碳黑技术工艺(生产方法)
全球碳黑生产工艺一般为炉法、接触法(主要为槽法和无槽气法)和热解法。我们正在使用的是**重要也是**常用的生产工艺--炉法和气法。
所谓炉法就是在密闭的反应炉中,将液烃原料(一般是煤焦油)喷射到燃烧的热空气和天然气中,在高温下经热氧化而分解,所生成碳黑的性能可以通过猝熄火焰来控制。然后,使用过滤系统把产成的颜料碳黑从气烟中分离出来。炉法的特点是原材料的选择范围很广,且生产出的碳黑的性能多种多样。
而气法即无槽气法,是从槽法改进而来的生产工艺。槽法是将固态烃(粗蒽)或液态烃(蒽油)经气化釜气化后,和可燃性气体(一般使用天然气,也使用焦炉煤气或水煤气)混合后作为原料,由环形布置的管网送入火房在槽钢下的火嘴中高温燃烧并经槽钢冷却面收集生成碳黑的工艺。无槽气法即火房不设槽钢冷却面的改进工艺。这种工艺生产出来的颜料碳黑收率较炉法偏低,但原生粒子粒径小,在黑度和着色力方面均有更好的表现。 据记载,中国是世界上**早生产炭黑的国家之一。东洋K300白碳黑
分散的目的是使色素炭黑的内部结构分布均匀,分散效果直接影响到色素炭黑的特性,还有制品的色相、黑度和遮盖力等。色素炭黑分散不好会导致下面的状况。
1、颜色强度不稳定,黑度展现力度不够,并且外观色泽不好。
2、色素炭黑内部分布不均匀,出现条纹。
3、在生产油墨过程中,色素炭黑分散不好直接会导致后期印刷质量差。
4、挤出机的过滤筛网被堵塞,在挤出加工吹朔薄膜时,未破碎的炭黑附聚物引起膜泡撕裂。
5、引起单丝和扁丝断裂,制品机械强度降低。
同时要注意的是色素碳黑被研磨分散时,粒子细度应不大于15um。在有些涂料中,甚至要求低于5um。 原装碳黑询问报价炭黑的耗用量一般占橡胶耗用量的40%~50% 也就是说,在橡胶配方中,通常每使用2 份橡胶就会搭配使用1 份炭黑。
据分析,可在炭黑表面检测如酚基、醌基、羧基等基团,这些酸性基团浓度在气黑和氧化炉黑的表面特别高。在炉黑中可检测到吡喃酮结构,这种结构决定了炉黑的碱性性质。挥发份含量可判断表面官能团的浓度,也可测得炭黑的极性。另外由于炭黑的表面积较大,容易吸附挥发份环境中的水分,所以炭黑在运输,贮存及使用过程中要特别注意吸湿问题。大部分都是探讨导电粒子接触的几何学研究。该理论认为,炭黑填充量越大,处于分散状态的炭黑粒子或炭黑粒子**体的密度也越大,粒子间的平均距离越小,相互接触的几率越高,炭黑粒子或炭黑粒子**体形成的导电通路也越多。不同极性的高聚物与炭黑组成共混体系的极性越大,炭黑临界体积分数就越大,意味着体系的导电性下降,因为炭黑表面含有很强的极性基团,基体极性大,作用增强,这时强度增加,却妨碍导电粒子自身的凝集,以致导电性差。但是在多组分基体树脂与炭黑组成的共混体系中,由于不同基体的极性不同,填充炭黑会产生偏析现象,这时导电性能取决于炭黑粒子在偏析相中的浓度和分布状态,还取决于偏析相高聚物所占比例。
强势Get导电炭黑对泡孔结构的影响 导电炭黑作为一种外加粒子加入到塑料发泡的反应体系中,可以充当晶种,起到异相成核剂的作用,从而引起结晶速率和结晶度的改变,导致微相分离的时间提前。据恒鑫导电炭黑厂家多年经验发现:微相分离开始时,发泡反应还没借宿,凝胶反应尚未开始。这时,泡壁膜的弹性还是很大,从而造成气泡冲孔时壁膜破裂不完全或者不破裂,这就造成泡沫塑料的闭孔率偏高。 还有就是,导电炭黑作为固体粉末未稳泡剂,所形成的固体表面膜的强度比表面火星剂分子组成的表面膜的强度要打,稳定性也比较高,对冲孔的完全性也会造成一定的影响。 颜料炭黑的粒子细度可低至5 nm,炭黑粒子不是孤立存在的,而是多个粒子通过碳晶层互相穿插,形成链枝状。
涂料用炭黑重要指标二:炭黑着色力 着色力(着色强度)是将白色或彩色颜料和炭黑混合时,炭黑的着色能力。也就是炭黑使混合物系光吸收作用提高的程度。这一特性取决于炭黑和颜料的配量比和炭黑本省的性质,当配量比一定时,某一炭黑的着色能力即为其着色强度,在涂料行业中称为着色力。 炭黑粒径小时,结构低,着色力就较高,然而当粒子小于20nm时着色能力不再上升,甚至下降。
涂料用炭黑重要指标三:炭黑色相 “炭黑粒子”随粒径减小而减弱的光反射还会影响色相。用细粒径炭黑进行表层黑色着色产生淡蓝色相,它能进一步增强高色度视觉印象。用粗粒径炭黑着色则会产生棕**调。 在古时候,人 们焚烧动植物油、松树枝,收集火烟凝成的黑灰,用来调制墨和黑色颜料。德固赛R972白碳黑
挥发份含量可判断表面官能团的浓度,也可测得炭黑的极性。东洋K300白碳黑
着色用炭黑 色素炭黑一般都能较好的给塑料着色, 可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑, 着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。 用极细的色 素炭黑可以完成黑度要求特别高的着色; PE 垃圾袋,塑料袋,电缆材料之类产 品只需中等水平黑度, 可以用比表面积较低, 结构较高的炭黑品种; 塑料调色时, 炭黑称量和配料时出现的微小误差,均会导致明显的色差,因此,宜采用粒径较 大,着色力较差的低色素炭黑,这样炭黑用量可以稍大,称量误差相对小些,并 有分散性较好、价格较低的优点。 对于灰色塑料,采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色,而采用粗粒子色素炭黑可 产生蓝相灰色。 与其它有机颜料相比,炭黑除分散较困难外,其他性能均较好。科学的炭黑配合 量,可提供较好的抗静电或导电性。东洋K300白碳黑
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