201601白炭黑技术指标
橡胶用白炭黑标准
橡胶用白炭黑标准
橡胶用白炭黑是一种常见的填料,其主要作用是增加橡胶的强度、硬度、耐磨性和抗老化性能。
在使用过程中,需要根据一定的标准来选取适合的白炭黑,以保证产品质量和生产效率。
首先,白炭黑的粒径需要符合标准。
粒径过大或过小都会影响到填料与橡胶的充分混合,从而影响到产品的质量。
一般来说,粒径在20至80纳米之间的白炭黑最为适宜。
其次,应根据不同运用领域选择相应等级的白炭黑。
目前国际上采用了ISO、ASTM等标准对白炭黑进行分类和命名。
高等级的白炭黑通常具有更高的强度和抗老化性能,但价格也更昂贵。
此外,在选择白炭黑时还需考虑其表面积、结构形态、电荷等因素。
比如,表面积较大的白炭黑可以提高填料与橡胶之间的相互作用力;结构形态不同的白炭黑也会对产品性能产生影响。
最后,在使用过程中还需要注意白炭黑的分散性。
良好
的分散性可以使填料与橡胶均匀混合,防止出现聚集或析出现象,从而提高产品的一致性和稳定性。
因此,在选择白炭黑时应优先考虑具有优良分散性能的产品。
总之,橡胶用白炭黑标准是多方面综合考虑的结果。
只有在选取适合的白炭黑,并依据标准进行科学配比和使用,才能生产出高质量、高效率的橡胶制品。
白炭黑标准-气相发
白炭黑(气相法)标准名称白炭黑(气相法)标准说明白炭黑(气相法)本标准适用于四氯化硅气估在氢氧焰中高温下水解制得的气相白炭黑。
白炭黑主要用于各种硅橡胶被强剂,农药分散剂,涂料的消光剂,处理各种纤维品塑料薄膜。
分子式:SiO2分子量:60(按1982年国际原子量)指标甲产品分五个品名:1号可用于涂料填加剂、电子原件包封料。
2号适用于硅橡胶的补强剂。
3号广泛用于树脂增粘剂、合成润滑油的稠化剂、电子原件包封料、玻璃钢制品的充填及触变剂。
4号适用一硅脂的稠化剂。
5号适用于特种硅橡胶的补强剂。
一、技术要求白炭黑(气相法)应符合下列要求甲乙项目 1# 2# 3# 4# 5# 2# 4# 指标外观高度分散白色絮状粉末比表面积,m2/g 75"105 ≥150 150"200 ≥200≥300吸油值,ml/g <2.90 2.60"2.90 ≥2.90≥3.45 2.60"2.80 表观密度,g/ml ≥0.05≤0.04 0.04 0.05PH值 4"6 4"6 3.5"6 3.5"5.5 4"6 3.5"5 3.5"5 干燥减量110℃2h,%≤3 3 3 3 3 5 5 机械杂质,个数/2≤30 20 30 15 20 微量微量灼烧减量900℃,2h,%≤5 5 5 5 5 氧化铝(Al2O3),%≤——— 0.03 —氧化铁(Fe2O3),%≤——— 0.01 —铵(以NH3计),% —≤0.03—微量—二、检验方法1 外观的测定目测。
2 比表面积的测定甲法(甲基红吸附法):指标甲1号、2号、3号、4号用甲基红吸附法。
白炭黑表面羟基团以三Si—OH存在;对甲基红染料分子形成单分子层吸附。
根据吸附甲基红量,计算羟基吸附表面。
2.1 仪器吸附色层管(见图1);吸液管(5ml);容量瓶(500ml)。
白炭黑
气象法白炭黑产品介绍气相二氧化硅(俗称气相白碳黑)是得用氯硅烷在氢氧火焰中高温水解而制得。
本品遇水润湿,能够在水中分散,是一种白色、无毒、无味、无定型的无机精细化工产品。
由于气相二氧化硅具有粒径水、比表面积大、表面活性高的特性,在硅橡胶、涂料、胶粘剂、油漆、油墨、塑料、化妆品以及农业、医药等领域有着广泛的应用,具有良好的补强、增稠、触变、消光、杀菌、抗紫外线等多种作用。
包装及运输多层真空是HDK®的标准包装。
塑料层防止潮湿,能够使产品在干燥的环境下保存数月之久(注:每袋毛重10.65Kg、净重10Kg)。
技术指标产品型号150 200 380 检测方法比表面积㎡/g(BET法) 170±20 220±25 380±30Q/(GZ)GBS1-21PH值(4%悬浮液)3.6-4.5 ISO787-9干燥减量(m/m%)≤1.5 ISO787-2灼烧减量1000℃(m/m%)≤2.5 ISO3262-1 筛余物45μm(m/m%)≤0.05 ISO787-18 表观密度(g/L)25-60 ISO787-11 二氧化硅≥99.8 ISO3262-20含量(m/m%)碳含量(C)(m/m%)≤0.2 ISO3262-20 三氧化二铝含量(m/m%)≤0.003 ISO3262-20 三氧化二铝含量(m/m%)≤0.05 ISO3262-20 二氧化钛含量(m/m%)≤0.03 ISO3262-20 气相二氧化硅主要应用参考应用领域牌号添加量主要应用基本设备天然/合成橡胶200 5.0-30 补强密炼机、辊磨机捏合机高温硫化硅橡胶(HTV)150、200 15-50 补强提高介电性能轧制机捏合机高温硫化(RTV)弹性体硅橡胶150、200 3.0-30补强、触变密炼机、辊磨机、捏合机聚胺脂 3.0-25 聚硫橡胶0.1-5.0 丙烯酸酯类0.5-3.5密封胶、胶粘剂聚氯丁二烯胶粘剂200 1.0-2.增稠、触变、防沉、加工助剂、提高粘接力溶解装置、辊磨机混合(搅拌器)、挤出机环氧树脂胶粘剂乳液胶粘剂电容器包封料PVC 增塑PVC混合料200、380 0.3-2.5增稠、触变、防沉、防粘、自由流动性、提高介电性能溶解装置、轧制机、液体混合器电缆料薄膜200 0.1-1.0 高锌漆 1.0-2.0醇酯树脂漆0.1-1.0油漆、涂料聚酯漆150、200 0.5-2.增稠、触变、防沉溶解装置、轧制机、研磨机、辊筒高速搅拌机丙烯酯树脂漆200、380 0.3-2.5 层压树脂0.5-4.0粉末涂料0.5-5.0凝胶涂料(聚酯)200 2.0-3.0印刷、油墨凹凸版印刷200 0.5-2.增稠、触变、防沉、调节水平衡、提溶解装置、轧制机、液体高亮度反差混合器丝网印刷200、380 1.0-10 胶版印刷150、200 0.5-2.5药品、化妆品牙膏;药片;粉剂200 0.1-10增稠、触变、防沉、提高流动性、赋形剂溶解装置、轧制机、机械式混合机、气动式混合机油膏;乳霜150、200 0.2-3.0重氮复印纸200 3.0-5.0 填孔、提高反差溶解装置、搅拌机胶体蓄电池200 1.0-9.0 增稠、触溶解装置、搅拌机变主要用途:油漆涂料气相二氧化硅是一种添加剂,防止颜料沉淀起稳定性的作用。
白炭黑资料整理
白炭黑整理资料一、简介白炭黑的主要成份是SiO2,因其为白色,且主要物性及用途与炭黑相似而得名。
白炭黑按生产方法的不同可分为沉淀白炭黑(沉淀水合二氧化硅)和气相法白炭黑(气相二氧化硅),两种产品的生产方法不同,性质及用途也有很大区别,以下介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的,也即沉淀法白炭黑,以下所涉及的白炭黑均为沉淀法白炭黑。
二、名称定义及分子式白炭黑的学名为:沉淀水合二氧化硅。
定义:沉淀水合二氧化硅是从可溶性硅酸盐水沉液中沉淀而获得的无定形粒子组成的材料。
化学分子式:SiO2•nH2O三、主要性质1、物理性质外观:白色粉末或粒状或不规则造块。
真密度:约2.0g/ml 假密度:约0.2g/ml(普通产品)。
耐高温、不燃烧;电绝缘性好。
2、化学性质:能与烧碱发生反应SiO2nH2O+2NaOH=Na2SiO3+(n+1)H2O能与氢氟酸发生反应SiO2nH2O+4HF=SiF4+(n+2)H2O3、主要化学指标DBP吸收值:2.00-3.50cm3/g比表面积:不同用途有不同范围四、主要用途白炭黑产品自20世纪40年代工业化生产以来,以过60多年的不断发展与完善,已广泛应用于各行各业,除被广泛应用于橡胶制品中作补强剂外,还可用于医药行业、农药、油墨、油漆、涂料、牙膏、纸张、食品、饲料、化妆品、蓄电池等各种行业。
各指标在实际应用中的作用1、比表面积白炭黑补强作用的大小,主要取决于它的比表面一般随比表面积增大,橡胶制品的各项强度指标均增大,但回弹性降低,撕裂强度降低,且不耐磨,混炼时分散困难,生热高,胶料门尼粘度大,易焦烧,因此,不同配方,不同用途,要求比表面积也不一样,比表面积对硫化橡胶物理机械性能的影响不是始终如一的。
2、吸油值吸油值大小体现的是结构度的高低,吸油值大,结构度小,硫化胶的拉伸强度一般较大,抗张强度和硬度较大,特别是耐磨耗较小,但伸长率较低。
3、灼烧减量表现的是表面羟基过多时,易造成橡胶复合材料的结构化,使材料变脆。
什么是白炭黑?白炭黑在橡胶中的重要指标应用
什么是白炭黑?白炭黑在橡胶中的重要指标应用很多朋友们都知道白色的二氧化硅粉体有个俗名叫白炭黑,但你是否知道它这个称呼的缘由是什么呢?白炭黑与炭黑的关联在了解白炭黑“WhiteCarbonBlack”之前我们应该了解一下与它的名称来源密切相关的炭黑“CarbonBlack”。
人们早在3000多年前就掌握了烧烟制墨技术,但长期以来炭黑的生产技术发展缓慢,直到1872年,世界上才首次出现了炭黑工业的规模生产,同时产生了“CarbonBlack(炭黑)”这一术语,这就是近代炭黑工业的开端。
1912年英国人莫特(Mottee)发现了炭黑对橡胶的补强作用,特别是显著提高轮胎耐磨性能以后,自此炭黑的需求量迅速增长,并逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。
炭黑作为橡胶工业的补强材料已有百来年历史在第一次世界大战期间,由于生产炭黑的能源材料紧缺,德国开始使用沉淀法生产的白色二氧化硅替代炭黑,而白色的无定型二氧化硅因物性及用途与炭黑相似而得名白炭黑(WhiteCarbonBlack)。
再后来,由于汽车及其运输业的高速发展、炭黑生产用原料的涨价和节能减排的要求,又使白炭黑成为橡胶行业补强材料的佼佼者。
目前,白炭黑用在彩色橡胶制品中可以完全替代炭黑进行补强,满足白色或半透明产品的需要。
轿车“绿色轮胎”及冬季轮胎的制造是白炭黑的拿手好戏,白炭黑用于轮胎,使其获得更低的滚动阻力和改善轮胎的抓地力,从而提高汽车燃油效率。
这些具有高燃油效能等的节能型轮也被称作“绿色轮胎”。
如今我们所说的白炭黑已经不单纯是一种在橡胶配方中用作炭黑的替代品,而是一种X-射线无定形的硅酸和硅酸盐的白色超细粉体的总称,这类粉体材料具有非常广泛的应用,根据制备路线不同,主要分为沉淀法白炭黑及气相法白炭黑两大类。
一.白炭黑的制造白炭黑的制备多采用两种方法,即煅烧法和沉淀法。
煅烧法制备的白炭黑又称为气相法白炭黑或干法白炭黑,它是以多卤化硅(SiClx)为原料在高温下热分解,进行气相反应制得。
白炭黑标准
白炭黑标准
白炭黑是一种无定形的白色粉末,主要成分是二氧化硅,具有良好的补强、抗撕裂、耐热、耐老化等性能,被广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸等行业。
对于白炭黑的质量标准,不同的行业和应用领域可能有不同的要求。
以下是一些常见的白炭黑标准:
1. 二氧化硅含量:白炭黑中二氧化硅的含量是衡量其质量的重要指标之一,一般要求在90%以上。
2. 比表面积:白炭黑的比表面积越大,其补强性能越好。
一般要求在100-300m²/g 之间。
3. 粒度分布:白炭黑的粒度分布会影响其在橡胶中的分散性和补强效果。
一般要求粒度分布均匀,无大颗粒。
4. pH 值:白炭黑的pH 值会影响其在橡胶中的相容性和稳定性。
一般要求在6.5-8.0 之间。
5. 水分含量:白炭黑中的水分含量会影响其在橡胶中的分散性和补强效果。
一般要求在5%以下。
白炭黑生产工艺及特性质量指标
⽩炭⿊⽣产⼯艺及特性质量指标⾼分散性⽩炭⿊的性能特征和⽣产⼯艺1前⾔⽩炭⿊是橡胶⼯业重要的补强材料,因其微观结构和聚集体形态和炭⿊类似,并在橡胶中有相近的补强性能,故被称为⽩炭⿊。
⽩炭⿊按照其⽣产⽅法可分为两类,即沉淀法⽩炭⿊和⽓相法⽩炭⿊。
沉淀法⽩炭⿊作为橡胶补强原材料,主要⽤于轮胎、鞋类、和其它浅⾊橡胶制品。
本⽂只讨论沉淀法⽩炭⿊(以下简称为⽩炭⿊)。
在轮胎⾏业中,过去⽩炭⿊主要⽤于⼦午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。
也有些轮胎企业将⽩炭⿊⽤于⼦午线载重轮胎胎⾯,以提⾼胎⾯的抗刺扎和抗崩花性,其⽤量较少,⼀般为10~15份。
近15年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求⽇益严格,将⽩炭⿊⽤于轮胎胎⾯,可以显著降低轮胎的滚动阻⼒,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其耐磨性仅有稍许降低。
1992年,⽶其林公司率先制造出全⽤⽩炭⿊的“绿⾊轮胎”,其滚动阻⼒较⼀般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废⽓效果显著。
但是由于传统⽩炭⿊品种的分散性不好,配⽤⽩炭⿊的胎⾯胶,虽然滚动阻⼒⽐配⽤炭⿊的低,但其耐磨性能却⽐配⽤炭⿊的差得多。
为了适应绿⾊轮胎快速发展对⽩炭⿊的要求,国外⼏家主要制造商都已经⽣产供应、并仍在进⼀步研究开发分散性较好的⽩炭⿊产品,⽬前⽩炭⿊已经发展了以下三代产品:1.第⼀代是传统的或被称为“标准”的⽩炭⿊品种;2.第⼆代被称为“⾼分散性⽩炭⿊”(HighDispersibleSilica,简称HDS)和“易分散性⽩炭⿊”(EasyDispersibleSilica,简称EDS)。
⾼分散性⽩炭⿊是⼀种具有较⾼分散性,且⽆粉尘的⽩炭⿊产品,适⽤于绿⾊轮胎。
易分散性⽩炭⿊是90年代中期开发的⼀种性能介于HDS和传统⽩炭⿊之间的产品,其价格较HDS低,是⼀种性能价格⽐较⾼的替代HDS的产品。
表1为国外主要的、已经商品化的HDS和EDS品种。
在轮胎⽤胶料中,如果采⽤HDS和EDS可以获得较⾼的拉伸强度、撕裂强度、定伸应⼒、扯断伸长率。
白炭黑
白炭黑:SiO2·nH2O ,是橡胶工业重要的补强材料,因微观结构和聚集形态和补强性能与炭黑相似,所以称之为白炭黑。
主要制造方法: 制造方法制造方法及原料主要技术指标 成本因素 及用途价格发展趋势 沉淀法白炭黑 通常采用硅酸钠、硫酸,反应时在液固相中进行纯度 98%、含水量 4-8%、灼减量≤7%、使用粉状时需粉碎 设备投资小、环保设施相对简单、制备工艺相对也简单、产品应用范围广泛 产品价格便宜 产品价格优势明显,在国内市场份额占90%以上气相法白炭黑 通常采用四氯化硅、氢气、氧气,通过高温燃烧反应,反应时在气固相中进行 纯度99.8%以上、含水量1.5%、使用粉状时不需粉碎设备投资大、环保设施投资大,制备工艺复杂、产品主要用于HTV 硅橡胶产品价格昂贵,为沉淀法几倍在特殊领域沉淀法白炭黑还不能取而代之,在国内市场份额占 10%以下分类: 分类 生产工艺 SiO2含量≥% 均价(元/吨)炭黑价格 橡胶级 沉淀法 90 4000 -5000 2000-20000 黑猫橡胶用炭黑价格在6000-8000元/吨之间农药级 沉淀法 90 3000 -5500 硅胶级 沉淀法气相法 95 14000-25000 工业级 沉淀法气相法 90 4500 -6500 涂料级 沉淀法气凝胶法 99.8 16000-22000用途:行业 鞋类 轮胎 其它橡胶制品 农药饲料 涂料 牙膏 电池隔板 其它 合计国内消费比例 42% 16% 12% 11% 5% 2% 12% 100% 国外消费比例30%38%5%6%3%5%2%11% 100%发展:第一代白炭黑:普通白炭黑 第二代白炭黑:易分散白炭黑 第三代白炭黑:高分散白炭黑白炭黑用于子午胎的带束层,可以增强钢丝和橡胶的粘合性,用于胎面,可以提高胎面的抗刺性,并显著降低滚动阻力,低碳节能,但传统白炭黑的分散性不好,会比使用炭黑胎面的耐磨性明显降低,高分散白炭黑可以解决这一问题。
白炭黑指标
白炭黑指标
一、白炭黑技术条件(GB10517-89)
1、分子式:SiO2.nH2O
2、产品外观:白色粉末或粒状
3、按比表面积(BET),分为ABCDEF六个类别。
类别比表面积
(m2/g)类别比表面积
(m2/g)
A >190 D 100−130
B 160−190 E 70−100
C 130−160 F <70
4、白炭黑技术要求
项目技术要求
二氧化硅含量% >90
外观颜色优于、等于样本或认可的样品加热减量(105℃,2小时)% 4.0—8.0
灼烧减量(950℃,2小时)% <12
PH值(5%水溶液) 6.0—8.0
DBP吸油值cm3/g 1.5—3.5
Na2SO4 %≤0.2
铁(Fe)mg/kg %≤500
铜mg/kg %≤30
锰mg/kg %≤50
在食品行业内或对外出口的白炭黑对铜、锰及其他有色金属要求比较严格。
二、中、高端白炭黑
在国标白炭黑技术指标的基础上,通过对设备、工艺及原料、配方的改进创造出不同用途的白炭黑,所谓的中、高端白炭黑就是对白炭黑进行表面改性处理后,使其含量更高、更细化,使白炭黑的物理应用指标达到极致,从而提高了白炭黑的附加值,在行业内称为中、高端白炭黑。
国家对此没有一个统一的技术指标。
【精品】国内外白炭黑标准介绍-王定友
国内外白炭黑标准介绍王定友邓毅(全国橡标委炭黑分技术委员会)摘要:本文介绍沉淀水合二氧化硅(俗称为白炭黑)和气相二氧化硅两类产品国内外标准的相关内容,同时分析了主要的技术差异。
1前言白炭黑的主要成份是二氧化硅,因其具有对橡胶的补强作用而俗称为白炭黑。
工业化生产的白炭黑按其生产技术的不同可分为两个大的类别,一种是沉淀水合二氧化硅,另一种是气相二氧化硅。
两类产品的都有成熟的工艺,通过调整工艺参数,已能生产出多达数十个规格的产品,以适应各个领域、行业、产品的个性化需求。
沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料主要用于鞋类、轮胎和其它浅色橡胶制品,也可用于农药、饲料等行业中做载体或流动剂;在牙膏中做磨擦剂、涂料中做分散剂、抗沉降剂或消光剂;医药及食品等行业做吸附剂等。
鞋类,包括胶鞋和运动鞋是沉淀法白炭黑的最大用户,占约40%。
气相二氧化硅在国外有60多年的生产历史,2008年我国气相二氧化硅生产厂扩展为家,产量约为1万吨。
在发达国家,气相二氧化硅的消费领域中涂料占60%,橡胶工业占30%。
在橡胶中气相二氧化硅主要用于室温硫化硅橡胶和热硫化硅橡胶。
气相二氧化硅具有各方面的用途,以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在众多学科及领域内独具特性,有着不可取代的作用。
纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”,广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体,石油化工,脱色剂,消光剂,橡胶补强剂,塑料充填剂,油墨增稠剂,金属软性磨光剂,绝缘绝热填充剂,高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。
并为相关工业领域的发展提供了新材料基础就标准而言,国内主要有国家标准、行业标准、企业标准三个层次,国际上主要有ISO标准和跨国公司的公司标准两个层次。
本文主要介绍国内外白炭黑标准的技术内容及相互间的一些异同点。
2我国的白炭黑标准2.1沉淀法白炭黑标准对于沉淀法白炭黑,国内有一系列标准,包括有14个行业方法标准和3个国家方法标准,其中HG/T 3061-2009《橡胶配合剂沉淀水合二氧化硅技术条件》是产品标准,其余标准为方法标准,标准名称及采用标准情况见表1。
白炭黑项目
白炭黑项目1、白炭黑生产需要用到的原料有:(主要原料:石英砂)刨花碱、硫酸等,需要用辅助物料及公用动力品种有:柴油、干净的工业水、电、低压蒸气、压缩空气等。
装置初估投资如下:白炭黑工段:设备费:200万元安装工程费:50万元建筑工程费:100万元运输车辆费:10万元锅炉装置:80万元净水装置:40万元合计:470万元注:1、压缩空气考虑由原有装置供;2、所估算压滤机的投资按国产计。
2 原料产品规格(1)用于胶辊、胶鞋、自行车胎的白炭黑按GB1051789组织生产,指标如下:纯度SiO2≥90% PH 5.0~8.0颜色优于等于标样总含铜量≤30mg/kg筛选物(45 Чm)% ≤0.5 总含锰量≤50mg/kg加热减量4.0~8.0% 总含铁量≤1000mg/kg灼烧减量≤7.0% DBP吸收值2.0~3.5cm3/g物理技术条件执行HG/T2197-91标准,500%定伸强度≥6.3Mpa500%拉伸强度≥17.3Mpa 伸长率≥675%(2)药用白炭黑按浙Q/WS-1256-91组织生产,指标如下:性状:白色粉末,无臭无味鉴别:铜酸铵式验黄色检查:PH 5.0~7.5 硫酸盐≤0.2%不挥发物≤5.0% 干燥失重≤5.0%Fe盐≤0.02% 重金属≤50ppmAs盐≤5ppm(3)用于子午线轮胎的白炭黑采用意大利皮列里公司的标准组织生产,指标如下:纯度SiO2≥87% PH 5.7~7.0灼烧减量≤7~12% CTAB (大分子吸附)210m2/sH2O(105℃):4~7 水溶性盐类≤2.5%溶解铁≤350PPM 溶解锰≤10PPm溶解铜≤10PPm500%定伸强度≥5.5~8.0Mpa扯断强度≥16.0Mpa 扯断伸长率≥700%3工艺技术方案硫酸贮槽内的酸泵送往硫酸配制槽,硫酸浓度控制在65~160g/l。
硅酸钠经泵送往硅酸钠配制槽,硅酸钠浓度控制在80~170g/l。
配制好的硅酸钠和硫酸溶液经计量按一定比例加入反应器,反应器温度控制在40~100℃,以反应液的PH值来控制加酸量,要求PH制精度达到+0.2PH。
气相法白炭黑相关标准概述
附件1:气相法白炭黑相关标准概述1 气相法白炭黑概况气相法白炭黑(又名气相二氧化硅)是利用卤硅烷经氢氧焰高温水解制得的一种精细、特殊的无定形二氧化硅产品,该产品的原生粒径在7- 40nm 之间,比表面积一般在100m,/g ---400m'/g范围内,产品纯度高,sio:含量不小于99.8%,是一种极其重要的无机纳米粉体材料。
由于其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在橡胶、塑料、蓄电池、涂料、医药、农业和CMP等领域得到了广泛的应用。
气相法白炭黑一般有亲水型和疏水型两种产品,其中疏水型产品是利用亲水型产品通过表面化学处理而获得。
自1941年德国Degussa公司成功开发出气相法白炭黑的生产技术以来,目前全世界的气相法白炭黑年生产能力已超过20万吨,而且生产技术高度集中,主要由德国Degussa, Wacker,美国Cabot 及日本Tokuyama等少数几家公司控制全球市场,技术也控制得非常严密。
世界上气相法白炭黑发展的一个基本模式是生产企业与有机硅单体和后加工企业密切结合,气相法白炭黑生产厂家利用有机硅单体厂生产过程中的副产物为主要料制备气相法白炭黑,而在气相法白炭黑生产过程中所产生的副产物HCl则返回有机硅单体厂用于有机硅的合成,此外气相法白炭黑产品出来之后又大量用于有机硅产品的后加工,这样形成一个资源利用、相互促进发展的良性循环。
所以在全球最大的有机硅企业Dowcorning和GE公司单体工厂附近有最大的气相法白炭黑生产企业Cabot和Degussa公司,而Wacker公司则本身是两大类产品的生产企业。
(国内气相法白炭黑早期主要用于军工领域,但现在大量用于民用工业,如有机硅材料、电器、电子、胶粘剂、涂料、油墨、造纸等领域,为传统产品的升级换代提供了坚实的基础。
据初步统计,我国目前气相法白炭黑的总用量已经超过11000吨/年,并以极快的速度增长,预计到201。
年将达到20000吨/年。
白炭黑生产工艺及特性质量指标
高分散性白炭黑的性能特征和生产工艺1前言白炭黑是橡胶工业重要的补强材料,因其微观结构和聚集体形态和炭黑类似,并在橡胶中有相近的补强性能,故被称为白炭黑。
白炭黑按照其生产方法可分为两类,即沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。
沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料,主要用于轮胎、鞋类、和其它浅色橡胶制品。
本文只讨论沉淀法白炭黑(以下简称为白炭黑)。
在轮胎行业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。
也有些轮胎企业将白炭黑用于子午线载重轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎和抗崩花性,其用量较少,一般为10~15份。
近15年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显著降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其耐磨性仅有稍许降低。
1992年,米其林公司率先制造出全用白炭黑的“绿色轮胎”,其滚动阻力较一般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显著。
但是由于传统白炭黑品种的分散性不好,配用白炭黑的胎面胶,虽然滚动阻力比配用炭黑的低,但其耐磨性能却比配用炭黑的差得多。
为了适应绿色轮胎快速发展对白炭黑的要求,国外几家主要制造商都已经生产供应、并仍在进一步研究开发分散性较好的白炭黑产品,目前白炭黑已经发展了以下三代产品:1.第一代是传统的或被称为“标准”的白炭黑品种;2.第二代被称为“高分散性白炭黑”(HighDispersibleSilica,简称HDS)和“易分散性白炭黑”(EasyDispersibleSilica,简称EDS)。
高分散性白炭黑是一种具有较高分散性,且无粉尘的白炭黑产品,适用于绿色轮胎。
易分散性白炭黑是90年代中期开发的一种性能介于HDS和传统白炭黑之间的产品,其价格较HDS低,是一种性能价格比较高的替代HDS的产品。
表1为国外主要的、已经商品化的HDS和EDS品种。
在轮胎用胶料中,如果采用HDS和EDS可以获得较高的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、扯断伸长率。
2016-2017年沉淀法白炭黑理化指标对橡胶性能的影响(总结)
沉淀法白炭黑理化指标对橡胶性能的影响补强剂之所以能提高橡胶制品的硬度和机械强度是因为补强剂粒子表面与橡胶大分子接触产生物理吸附作用,而补强剂粒子的活性表面与橡胶分子链又结合成牢固的化学键, 生成“结合橡胶”,既有物理作用, 也有化学作用。
沉淀法白炭黑粒子含有多种硅醇基。
红外光谱图表明在白炭黑表面存在三类羟基:硅氧基、隔离轻基、氢键连结。
白炭黑分子结构中心的一Si一O一键具有极性, 有很大的结合能力, 这就使白炭黑微粒表面活性大, 能与橡胶分子发生作用, 炼胶过程中高分子的橡胶烃基断裂生成自由基,与白炭黑表面层一OH 作用。
另外, 白炭黑微粒的无定形状态, 结晶混乱, 致使表面层形成静电场, 对橡胶高分子的不饱和双键发生诱导效应,促使两者结合。
1. 粒径的影响沉淀法白炭黑粒径分原始粒径和二次结构粒径。
一般来说, 白炭黑在胶料混炼过程中二次结构破裂, 因此影响橡胶胶料性能最主要的是原始粒径。
沉淀法白炭黑原始粒径在8-110nm,粒径细, 则分散性能好, 与橡胶接触的有效面积也大, 对橡胶补强显然有利。
从橡胶补强作用机理看来,白炭黑表面层一OH 的多少, 直接关系到补强效果。
美国化学家R·K·ILer在对水凝胶一次粒子的大小与羟基数的关系的研究中总结出以下规律,这种规律性揭示了白炭黑粒径对橡胶胶料强度的影响(见表1)。
可见d越小, 活性基团越多, 粒子与橡胶之间作用越强, 强度越大。
表1 一次粒子大小与羟基数关系2. 结构性的影响白炭黑的结构类似于炭黑, 呈球形, 单个粒子之间以面相接触, 呈枝链状联结, 此结构称为“二次结构”。
链枝结构又以氢键力相作用, 形成一团团的聚集体结构, 此结构受到外力的破坏是可逆的, 其结构性大小用吸油值来反映(吸油值系指1克白炭黑吸附邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的毫升数)。
吸油值越大, 结构性越高。
结构越大, 表明白炭黑呈聚集状态的枝链结构越多, 对橡胶的补强效果也好。
白炭黑安全技术说明书
第一部分:化学品名称
化学品中文名称: 二氧化硅
化学品英文名称: silica
中文名称 2: 白炭黑
英文名称 2: silicon dioxide
技术说明书编码: 2292
CAS No.: 7631-86-9
分子式: SiO2
分子量: 60.09
第二部分:成分/组成信息
有害物成分 二氧化硅
UN 编号: 无资料 包装标志: 包装类别: 包装方法: 无资料。 运输注意事项: 起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与卤化物
等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。 第十五部分:法规信息
法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987 年 2 月 17 日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发 [1992] 677 号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发 423 号)等法规,针对化学危险品的安全使用、 生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。 第十六部分:其他信息
第九部分:理化特性 主要成分: 外观与性状: 透明无味的晶体或无定形粉末。
pH: 熔点(℃): 1710 沸点(℃): 2230 相对密度(水=1): 2.2(无定形) 相对蒸气密度(空气=1): 无资料 饱和蒸气压(kPa): 1.33(1732℃) 燃烧热(kJ/mol): 无意义 临界温度(℃): 无意义 临界压力(MPa): 无意义 辛醇/水分配系数的对数值: 无资料 闪点(℃): 无意义 引燃温度(℃): 无意义 爆炸上限%(V/V): 无意义 爆炸下限%(V/V): 无意义
溶解性: 不溶于水、酸,溶于氢氟酸。 主要用途: 橡胶工业中用作补强剂及动物饲料添加剂,也用于制造玻璃、陶器耐火材料、硅铁、元素硅等。 其它理化性质:
白炭黑的热膨胀系数
白炭黑是一种由二氧化硅(SiO2)组成的高度分散的颗粒状物质,通常用作填料和增强剂。
由于白炭黑的具体性质可能因生产厂家和具体制备方法而异,因此它的热膨胀系数可能会有一些变化。
一般来说,白炭黑的热膨胀系数通常在10至50 ppm/°C的范围内。
这里的ppm/°C表示每摄氏度温度变化时长度变化的百分比。
要注意的是,热膨胀系数是一个温度相关的物理性质,因此在不同温度范围内可能会有所变化。
如果需要具体的数值,最好参考生产厂家提供的技术文档或实验室测试数据,因为这些数值可能会根据具体的产品和用途而有所不同。
炭黑技术指标
炭黑技术指标
W-1100是美国嘉智公司根据客户要求开发的应用于涂料和高级树脂着色等行业的色素炭黑,具有优秀的着色力和光泽度,色相偏蓝等特点。
W-1000是美国嘉智公司根据客户需求开发的应用于汽车修补涂料、工程塑料着色、树脂着色等方面的高黑度炭黑,具有较高的着色力、良好的分散性和高光泽度,色相偏蓝等特点。
W-992是美国嘉智公司根据客户要求,开发的应用于油墨、涂料和塑胶等行业的色素炭黑,具有优秀的着色力、光泽度、分散性和流动性等特点。
W-665是美国嘉智公司根据客户需求开发的应用于密封胶、高级水性油墨、塑胶等领域的色素炭黑。
在研磨过程中较容易分散,在成品中能保持良好光泽和优秀黑度,在密封胶中,其补强性能、触变性非常优越。
W-635炭黑是美国嘉智公司根据客户需求所开发的,该系列碳黑可用于塑料工业的多个领域,包括压力管材、电缆护套、纤维等方面。
该产品具有极高纯度、易分散、高着色力和耐紫外光等特点。
W-475是根据客户需求开发的应用于密封胶、高级水性油墨、塑胶等领域的色素炭黑。
在研磨过程中较容易分散,在成品中能保持良好光泽和优秀黑度,在密封胶中,其补强性能、触变性非常优越。
W-465是美国嘉智公司根据客户需求开发的应用于涂料、油墨、塑胶和造纸等领域的色素炭黑。
在研磨过程中较容易分散,在成品中能保持良好光泽和黑度等特点。
主要技术指标如下:
炭黑技术指标
以上数据仅供参考。
二氧化硅(白炭黑)化学品安全技术说明书
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法规信息
化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。
第十六部分:其他信息
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参考文献:
填表部门:
有害物成分
含量
CAS No.
二氧化硅
7631-86-9
第三部分:危险性概述
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危险性类别:
侵入途径:
健康危害:
吸入二氧化硅粉尘,对机体的主要危害是引起矽肺。目前,对矽肺无特效治疗药物,关键是防尘。
环境危害:
燃爆危险:
本品不燃。
第四部分:急救措施
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皮肤接触:
脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。
眼睛接触:
无意义
辛醇/水分配系数的对数值:
无资料
闪点(℃):
无意义
引燃温度(℃):
无意义
爆炸上限%(V/V):
无意义
爆炸下限%(V/V):
无意义
溶解性:
不溶于水、酸,溶于氢氟酸。
主要用途:
橡胶工业中用作补强剂及动物饲料添加剂,也用于制造玻璃、陶器耐火材料、硅铁、元素硅等。
其它理化性质:
第十部分:稳定性和反应活性
第八部分
接触控制/个体防护
第十六部分
其他信息
第一部分:化学品名称
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化学品中文名称:
二氧化硅
化学品英文名称:
silica
中文名称2:
白炭黑
英文名称2:
silicon dioxide