本發(fā)明涉及一種無機功能材料的制備方法，具體涉及一種大孔容高分散白炭黑的制備方法。
背景技術(shù)：
白炭黑，又名水合二氧化硅，以無定形態(tài)的微孔粉體形式存在，具有質(zhì)輕、化學穩(wěn)定性好、耐高溫、不燃燒和電絕緣性好等優(yōu)異性能，廣泛被應(yīng)用于硅橡膠、飼料添加劑、農(nóng)藥、膠粘劑、塑料功能性母料等領(lǐng)域。生產(chǎn)白炭黑的方法一般分為氣相白炭黑法和沉淀白炭黑法，氣相白炭黑法是利用氯硅烷烴經(jīng)氫氧火焰高溫水解制得的一種精細、特殊無定形狀粉體材料，該方法產(chǎn)品純度高，性能好。但是，該方法工藝設(shè)備投資比較高、對環(huán)境污染較大。
另一方面，沉淀法雖然生產(chǎn)成本較低，但是與氣相法白炭黑相比，其粒子表面含有大量硅羥基，具有強極性，極易發(fā)生粒子之間的聯(lián)體集合即發(fā)生團聚現(xiàn)象。另外，由沉淀法制得的白炭黑產(chǎn)品存在聚合度高、分散性差、孔容低等缺陷，無法充分滿足高分散、大孔容等行業(yè)需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種白炭黑的制備方法。由本發(fā)明所述方法制得的白炭黑具有大孔容、高分散性的特性。
具體地，本發(fā)明提供一種大孔容高分散白炭黑的制備方法，其向反應(yīng)釜中加入質(zhì)量分數(shù)為7%-10%的硅酸鈉溶液和分散劑攪拌均勻，油浴至80-90℃，分別滴入12-15mol/l的硫酸溶液、殼聚糖稀鹽酸溶液，然后經(jīng)陳化、過濾干燥、煅燒、酸洗、干燥、研磨獲得大孔容高分散白炭黑；
其中，硅酸鈉溶液與分散劑的質(zhì)量比為300-500:1；
所述殼聚糖稀鹽酸溶液是將10重量份的殼聚糖溶解在50重量份的質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸溶液中而成；所述殼聚糖稀鹽酸溶液的用量為硅酸鈉溶液質(zhì)量的0.5-1%。
根據(jù)如上所述的制備方法，所述分散劑為單十二烷基磷酸酯鉀。
根據(jù)如上所述的制備方法，硫酸與硅酸鈉的摩爾比為2-3:1。
根據(jù)如上所述的制備方法，所述煅燒的溫度為180-200℃。
根據(jù)如上所述的制備方法，所述酸洗是用質(zhì)量分數(shù)為50-60%的硫酸溶液清洗。
本發(fā)明的制備方法，通過以單十二烷基磷酸酯鉀為分散劑，可大大提高所制得的白炭黑的分散性，并且，通過在反應(yīng)中加入殼聚糖的鹽酸溶液，使殼聚糖環(huán)繞在白炭黑顆粒周圍，再通過進一步煅燒去除，可以獲得在白炭黑顆粒上造孔的效果，從而能夠制得大孔容高分散白炭黑。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施方式進行詳細敘述，但本發(fā)明并不限定于此。
實施例中所用原料的生產(chǎn)商及型號等如下所示。
硅酸鈉：永清縣星河化工廠、工業(yè)級；
單十二烷基磷酸酯鉀鹽：長沙江龍化工科技有限公司、工業(yè)級；
殼聚糖：山東西唐生物科技有限公司、工業(yè)級；
實施例1
向反應(yīng)釜中加入50g質(zhì)量分數(shù)為7%的硅酸鈉溶液，將0.17g單十二烷基磷酸酯鉀鹽與水混溶后加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，油浴升溫至80℃，一個管口滴入4.78ml的摩爾濃度為12mol/l的硫酸溶液，另一管口滴入0.375g殼聚糖鹽酸溶液，該殼聚糖鹽酸溶液是將0.0625g殼聚糖溶解在0.3125g質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸溶液中而成的；然后經(jīng)經(jīng)陳化、過濾干燥、在200℃下煅燒、酸洗、干燥、研磨獲得大孔容高分散白炭黑。另外，依照下述方法測定制得的白炭黑的比表面積及孔容、以及制得橡膠后的邵氏硬度、撕裂強度，結(jié)果表示在表1中。
實施例2
向反應(yīng)釜中加入50g質(zhì)量分數(shù)為10%的硅酸鈉溶液，將0.1g單十二烷基磷酸酯鉀鹽與水混溶后加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，油浴升溫至90℃，一個管口滴入8.2ml的摩爾濃度為15mol/l的硫酸溶液，另一管口滴入0.25g殼聚糖鹽酸溶液，該殼聚糖鹽酸溶液是將0.0417g殼聚糖溶解在0.208g質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸溶液中而成的；然后經(jīng)經(jīng)陳化、過濾干燥、在180℃下煅燒、酸洗、干燥、研磨獲得大孔容高分散白炭黑。另外，依照下述方法測定制得的白炭黑的比表面積及孔容、以及制得橡膠后的邵氏硬度、撕裂強度，結(jié)果表示在表1中。
實施例3
向反應(yīng)釜中加入50g質(zhì)量分數(shù)為9%的硅酸鈉溶液，將0.125g單十二烷基磷酸酯鉀鹽與水混溶后加入反應(yīng)釜中，攪拌均勻，油浴升溫至85℃，一個管口滴入8.2ml的摩爾濃度為13.5mol/l的硫酸溶液，另一管口滴入0.5g殼聚糖鹽酸溶液，該殼聚糖鹽酸溶液是將0.0833g殼聚糖溶解在0.4167g質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸溶液中而成的；然后經(jīng)經(jīng)陳化、過濾干燥、在190℃下煅燒、酸洗、干燥、研磨獲得大孔容高分散白炭黑。另外，依照下述方法測定制得的白炭黑的比表面積及孔容、以及制得橡膠后的邵氏硬度、撕裂強度，結(jié)果表示在表1中。
比較例
以常規(guī)白炭黑為比較例，與實施例1-3制得白炭黑以相同條件進行各性能測定，結(jié)果如表1所示。
將實施例1-3中制得的大孔容高分散白炭黑用下述各方法進行性能測試
比表面積測試：按照gb/t3073-1999《沉淀水合二氧化硅比表面積的測定氮吸附方法》測定白炭黑的比表面積。并且，以四氯化碳吸附法測定孔容。
按照hg/t2404-2008《沉淀水合二氧化硅在丁苯膠中的鑒定》進行橡膠加工。按照gb/t531測定邵氏硬度、按照gb/t529測定撕裂強度。
由上述實施例及比較例可以看出，由本發(fā)明所述制備方法制得的白炭黑，在具備正常力學性能如邵氏硬度及撕裂強度的同時，比表面積大、孔容大，可以說是一種大孔容高分散的白炭黑。