本创造触及有机物制备领域,详细触及一种高结构高耐磨水合二氧化硅的制备办法。
水合二氧化硅,又叫轻质二氧化硅,主要成分是二氧化硅,白色无定形粉末,质轻而松懈,能溶于苛性碱和氢氟酸,不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸在外)。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有非常好的电绝缘性。其功用与炭黑类似,但呈白色。分子式和结构式可用sio2·nh2o表明,其间nh2o是以外表羟基的方式存在。其微观结构类似于炭黑,粒子呈球状,单子粒子之间以面相触摸,呈链状联合结构(二次结构)。链枝结构又以氢键力相效果,构成一团团的聚集体。水合二氧化硅微粒外表存在羟基,主要有阻隔羟基、相邻羟基、硅氧基三种。其间相邻羟基对极性物质的吸附很重要,这些基团的存在使其外表有很强的亲水性,外表积和涣散才能都较大,机械强度和抗撕目标均很高。高温不分化,绝缘性高,具有粒子小,比外表积大,结构性高级特色。但是,现在的生产中,水合二氧化硅难以做到高结构性。
为处理上述现存技能中存在的缺点,本创造供给一种高结构高耐磨水合二氧化硅的制备办法。
(1)将石英砂与纯碱以1:1.2-1.4的摩尔比在1420-1450℃下煅烧1小时后,得固态硅酸钠;
(2)将固态硅酸钠在浓度为3-5mol/l的碳酸钠中溶解,得到硅酸钠溶液,过滤去除杂质;
(3)向硅酸钠溶液中参加涣散剂,在拌和条件下,向硅酸钠溶液中滴加4-6mol/l的硫酸溶液,有沉积分出;
木质素磺酸钠是一种天然高分子聚合物,阴离子型外表活性剂,其具有很强的涣散才能,适于将固体涣散在水介质中。由于分子量和官能团的不同而具有不一样程度的涣散性,能吸附在各种固体质点的外表上,可进行金属离子交换效果,也由于其安排架构上存在各种活性基,因而能产生缩合效果或与其他化合物产生氢键效果。在工业上,木质素磺酸钠广泛地用作涣散剂和潮湿剂。
本创造经过以木质素磺酸钠为涣散剂,并经过操控硫酸滴速,可以制备高结构的水合二氧化硅,并发现该水合二氧化硅具有高耐磨功用。
下面结合施行例对本创造进行胪陈,但本创造并不受施行例约束,惯例技能办法的替换均归于本创造领域。
(1)将5mol石英砂与6mol纯碱在1420℃下煅烧1小时后,得固态硅酸钠;
(2)将4.5mol固态硅酸钠在1.8l浓度为3mol/l的碳酸钠中溶解,得到硅酸钠溶液,过滤去除杂质;
(3)向硅酸钠溶液中参加0.9mol涣散剂,在拌和条件下,向硅酸钠溶液中滴加6mol/l的硫酸溶液共1.125l,滴加速度为5mol/l,有沉积分出;
(1)将5mol石英砂与7mol纯碱在1450℃下煅烧1小时后,得固态硅酸钠;
(2)将4.5mol固态硅酸钠在1.35l浓度为5mol/l的碳酸钠中溶解,得到硅酸钠溶液,过滤去除杂质;
(3)向硅酸钠溶液中参加2.25mol涣散剂,在拌和条件下,向硅酸钠溶液中滴加4mol/l的硫酸溶液共1.35l,滴加速度为5mol/h,有沉积分出;
(1)将5mol石英砂与6.5mol纯碱在1450℃下煅烧1小时后,得固态硅酸钠;
(2)将4.5mol固态硅酸钠在1.575l浓度为4mol/l的碳酸钠中溶解,得到硅酸钠溶液,过滤去除杂质;
(3)向硅酸钠溶液中参加1.35mol涣散剂,在拌和条件下,向硅酸钠溶液中滴加5mol/l的硫酸溶液共1.26l,滴加速度为5mol/h,有沉积分出;
对施行例1-3中所得到的水合二氧化硅进行结构剖析,硅上的邻羟基的份额占70-90%,可谓一种高结构的水合二氧化硅。
依照hg/t2404-2008《水合二氧化硅在丁苯胶中的判定》进行橡胶加工。依照gb/t531测定邵氏硬度、依照gb/t529测定撕裂强度。市售水合二氧化硅为比较例。以施行例1-3及比较例中的水合二氧化硅为填料,与丁苯橡胶及促进剂、偶联剂等按混炼成轮胎胎面胶,然后高温硫化成型。测定treadwear指数,成果如下表所示。
本创造公开了一种高结构高耐磨水合二氧化硅的制备办法,其特征是,包含下述过程:(1)将石英砂与纯碱以1:1.5的摩尔比在1420‑1450℃下煅烧1小时后,得固态硅酸钠;(2)将固态硅酸钠在碳酸钠中溶解,得到硅酸钠溶液,过滤去除杂质;(3)向硅酸钠溶液中参加涣散剂,在拌和条件下,向硅酸钠溶液中滴加4‑6mol/L的硫酸溶液,有沉积分出;4)将沉积洗刷、枯燥得水合二氧化硅。经过本创造的制备办法,可以制备高结构、高耐磨的水合二氧化硅。
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