)5-15KG的速度噴加含硅有機(jī)物，噴入含硅有機(jī)物的總重量為炭黑重量的0. -0. 5%， 燃燒室內(nèi)含硅有機(jī)物在1800-2200°C的熱氣流中進(jìn)行離解形成硅離子，當(dāng)離解的硅離子 隨著熱氣流進(jìn)入炭黑反應(yīng)爐的喉管段后，與噴入的原料油混合，原料油噴入流量為每小時(shí) 3500-4500kg，原料油進(jìn)行裂解，原料油裂解的碳原子聚合在硅離子周圍，硅離子形成晶核， 最終形成碳一娃雙向結(jié)構(gòu)的填料。所述的含硅有機(jī)材料優(yōu)選四氫化硅或羥基硅烷。所述的原料油為液態(tài)烴類，優(yōu)選乙烯焦油、蒽油或煤焦油。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)生產(chǎn)的炭硅雙向填料應(yīng)用于載重胎胎面膠，其滾動(dòng)阻力 降低5% _8%，節(jié)省燃料2% _3%，應(yīng)用于轎車胎滾動(dòng)阻力每降11% -14%，節(jié)省燃料 2% -3%。(2)適用范圍廣泛；(3)生產(chǎn)的炭硅雙向填料應(yīng)用于傳送帶，具有生熱性低，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；(4)生產(chǎn)的炭硅雙向填料在膠料中分散性好；(5)對(duì)某些膠管、膠帶表現(xiàn)出良好的性能；(6)生產(chǎn)的炭硅雙向填料屬于通用級(jí)產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種炭硅雙向填料的生產(chǎn)方法，該方法包括以下工藝步驟(1)先將四氫化硅(液相)放置在一個(gè)密封的容器中，密封容器與管道相連，管道 上裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、充量計(jì)、壓力表，管道的另一段是一只噴槍，噴入四氫化硅的總重量為 炭黑重量的0. 1%，噴槍插入炭黑反應(yīng)爐的燃燒室，燃燒室的溫度為1800°C，噴槍上設(shè)置為霧化用壓縮空氣入口。向密封容器入通入壓縮空氣以每小時(shí)5KG的流量四氫化硅輸送至管 道，通過(guò)調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)，噴槍與霧化的壓縮空氣混合，噴入燃燒室；(2)四氫化硅在燃燒室內(nèi)1800°C熱氣流中進(jìn)行汽化、裂解，得到硅離子；(3)硅離子隨熱氣流中流過(guò)炭黑反應(yīng)爐的喉管，與在喉管段噴入的乙烯焦油混合， 乙烯焦油的量為每小時(shí)3500kg，乙烯焦油在高溫氣流中發(fā)生裂解反應(yīng)，裂解的炭黑微粒以 硅離子為晶核，在硅離子周圍聚集，形成聚集體。以硅離子為晶核的炭黑聚集體不斷長(zhǎng)大，當(dāng)?shù)竭_(dá)急冷段后，由于溫度急劇下降，反 應(yīng)終止，聚集體不再長(zhǎng)大，形成炭黑的凝聚體一即炭硅雙向填料。實(shí)施例2工藝步驟為(1)先將羥基硅烷進(jìn)行汽化，通過(guò)風(fēng)機(jī)將氣化的羥基硅烷以每小時(shí)IOKG的速度輸 送入炭黑反應(yīng)爐的燃燒室，燃燒室的溫度為2000°C，在輸送管線中設(shè)置了流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥， 可以進(jìn)行充量的自運(yùn)調(diào)節(jié)，噴入羥基硅烷的總重量為炭黑重量的0. 3% ；(2)羥基硅烷在燃燒室內(nèi)高溫氣流中進(jìn)行汽化、裂解，得到硅離子；(3)硅離子隨高溫氣流中流過(guò)炭黑反應(yīng)爐的喉管，與在喉管段噴入的蒽油混合，蒽 油的量為每小時(shí)4000kg，蒽油在高溫氣流中發(fā)生裂解反應(yīng)，裂解的炭黑微粒以硅離子為晶 核，在硅離子周圍聚集，形成聚集體。以硅離子為晶核的炭黑聚集體不斷長(zhǎng)大，當(dāng)?shù)竭_(dá)急冷段后，由于溫度急劇下降，反 應(yīng)終止，聚集體不再長(zhǎng)大，形成炭黑的凝聚體一即炭硅雙向填料。實(shí)施例3工藝步驟為(1)先將二羥基硅烷(液相)放置在一個(gè)密封的容器中，密封容器與管道相連，管 道上裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、充量計(jì)、壓力表，管道的另一段與燃料油管相接，噴入二羥基硅烷的 總重量為炭黑重量的0. 5%，通過(guò)風(fēng)機(jī)將氣化的二羥基硅烷以每小時(shí)15KG的速度輸送入炭 黑反應(yīng)爐的燃燒室，讓二羥基硅烷先與燃料油充分混合后一起噴入燃燒室，燃燒室的溫度 為220(TC，在過(guò)量空氣存在的條件下發(fā)生燃燒；(2) 二羥基硅烷與燃料油一起進(jìn)行汽化、在高溫下裂解，得到硅離子。(3)硅離子隨高溫氣流中流過(guò)炭黑反應(yīng)爐的喉管，與在喉管段噴入的煤焦油混合， 煤焦油的量為每小時(shí)4500kg，煤焦油在高溫氣流中發(fā)生裂解反應(yīng)，裂解的炭黑微粒以硅離 子為晶核，在硅離子周圍聚集，形成聚集體。以硅離子為晶核的炭黑聚集體不斷長(zhǎng)大，當(dāng)?shù)竭_(dá)急冷段后，由于溫度急劇下降，反 應(yīng)終止，聚集體不再長(zhǎng)大，形成炭黑的凝聚體一即炭硅雙向填料。
權(quán)利要求
一種炭硅雙向填料的制備方法，其特征是方法步驟為在炭黑反應(yīng)爐的燃燒室內(nèi)以每小時(shí)5-15KG的速度噴加含硅有機(jī)物，噴入含硅有機(jī)物的總重量為炭黑重量的0.1％-0.5％，燃燒室內(nèi)含硅有機(jī)物在1800-2200℃的熱氣流中進(jìn)行離解形成硅離子，當(dāng)離解的硅離子隨著熱氣流進(jìn)入炭黑反應(yīng)爐的喉管段后，與噴入的原料油混合，原料油噴入流量為每小時(shí)3500-4500kg，原料油進(jìn)行裂解，原料油裂解的碳原子聚合在硅離子周圍，硅離子形成晶核，最終形成碳—硅雙向結(jié)構(gòu)的填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭硅雙向填料的制備方法，其特征是所述的含硅有機(jī)材 料優(yōu)選四氫化硅或羥基硅烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種炭硅雙向填料的制備方法，其特征是所述的原料油為液 態(tài)烴類，優(yōu)選乙烯焦油、蒽油或煤焦油。全文摘要
一種炭硅雙向填料的制備方法，在炭黑反應(yīng)爐的燃燒室內(nèi)噴加含硅有機(jī)物，燃燒室內(nèi)含硅有機(jī)物在熱氣流中進(jìn)行離解形成硅離子，當(dāng)離解的硅離子隨著熱氣流進(jìn)入炭黑反應(yīng)爐的喉管段后，與噴入的原料油混合，原料油進(jìn)行裂解，原料油裂解的碳原子聚合在硅離子周圍，硅離子形成晶核，最終形成碳—硅雙向結(jié)構(gòu)的填料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)用于載重胎胎面膠，其滾動(dòng)阻力降低5％-8％，節(jié)省燃料2％-3％，應(yīng)用于轎車胎滾動(dòng)阻力每降11％-14％，節(jié)省燃料2％-3％。(2)適用范圍廣泛；(3)用于傳送帶，具有生熱性低，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；(4)在膠料中分散性好；(5)對(duì)某些膠管、膠帶表現(xiàn)出良好的性能；(6)生產(chǎn)的炭硅雙向填料屬于通用級(jí)產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C09C3/12GK101880481SQ20101018871
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者陳新中 申請(qǐng)人:江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰?br>