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炭黑及相关知识

    碳黑是什么?

  碳黑是碳(主要为石油衍生物)经过不完全燃烧形成的精细粉末状的准石墨结构物质,表观呈纯黑色粉或者粒状。产品的着色力,精细度和密度根据原料和生产工艺的不同而有很大差异。碳黑不溶于水;有酸碱性之分,燃烧后产生二氧化碳。碳黑的主要成分是碳,同时包含微量氢,氧,硫,灰份,焦油和水份。

  什么是颜料碳黑?

  据2005年统计数据显示,碳黑的全球年产量接近800万吨,其中90%以上为橡胶碳黑,用于橡胶补强用途和汽车轮胎;只有大约10%作为色素用于油墨,塑胶和涂料,称为颜料碳黑,或者色素碳黑。

  颜料碳黑的特点

  1. 最好的黑色颜料。2. 几乎是最便宜颜料。3. 与同类颜料相比有最好的着色力和遮盖力。4. 最稳定的颜料:有很好的耐热性,耐化学性和耐光性。

  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。我们正在使用的是最重要也是最常用的生产工艺--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。

  碳黑的粉状和粒状

  颜料碳黑有两种表观形态:粉状和粒状。粉状易分散但污染高并且性状蓬松,流动性弱。粒状碳黑扬尘小,体积较小更便于运输,但同时分散性相对于粉状较弱。

  颜料碳黑的主要参数指标

  粒径

  颜料碳黑的原生粒子是由许多叠合层面所组成。在很大程度上,生产工艺决定其原生粒子的粒径大小。在炉法生产的碳黑中,原生粒子粒径的变化范围最大:从10纳米到80纳米。原生粒子的平均粒径和粒径分布从根本上决定了颜料碳黑的性能,特别是其黑度和着色力。

  吸油值

颜料碳黑原生粒子并非以单独地分离状态存在。它们通过物理作用形成聚熔体和聚集体。炉黑的聚集程度可以通过工艺的变化来调整;而气黑的聚集程度则很难调控。碳黑原始粒子的聚集程度通常被称为“结构”。高聚集度的碳黑被称为高结构碳黑,而低聚集度的碳黑则被称为低结构碳黑。碳黑的结构可以用DBP(邻苯二甲酸二丁酯)吸收值来测量。

       着色力

 碳黑的着色力通常是用百分数的形式来表现,可以通过使用黑度反射仪测量碳黑冲淡色浆得出的数据来衡量。

 
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