本發(fā)明涉及化工制造領(lǐng)域，具體涉及一種工程輪胎專用水合二氧化硅的制備方法。
背景技術(shù)：
近些年，國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)和礦業(yè)生產(chǎn)中所用的運(yùn)輸設(shè)備日趨大型化，這導(dǎo)致對(duì)工程機(jī)械及其輪胎運(yùn)載載荷及性能要求更為苛刻。
與普通輪胎相比，由于工程車的負(fù)荷重，工程輪胎需要具有更為優(yōu)異的耐磨性，即輪胎表面不易磨損。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)工程輪胎高性能化的要求也逐年提高，這就要求輪胎胎面具有優(yōu)異的耐磨性。
另一方面，自上世紀(jì)九十年代，白炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)填料廣泛應(yīng)用于輪胎胎面配方中，使上述的輪胎胎面要求的各項(xiàng)性能獲得較明顯的改善。然而，目前引入了二氧化硅的橡膠組合物的耐磨性以及增強(qiáng)效果仍然達(dá)不到令人滿意的程度，究其原因，二氧化硅與橡膠的親和性差，由此導(dǎo)致補(bǔ)強(qiáng)效果不夠充分。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種工程輪胎專用水合二氧化硅的制備方法。通過本發(fā)明的制備方法制得的水合二氧化硅與橡膠的親和性好，補(bǔ)強(qiáng)效果尤其充分，可用于工程車輪胎的制備，可以說是一種工程輪胎專用水合二氧化硅。
具體地，本發(fā)明提供一種工程輪胎專用水合二氧化硅的制備方法，其包括下述步驟：
（1）向反應(yīng)釜中加入0.1-0.2kg/l的硅酸鈉溶液，并加入穩(wěn)定劑；
（2）控制攪拌速度為400-500r/min，加熱至40-50℃；
（3）向反應(yīng)體系中一次性加入0.04-0.05kg/l的硫酸溶液，反應(yīng)2-3小時(shí)后靜置30分鐘；
（4）向反應(yīng)體系中加入分散劑；
（5）在與上述同樣攪拌速度下，向反應(yīng)體系中滴加0.04-0.05kg/l的硫酸溶液，50-60℃下反應(yīng)5-6小時(shí)；
（6）上述反應(yīng)結(jié)束后升溫至90-95℃熟化2小時(shí)，洗滌、壓濾、干燥得水合二氧化硅。
其中，所述穩(wěn)定劑為對(duì)苯二酚或聚乙烯基吡咯烷酮中的一種。
此外，所述穩(wěn)定劑為硅酸鈉重量的2-5%。
此外，在步驟（3）中，硅酸鈉溶液與硫酸溶液的體積比為1:0.8-1。
此外，所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、檸檬酸鈉、或?qū)谆交撬徕c中的一種。
此外，所述分散劑為硅酸鈉重量的1-2%。
此外，在步驟（5）中，原始硅酸鈉溶液與滴加的硫酸溶液的總體積的比為1:0.4-0.6，滴加速度為0.5l/h。
本發(fā)明，通過分批次加入硫酸，并控制反應(yīng)條件以及在反應(yīng)過程中加入穩(wěn)定劑和分散劑，能夠制備出一種與橡膠相容性好的水合二氧化硅，該水合二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)性高，可用于工程輪胎中，可謂是一種工程輪胎專用水合二氧化硅。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳述，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例，在本領(lǐng)域范圍內(nèi)慣用手段的替換，均包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。
實(shí)施例1
（1）向反應(yīng)釜中加入1l質(zhì)量濃度為0.1kg/l的硅酸鈉溶液，并加入2g對(duì)苯二酚；
（2）控制攪拌速度為400r/min，加熱至40℃；
（3）向反應(yīng)體系中一次性加入0.8l質(zhì)量濃度為0.04kg/l的硫酸溶液，反應(yīng)2小時(shí)后靜置30分鐘；
（4）向反應(yīng)體系中加入1g十二烷基硫酸鈉；
（5）在與上述同樣攪拌速度下，向反應(yīng)體系中滴加質(zhì)量濃度為0.04kg/l的硫酸溶液共0.4l，滴加速度為0.5l/h，在50℃下反應(yīng)5小時(shí)；
（6）上述反應(yīng)結(jié)束后升溫至90℃熟化2小時(shí)，洗滌、壓濾、干燥得水合二氧化硅。按照gb/t3073-1999測(cè)定水合二氧化硅的比表面積200.5m2/g。
實(shí)施例2
（1）向反應(yīng)釜中加入1l質(zhì)量濃度為0.2kg/l的硅酸鈉溶液，并加入6g聚乙烯基吡咯烷酮；
（2）控制攪拌速度為500r/min，加熱至50℃；
（3）向反應(yīng)體系中一次性加入1l質(zhì)量濃度為0.05kg/l的硫酸溶液，反應(yīng)3小時(shí)后靜置30分鐘；
（4）向反應(yīng)體系中加入4g檸檬酸鈉；
（5）在與上述同樣攪拌速度下，向反應(yīng)體系中滴加質(zhì)量濃度為0.05kg/l的硫酸溶液共0.6l，滴加速度為0.5l/h，在60℃下反應(yīng)5小時(shí)；
（6）上述反應(yīng)結(jié)束后升溫至95℃熟化2小時(shí)，洗滌、壓濾、干燥得水合二氧化硅。按照gb/t3073-1999測(cè)定水合二氧化硅的比表面積205.3m2/g。
實(shí)施例3
（1）向反應(yīng)釜中加入1l質(zhì)量濃度為0.1kg/l的硅酸鈉溶液，并加入5g對(duì)苯二酚；
（2）控制攪拌速度為450r/min，加熱至45℃；
（3）向反應(yīng)體系中一次性加入0.9l質(zhì)量濃度為0.04kg/l的硫酸溶液，反應(yīng)2小時(shí)后靜置30分鐘；
（4）向反應(yīng)體系中加入2g對(duì)甲基苯磺酸鈉；
（5）在與上述同樣攪拌速度下，向反應(yīng)體系中滴加質(zhì)量濃度為0.04kg/l的硫酸溶液共0.5l，滴加速度為0.5l/h，在55℃下反應(yīng)5小時(shí)；
（6）上述反應(yīng)結(jié)束后升溫至95℃熟化2小時(shí)，洗滌、壓濾、干燥得水合二氧化硅。按照gb/t3073-1999測(cè)定水合二氧化硅的比表面積203.9m2/g。
將實(shí)施例1-3制得的水合二氧化硅與丁苯橡膠及促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑等按一定比例混煉成輪胎胎面膠，然后高溫硫化成型。采用akron耐磨試驗(yàn)機(jī)（gt-7012-a）、電腦系統(tǒng)拉力試驗(yàn)機(jī)（gt-tcs-2000）、橡膠硬度計(jì)（gt-706n）等儀器測(cè)試胎面膠的硬度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等物理性能。結(jié)果如表1所示。
表1
由表1可知，本發(fā)明制得的水合二氧化硅與橡膠的相容性好，易分散，補(bǔ)強(qiáng)性更為優(yōu)異，尤其可將其用于工程輪胎的填料。