本發(fā)明涉及一種子午線輪胎用的高分散白炭黑的制備方法。
背景技術(shù)：
子午線輪胎是胎體簾線按子午線方向排列，有簾線周向排列或接近周向排列的緩沖層緊緊箍在胎體上的一種新型輪胎。子午線輪胎因結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，使受力改善，比斜線輪胎具有許多優(yōu)良的性能:
（1）使用壽命長(zhǎng)。由于子午線輪胎胎面與胎體簾布層之間具有剛性較大的帶束層，因此輪胎在路面上滾動(dòng)時(shí)，周向變形小，相對(duì)滑移小。又因輪胎體的徑向彈性大，使輪胎接地面積增大，壓強(qiáng)減小，故胎面耐磨性強(qiáng)，且耐刺扎，不易爆胎，行駛里程可比普通斜線輪胎多30%。
（2）滾動(dòng)阻力小，耗油低。由于子午線輪胎簾布層數(shù)少，行駛溫度低，散熱快，又因周向變形小，故滾動(dòng)阻力比普通斜線胎小15%-20%，滑行距離多25%左右，因此，使用子午線輪胎不但可提高汽車的行駛速度，還可提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性（一般可降低油耗5%-12%）。
（3）承載能力大。由于子午線輪胎簾線排列與輪胎主要的變形方向一致，因而使簾線強(qiáng)度得到充分有效的利用，故比普通斜線輪胎承載能力高10%以上。
（4）減震性能好。因子午線胎體的徑向彈性大，徑向（垂直于地面方向）變形大，可以緩和不平路面的沖擊，使汽車挾順性得到改善，乘坐舒適，同時(shí)也降低了車輛受沖擊損壞的可能性，有助于延長(zhǎng)車輛的使用壽命。
白炭黑是一種用于橡膠制品的優(yōu)良補(bǔ)強(qiáng)劑。在子午線輪胎胎冠膠中加入適量的白炭黑可改善其耐磨、耐久及耐刺扎等性能，同時(shí)可改善輪胎胎面對(duì)路面的抓著性，降低滾動(dòng)阻力和動(dòng)態(tài)生熱，現(xiàn)有市面上能滿足子午線輪胎使用要求的沉淀法白炭黑產(chǎn)品還較少，且主要為進(jìn)口產(chǎn)品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的提供了一種子午線輪胎用的高分散白炭黑的制備方法。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
一種子午線輪胎用的高分散白炭黑的制備方法，包括如下步驟：
（1）配制密度為1.1～1.2g/cm3的水玻璃溶液；
（2）按硫酸與硫酸鹽的摩爾比為1：0.5～1，配制硫酸和硫酸鹽的混合溶液，混合溶液中硫酸的濃度為2～4mol/L；
（3）在攪拌下，按體積比為1～3：10，將步驟（2）的混合溶液加入水玻璃溶液中，加熱至60～70℃得到前驅(qū)溶液；
（4）向步驟（3）的前驅(qū)溶液中加入水玻璃溶液，前驅(qū)溶液與水玻璃溶液的體積比為1：2～5，在加入過(guò)程中，通過(guò)硫酸控制體系pH在7～9，加入完畢后，繼續(xù)攪拌0.5～1小時(shí)；
（5）向步驟（4）所得到的混合液中加入硫酸，至混合液pH為4～5，靜置1～3小時(shí)，然后過(guò)濾、洗滌、干燥得到白炭黑。
優(yōu)選地，步驟（1）所述水玻璃的模數(shù)為2.6～2.9。
優(yōu)選地，所述硫酸鹽為硫酸鈉或硫酸鉀。
優(yōu)選地，步驟（3）的攪拌速度為100～300轉(zhuǎn)/分鐘。
本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，成本低，所制備的白炭黑在橡膠中具有良好的分散性。使用該白炭黑的橡膠各項(xiàng)性能指標(biāo)能夠滿足了子午線輪胎使用要求。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
一種子午線輪胎用的高分散白炭黑的制備方法，步驟如下：
（1）配制密度為1.1g/cm3的水玻璃溶液，水玻璃的模數(shù)為2.6；
（2）按硫酸與硫酸鈉的摩爾比為1：0.5，配制硫酸和硫酸鈉的混合溶液，混合溶液中硫酸的濃度為4mol/L；
（3）在200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌下，將步驟（2）的混合溶液加入水玻璃溶液中，加熱至60℃得到前驅(qū)溶液，步驟（2）的混合溶液與水玻璃溶液的體積比為1：5；
（4）按前驅(qū)溶液與水玻璃溶液的體積比為1：3，向步驟（3）的前驅(qū)溶液中加入水玻璃溶液，在整個(gè)加入過(guò)程中，通過(guò)加入硫酸控制體系pH在7～9，加入完畢后，繼續(xù)攪拌1小時(shí)；
（5）向步驟（4）所得到的混合液中加入硫酸，直至混合液pH為4，然后靜置2小時(shí)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，即得到高分散白炭黑。
實(shí)施例2
一種子午線輪胎用的高分散白炭黑的制備方法，步驟如下：
（1）配制密度為1.15g/cm3的水玻璃溶液，水玻璃的模數(shù)為2.8；
（2）按硫酸與硫酸鈉的摩爾比為1：0.8，配制硫酸和硫酸鈉的混合溶液，混合溶液中硫酸的濃度為3mol/L；
（3）在300轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌下，將步驟（2）的混合溶液加入水玻璃溶液中，加熱至65℃得到前驅(qū)溶液，步驟（2）的混合溶液與水玻璃溶液的體積比為1：10；
（4）按前驅(qū)溶液與水玻璃溶液的體積比為1：2，向步驟（3）的前驅(qū)溶液中加入水玻璃溶液，在整個(gè)加入過(guò)程中，通過(guò)加入硫酸控制體系pH在7～9，加入完畢后，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)；
（5）向步驟（4）所得到的混合液中加入硫酸，直至混合液pH為4，然后靜置1小時(shí)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，即得到高分散白炭黑。
實(shí)施例3
一種子午線輪胎用的高分散白炭黑的制備方法，步驟如下：
（1）配制密度為1.2g/cm3的水玻璃溶液，水玻璃的模數(shù)為2.9；
（2）按硫酸與硫酸鈉的摩爾比為1：1，配制硫酸和硫酸鈉的混合溶液，混合溶液中硫酸的濃度為2mol/L；
（3）在100轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌下，將步驟（2）的混合溶液加入水玻璃溶液中，加熱至70℃得到前驅(qū)溶液，步驟（2）的混合溶液與水玻璃溶液的體積比為1：3；
（4）按前驅(qū)溶液與水玻璃溶液的體積比為1：5，向步驟（3）的前驅(qū)溶液中加入水玻璃溶液，在整個(gè)加入過(guò)程中，通過(guò)加入硫酸控制體系pH在7～9，加入完畢后，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)；
（5）向步驟（4）所得到的混合液中加入硫酸，直至混合液pH為5，然后靜置3小時(shí)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，即得到高分散白炭黑。
所述的高分散白炭黑的理化指標(biāo)如下：
灼燒減量≤5 wt%；
二氧化硅含量≥93 wt%；
水溶物含量≤1 wt%；
比表面積（BET）：150-170 m2/g。
按100份天然橡膠：15份高分散白炭黑，加入其它橡膠工業(yè)常規(guī)的添加劑，依常規(guī)方法制備硫化橡膠。性能如下：
門尼焦燒（130℃）：18.5-18.9 min；
拉伸強(qiáng)度：27-28 MPa；
阿克隆磨耗量：0.090-0.095 cm3。
對(duì)比例
白炭黑的制備步驟如下：
（1）配制密度為1.2g/cm3的水玻璃溶液，水玻璃的模數(shù)為2.9；
（2）配制濃度為2mol/L的硫酸溶液和濃度為2mol/L的硫酸鈉溶液；
（3）在100轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌下，將硫酸鈉溶液加入水玻璃溶液中，加熱至70℃，然后加入硫酸溶液，攪拌半小時(shí)后得到前驅(qū)溶液，其中，硫酸鈉溶液、硫酸溶液與水玻璃溶液的體積比為1：1：3；
（4）按前驅(qū)溶液與水玻璃溶液的體積比為1：5，向步驟（3）的前驅(qū)溶液中加入水玻璃溶液，在整個(gè)加入過(guò)程中，通過(guò)加入硫酸控制體系pH在7～9；
（5）向步驟（4）所得到的混合液中繼續(xù)加入硫酸，直至混合液pH為5，然后靜置3小時(shí)，再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到白炭黑。
按100份天然橡膠：15份白炭黑制備硫化橡膠，其它與實(shí)施例3相同。性能如下：
門尼焦燒（130℃）：16.1-16.4 min；
拉伸強(qiáng)度：24-25 MPa；
阿克隆磨耗量：0.110-0.120 cm3。
最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。