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    炭黑產品基本常識

    發布時間:2017/11/20 19:02:02

    什么是碳黑?

    碳黑是碳(主要為石油衍生物)經過不完全燃燒形成的精細粉末狀的準石墨結構物質,表觀呈純黑***或者粒狀。產品的著色力,精細度和密度根據原料和生產工藝的不同而有很大差異。碳黑不溶于水;有酸堿性之分,燃燒后產生二氧化碳。碳黑的主要成分是碳,同時包含微量氫,氧,硫,灰份,焦油和水份。

    什么是顏料碳黑?

    據2005年統計數據顯示,碳黑的全球年產量接近800萬噸,其中90%以上為橡膠碳黑,用于橡膠補強用途和汽車輪胎;只有大約10%作為色素用于油墨,塑膠和涂料,稱為顏料碳黑,或者色素碳黑。

    顏料碳黑的消費量

    顏料碳黑,作為最主要的黑色顏料,是僅次于鈦***和氧化鐵的第三大銷量的顏料產品。顏料碳黑的全球年用量(用于著色以及其他特殊用途,區別于橡膠補強用途)為50萬噸。由此可見,顏料碳黑與橡膠碳黑有著明顯的區別。

    顏料碳黑的特點

    1. ***的黑色顏料

    2. 幾乎是***顏料

    3. 與同類顏料相比有***的著色力和遮蓋力

    4. 最穩定的顏料:有很好的耐熱性,耐化學性和耐光性。

    碳黑技術工藝(生產方法)

    全球碳黑生產工藝一般為爐法、接觸法(主要為槽法和無槽氣法)和熱解法。我們正在使用的是最重要也是最常用的生產工藝--爐法和氣法。

    所謂爐法就是在密閉的反應爐中,將液烴原料(一般是煤焦油)噴射到燃燒的熱空氣和天然氣中,在高溫下經熱氧化而分解,所生成碳黑的性能可以通過猝熄火焰來控制。然后,使用過濾系統把產成的顏料碳黑從氣煙中分離出來。爐法的特點是原材料的選擇范圍很廣,且生產出的碳黑的性能多種多樣。

    而氣法即無槽氣法,是從槽法改進而來的生產工藝。槽法是將固態烴(粗蒽)或液態烴(蒽油)經氣化釜氣化后,和可燃性氣體(一般使用天然氣,也使用焦爐煤氣或水煤氣)混合后作為原料,由環形布置的管網送入火房在槽鋼下的火嘴中高溫燃燒并經槽鋼冷卻面收集生成碳黑的工藝。無槽氣法即火房不設槽鋼冷卻面的改進工藝。這種工藝生產出來的顏料碳黑收率較爐法偏低,但原生粒子粒徑小,在黑度和著色力方面均有更好的表現。

    碳黑的粉狀和粒狀

    顏料碳黑有兩種表觀形態:粉狀和粒狀。粉狀易分散但污染高并且性狀蓬松,流動性弱。粒狀碳黑揚塵小,體積較小更便于運輸,但同時分散性相對于粉狀較弱。

    PowCarbon? and BeBlack?

    為了有助于規范在全球范圍內推廣我們的產品,我們注冊了自己的商標:PowCarbon? 為粉狀碳黑商標;BeBlack?為粒狀碳黑商標: 以方便區分我們不同形態的產品。

    顏料碳黑的常識


    粒徑:

    顏料碳黑的原生粒子是由許多疊合層面所組成。在很大程度上,生產工藝決定其原生粒子的粒徑大小。在爐法生產的碳黑中,原生粒子粒徑的變化范圍***:從10納米到80納米。原生粒子的平均粒徑和粒徑分布從根本上決定了顏料碳黑的性能,特別是其黑度和著色力。

    結構 (吸油值)

    顏料碳黑原生粒子并非以單獨地分離狀態存在。它們通過物理作用形成聚熔體和***體。爐黑的***程度可以通過工藝的變化來調整;而氣黑的***程度則很難調控。碳黑原始粒子的***程度通常被稱為“結構”。高***度的碳黑被稱為高結構碳黑,而低***度的碳黑則被稱為低結構碳黑。 顏料碳黑所形成的附聚體則呈現出不規則碎片狀結構。

    碳黑的結構可以用DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)吸收值來測量。 根據經驗,低結構顏料碳黑中,每100g碳黑的DBP吸收值應不高于70ml;而高結構顏料碳黑中,每100g碳黑的DBP吸收值應不低于110ml。中結構碳黑則居于兩者之間。結構對顏料碳黑應用性有實質性的影響。(吸油值的測量參照ASTM D-2414 標準或GB/T 10722-2003)

    著色力

    碳黑的著色力通常是用百分數的形式來表現,可以通過使用黑度反射儀測量碳黑沖淡色漿得出的數據來衡量。根據工業標準操作,色漿為碳黑和鈦白

    (或其他白色顏料如氧化鋅)及一定溶劑的混合物。

    (著色力的測量參照 ASTM D-3849 或 GB/T7046-2003標準)

    比表面積

    炭黑比表面積是指單位質量或單位體積內炭黑粒子表面積的總和,單位為m2/g 。 比表面積與粒徑一樣是炭黑的基本性能之一。對表面光滑的炭黑來說,比表面積與粒徑成反比,即粒徑越小比表面積越大,反之亦然。所以,如把炭黑粒子假定為球形,可由粒徑的數據計算比表面積。橡膠用炭黑粒子表面一般是比較光滑的,無孔的。粒子較細的中超耐磨炭黑表面帶有少量微孔。色素炭黑由于生成條件或經后處理,表面有一定程度氧化,粒子表面積大于相同粒徑的橡膠用炭黑。

    炭黑的比表面積分為外比表面積(或稱光滑比表面積),內比表面積(或稱孔隙內比表面積)和總比表面積。總比表面積等于外比表面積和內比表面積的總和。比表面積的測定方法很多,常用的有氮吸附法(BET法),吸碘值法,CTAB法(大分子吸附
    法),t值法以及電子顯微鏡法等。

    pH 值:

    PH值和表面官能團數量有關。爐法碳黑表面官能團少,并存在少量的可溶性鹽,因此碳黑本身多呈中性或堿性。 為了改善碳黑的粘性,穩定性以及流動性, 有些顏料碳黑可通過表面處理來改變表面官能團數量,從而呈酸性。


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