白炭黑的用途
白炭黑各指标在应用中的作用
白炭黑
一、简介
，因其为白色，且主要物性及用途与炭黑相似而得名。
白炭黑的主要成份是SiO
2
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。
白炭黑各指标在应用中的作用
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、900℃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。
影响加工性能，并且硫化胶易掉块，且表面羟基对硫化促进剂有强烈的吸附作用，延长硫化时间。
4、105℃加热减量
反映粒子空隙中自由水的多少，过少时，胶料结构化程度高炼胶变得困难，若加热减量为零，则白炭黑毫无用处，一般控制在6%左右较合适。
5、PH值
一般在7左右，PH值升高（酸性减小），胶料硫化速度加快。
、
6、可溶性盐
越少越好，但越少，成本越高。
白炭黑的用途
白炭黑的用途白炭黑是一种常见的化学品，具有广泛的应用领域。
它是一种由碳元素构成的黑色粉末，因其颜色鲜明而得名。
白炭黑在许多行业中发挥着重要的作用，下面将详细介绍其主要的用途。
1. 橡胶工业：白炭黑是橡胶制品中不可或缺的添加剂。
由于其高比表面积和优异的增强效果，白炭黑可以增加橡胶制品的强度、硬度和耐磨性。
此外，它还可以提高橡胶制品的耐候性和耐化学品性能。
2. 塑料工业：白炭黑可以用作塑料的填料和增强剂。
它可以提高塑料制品的强度、韧性和耐磨性，同时改善塑料的加工性能和表面光泽。
此外，白炭黑还可以增加塑料制品的导电性能，扩展其应用范围。
3. 油墨工业：白炭黑被广泛应用于各类油墨中，包括印刷油墨、涂料油墨和写真墨水等。
它可以增加油墨的黑度和光泽度，提高印刷品的质量。
同时，白炭黑还可以增加油墨的稠度和流动性，改善油墨的印刷性能。
4. 化妆品工业：白炭黑是许多化妆品中的重要成分。
它可以作为粉底、眼影和口红等彩妆产品中的填料和增稠剂，使化妆品更加细腻、柔滑和持久。
此外，白炭黑还可以用于护肤品中的吸附剂，帮助清洁皮肤和吸附污垢。
5. 食品工业：白炭黑在食品工业中有多种应用。
它可以用作食品添加剂，用于增加食品的稠度、光泽和质感。
此外，白炭黑还可以用于食品的着色和调味，改善食品的外观和口感。
6. 医药工业：白炭黑在医药工业中有一定的应用价值。
它可以用作药物的填料和稳定剂，增加药物的溶解度和稳定性。
此外，白炭黑还可以用于药膏和外用药品中的增稠剂和吸附剂，提高药物的疗效和使用感受。
7. 环境保护：白炭黑可以用于污水处理和废气净化。
它可以作为吸附剂，去除废水和废气中的有害物质。
此外，白炭黑还可以用于环境修复，帮助清除土壤和水体中的污染物。
白炭黑是一种多功能的化学品，广泛应用于橡胶、塑料、油墨、化妆品、食品、医药和环境保护等行业。
它的出色性能和多样化的用途使其成为工业生产和生活中不可或缺的重要物质。
随着科技的不断进步，相信白炭黑的应用领域还将进一步拓展和创新。
白炭黑
白炭黑白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。
能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。
耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
与具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充物相比，胎面胶中含有沉淀法白炭黑可改善其抗裂口增长性及撕裂强度。
与其他橡胶比较，白炭黑可以相对容易和迅速地与环氧化天然橡胶(ENR)混合。
且产物的增强效果也最好。
在含有ENR的胶料中，白炭黑的增强效果和炭黑N330相似。
在SBR／BR共混体系中加入沉淀法白炭黑制成的乘用车胎面胶的滚动阻力减少50 ，而干、湿牵引性没有明显的改变。
Evans等介绍了一种超高增强沉淀法白炭黑，这种白炭黑用于胎面胶有以下优点：在不使用偶联剂时，胎面胶的滚动阻力降低而冰牵引性能提高；使用偶联剂后可减少胶料的焦烧、硫化时间，改善其抗裂口增长性，提高其扯断伸长率、硬度和300 定伸应力，同时不影响炭黑。
虽然白炭黑与炭黑并用为轮胎胎面胶增强剂时能明显改善胶料的撕裂强度，且能抑制胎面胶老化龟裂，防止胎面产生裂口裂纹，但是这种胶料的耐磨性稍差，扯断变形较大，生热大实际使用过程中，白炭黑必须经改性后才能弥补胶料性能的不足。
与炭黑相比，白炭黑表面有一层均匀的硅氧烷和硅烷醇基，硅烷醇基的存在使白炭黑表面易于进行化学反应，这使白炭黑表面可相对容易地进行改性常用于白炭黑表面处理的偶联剂是双(3一三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷(TESPT)，这种有机硅烷可与橡胶及填料反应，在填料和聚合物分子间引入共价键，从而改善聚合物与填料间的作用。
研究发现，使用TESPT后，含2O份沉淀法白炭黑和4O份N332炭黑的胶料可使滚动阻力降低，而胎面胶的磨耗性能和湿牵引性能改变很小。
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。
白炭黑在橡胶中的应用
白炭黑在橡胶中的应用一、白炭黑对胶料工艺性能的影响（1）胶料的混炼与分散白炭黑由于比表面积很大，总趋向于二次聚集，加之在空气中极易吸收水分，致使羟基间易产生很强的氢键缔合，进一步提高了颗粒间的凝聚力，所以白炭黑的混炼与分散要比炭黑困难得多，而且在多量配合时，还容易生成凝胶，使胶料硬化，混炼时生热大。
为获得良好的分散，就要求初始混炼时，保持尽可能高的剪切力，以便使白炭黑的这些聚集体粒子尽可能被破坏，而又不致使橡胶分子链发生过多的机械降解。
为此，白炭黑应分批少量加入，以降低生热。
适当提高混炼温度，有利于除掉一部分白炭黑表面吸附水分，降低粒子间的凝聚力，有助于白炭黑在胶料中的分散。
（2）白炭黑补强硅橡胶混炼胶中的结构控制白炭黑，特别是气相法白炭黑是硅橡胶最好的补强剂，但有一个使混炼胶硬化的问题，一般称为“结构化效应”。
其结构化随胶料停放时间延长而增加，甚至严重到无法返炼、报废的程度。
对此有两种解释，一种认为是硅橡胶端基与白炭黑表面羟基缩合；另一方面认为硅橡胶硅氧链节与白炭黑表面羟基形成氢键。
防止结构化有两个途径，其一是混炼时加入某些可以与白炭黑表面羟基发生反应的物质，如羟基硅油、二苯基硅二醇、硅氮烷等。
当使用二苯基硅二醇时，混炼后应在160~200℃下处理0.5~1h。
这样就可以防止白炭黑填充硅橡胶的结构化。
另一途径是预先将白炭黑表面改性，先去掉部分表面羟基，从根本上消除结构化。
（3）胶料的门尼粘度白炭黑生成凝胶的能力与炭黑不相上下，因此在混炼白炭黑时，胶料的门尼粘度提高，以致于恶化了加工性能，故在含白炭黑的胶料配方中软化剂的选择和用量很重要。
在IIR中往往加入石蜡烃类、环烷烃类和芳香烃类，用量视白炭黑用量多少及门尼粘度大小而异，一般可达15-30%。
在NR中，以植物性软化剂如松香油、妥尔油等软化效果最好，合成的软化剂效果不大，矿物油的软化效果最低。
（4）胶料的硫化速度白炭黑粒子表面有大量的微孔，对硫化促进剂有较强的吸附作用，因此明显地迟延硫化。
沉淀法白炭黑
沉淀法白炭黑
一、产品特性：
沉淀法白炭黑（简称白炭黑）是橡胶工业常用的补强剂，它的化学名称是水合二氧化硅（Si O₂）或称胶体二氧化硅。
因为它在橡胶中有类似炭黑的补强性而且是白色粉末或细小粒子。
所以人们又称它为白炭黑。
目前白炭黑的制法大多数是采用硫酸溶液与硅酸钠溶液进行化学反应的方法。
因此法制得的白炭黑性能优良、成本也较低廉。
二、使用范围：
白炭黑在橡胶工业中应用最广，在制作胶鞋中它是彩色橡胶或透明鞋底的最佳补强剂。
在轮胎制作中常用它提高胶料对骨架材料或纤维的粘性。
在胶辊制作中它不仅能提高硫化胶的硬度和耐磨性，而且能提高胶料与金属辊芯的粘着力。
白炭黑绝大部分用于橡胶工业，只有一小部分用于其它工业，例如作农药辅料，还有油墨、油漆、塑料、日用化工产品也常用白炭黑，但用量不大。
三、参数指标（HG/T3061-1999）：。
白炭黑成分及用途
白炭黑白炭黑定义白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。
白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。
能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。
耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
白炭黑的成分及传统用法成分白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。
气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半白炭黑透明固体胶状纳米粒子（粒径小于100nm），无毒，有巨大的比表面积。
气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达99%，粒径可达10~20nm，但制备工艺复杂，价格昂贵；沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅。
沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。
气相白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂、涂料和不饱和树脂增稠剂，超细二氧化硅凝胶和气凝胶主要用作涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。
制备制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高。
新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本。
传统方法（1）气相法主要为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。
其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。
反应式为：SiCl4+2H2+O2—>SiO2+4HCl空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。
四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。
白炭黑概况
白炭黑概况2004-10-12━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━产品名称规格价格备注━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━白碳黑气相法YJB968 28000元/吨出厂含税价沉淀法透明 4500元/吨出厂含税价━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━产品名称规格价格备注━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━白碳黑气相法 67000元/吨德国德固萨━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━白碳黑是一种高科技的无机精细化工产品，产品对橡胶行业及塑料制品都是必不可少的补强剂，增强剂。
由于它具有不寻常的颗粒特征，是一种高纯度、粒子极小、无毒、无味、轻质二氧化硅，表现出它有卓越的补强性，增稠性、消光性、分散性、绝缘性、防粘性等，从而广泛地应用在橡胶、塑料、涂料、化妆品、医药、农药、密封剂、造纸等很多工业领域，是诸多的化工行业不可缺少的原材料之一，占主导地位。
目前，国际上掌握生产白碳黑生产技术的只有少数几个国家，很多国家靠进口，白碳黑产品，目前全国只能生产十几万吨，而我国每年需20多万吨。
产品供不应求，前景十分广阔。
本项目符合国家产业政策，产品国内、国际市场畅销。
具有科技含量高，价格好，销售前景广阔的特点。
恒亨公司全称无锡恒亨白炭黑有限责任公司（前身是无锡市白炭黑厂）位于风景秀丽的江南古镇――无锡东湖塘。
公司始建于1984年，当时是土法上马生产水玻璃的乡镇企业。
1990年起正式开始生产沉淀法白炭黑。
经过近十年的发展，目前已成为中国国内大型的白炭黑专业生产厂家之一，年产销各类白炭黑2.8万吨，计划年销售额超过1.5亿元。
1990.8 开始生产粉状白炭黑1991.6 形成规模生产建成第一条白炭黑生产流水线（2000t/a）1993. 8 第二条5000t/a白炭黑生产线建成1995.9 第一条60000t/a水玻璃生产线建成1996.2 第三条10000t/a白炭黑生产线建成1997.10 第二条水玻璃生产线建成1998.4 第四条12000t/a白炭黑生产线建成座落在山东潍坊海洋化工高新技术产业开发区内的山东海化股份有限公司白炭黑厂，是山东海化股份有限公司股票上市募集资金兴建的目前国内最大的白炭黑生产企业之一，占地面积十万多平方米，地理条件优越、交通便利，生产能力1.5万吨/年，采用最新研究的沉淀法白炭黑生产工艺，从配料到产品全过程采用DCS系统微机自动化监控，主要生产设备从国外引进，具有先进的生产技术水平。
白炭黑等级分类
白炭黑等级分类
白炭黑是一种无机化合物，也称为氧化硅或二氧化硅。
根据不同的分类标准，白炭黑可以分为多种不同的等级。
按照用途，白炭黑可以分为以下几种：
N级白炭黑：适用于塑料、涂料等应用领域。
NS级白炭黑：适用于胶黏剂、密封胶等领域。
NMS级白炭黑：适用于一些卷烟和食品等行业。
NM级白炭黑：适用于一些颜料、油墨、涂料、橡胶等领域。
M级白炭黑：适用于一些高档颜料、电缆等行业。
按照粒径大小，白炭黑可以分为以下几种：
N50：平均粒径为50nm，比表面积较大，具有良好的增强、增稠、增白
等作用，广泛应用于高档涂料、墨水、护肤品、医药等领域。
N100：平均粒径为100nm，在弹性体、硅橡胶、电缆等领域具有良好的
增强、增稠、增白效果，同时也可以用于橡胶制品、涂料等方面。
N200：平均粒径为200nm，不同于其他规格，N200的形态多为融合体
或成簇的不规则状态。
在塑料、油墨、纺织、陶瓷等领域有广泛应用。
在选择白炭黑时，可以根据需求选择不同规格的白炭黑。
如需要提高产品的增白效果，可以选择N50；如需要增强性能，可以选择N100；如应用领域广泛，可以选择N200。
此外，还需要考虑颗粒形态、分散性、流动性等因素。
在大规模应用时，可以考虑采用混合各种规格的白炭黑，以达到更好的效果和成本效益。
白炭黑
• 日用化工制品
用白炭黑作填料和磨蚀剂 用白炭黑作填料和磨蚀剂 填料 的透明彩色及不透明牙膏， 的透明彩色及不透明牙膏， 这类牙膏具有良好的柔韧性 分散性， 柔韧性、 这类牙膏具有良好的柔韧性、分散性，膏 体光滑、柔软、磨蚀性好， 体光滑、柔软、磨蚀性好，不磨蚀牙膏管 它能使药物牙膏保持药性的稳定。 体；它能使药物牙膏保持药性的稳定。特 别是与氮化物具有良好的配伍性， 别是与氮化物具有良好的配伍性，可避免 钙盐作磨料产生难溶盐的弊端。 钙盐作磨料产生难溶盐的弊端。 磨料产生难溶盐的弊端
1）以高岭土或硬质高岭土为原料
先将高岭土或硬质高岭土粉碎至50~60目， 目 先将高岭土或硬质高岭土粉碎至 然后在500~600℃高温下焙烧 小时，再将焙烧 小时， 然后在 ℃高温下焙烧2小时 土与浓度30%的工业盐酸按1：2.5（重量）配料， 土与浓度 的工业盐酸按 ： （重量）配料， 小时， 在90℃左右酸浸 小时，经中和、过滤、洗涤、 ℃左右酸浸7小时 经中和、过滤、洗涤、 干燥得到白炭黑，产品质量符合GB10507-89标 干燥得到白炭黑，产品质量符合 标 同时得到高效净水剂聚合氯化铝。 准；同时得到高效净水剂聚合氯化铝。焙烧及酸 浸反应式如下 ： 焙烧： 焙烧：Al2O3•2Si02•2H20 — Al2O3•2Si02 + 2H20 酸浸： 酸浸：Al2O3•2Si02 + 6HCl + 9H20 — 2AlCl3•6H20 + 2SiO2
• 农业化学制品
在农业化学制品中，如农药、 在农业化学制品中，如农药、 高效喷施肥料等， 高效喷施肥料等，使用白炭 黑作载体或稀释剂 能保持持久效力， 稀释剂， 黑作载体或稀释剂，能保持持久效力，因 为它具有高吸附力易于悬浮， 为它具有高吸附力，易于悬浮，有良好的 化学稳定性。 亲和性及化学稳定性 即使在雨水、 亲和性及化学稳定性。即使在雨水、冲洗 和炎热条件下，仍能长期保持不变。 和炎热条件下，仍能长期保持不变。
亲水白炭黑和疏水白炭黑在橡胶中的应用
亲水白炭黑和疏水白炭黑在橡胶中的应用亲水白炭黑在橡胶中的应用亲水白炭黑是一种具有亲水性的炭黑颗粒，它在橡胶工业中有着广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域：提高橡胶制品的抗磨性能亲水白炭黑可以作为填料添加到橡胶制品中，提高其抗磨性能。
炭黑具有高比表面积和微米级的颗粒尺寸，通过与橡胶相互作用，增加了橡胶制品的抗磨损能力。
增强橡胶制品的抗紫外线性能橡胶制品在户外环境中容易受到紫外线的损伤。
亲水白炭黑的加入可以有效地改善橡胶制品的抗紫外线性能，并延长其使用寿命。
提高橡胶制品的耐候性亲水白炭黑能够提高橡胶制品的耐候性，使其更能够抵抗氧化、热老化以及环境中的化学物质侵蚀。
这使得橡胶制品能够在恶劣的工作环境中长期稳定运行。
亲水白炭黑的加入可以改善橡胶制品的加工性能，提高橡胶的流动性和成型能力。
这对于生产大型橡胶制品，如轮胎等，具有重要意义。
疏水白炭黑在橡胶中的应用疏水白炭黑是一种具有疏水性的炭黑颗粒，它在橡胶工业中也有着重要的应用。
以下是一些主要的应用领域：提高橡胶制品的耐油性能疏水白炭黑可以与橡胶相互作用，增加橡胶制品的疏水性，从而提高其耐油性能。
这在一些需要承受油污染或与液体油接触的橡胶制品中非常关键。
增强橡胶制品的抗溶胀性能疏水白炭黑的加入能够改善橡胶制品的抗溶胀性能。
橡胶制品在接触溶剂或液体时容易发生溶胀，导致性能下降。
疏水白炭黑的引入可以减少橡胶与液体的相互作用，提高其抗溶胀性能。
提高橡胶制品的保温性能疏水白炭黑可以作为绝热材料添加到橡胶制品中，提高其保温性能。
疏水性使其能够阻碍热量和水分的传递，使橡胶制品具有更好的保温效果。
疏水白炭黑的加入可以改善橡胶制品的耐化学性能，提高其对化学物质的抵抗能力。
这对于一些需要与酸、碱等化学物质接触的橡胶制品来说非常重要。
以上是亲水白炭黑和疏水白炭黑在橡胶中的一些主要应用及其详细讲解。
这些应用使得亲水白炭黑和疏水白炭黑成为橡胶工业中不可或缺的材料，为橡胶制品的性能提升和扩展应用领域提供了重要的支持。
白炭黑的生产工艺及其应用
白炭黑的生产工艺及其应用何李军工艺2011（卓越）11031010504摘要：白炭黑属于硅系白色补强型粉体材料，是合成水合硅酸和硅酸盐的总称，包括沉淀SiO2、气相SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3等。
由于它们具有与炭黑媲美的性能和外观上为白色的特性，故统称为白炭黑。
不过通常讲的白炭黑大多是指SiO2而言。
白炭黑经典的制造方法分3类：气相法、沉淀法和离解法。
工业上的制备方法都是这3种方法的组合或改良。
由于生产方法不同，其性能和用途也有所不同。
本文就白炭黑的不同生产工艺其应用展开论述。
关键词：白炭黑生产工艺应用沉淀法气相法离解法Production processes and application of silica whiteLijun HeAbstract:Silica white is white reinforced silicon powder materials, It is the collectively of Silicate Hydrate of synthesis and silicates.including precipitation of SiO2,gas phase SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3 and so on.But generally speaking mostly refers SiO2 silica white terms.The classic method of manufacturing a silica white three categories: vapor phase method, a precipitation method and from the solution. Industrial preparation methods are a combination of these three methods or improved. As production methods, the properties and uses are different. In this paper, silica white different production processes of its application to start on.Key word:silica white Production processes application vapor phase method precipitation method pyrolysis method前言白炭黑即水合二氧化硅是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅，高纯者SiO2达99.8％，质轻，原始粒径<0.0003mm，比重2.319—2.653，熔点1750℃。
白炭黑的分散性(非常好)
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。
采用ＨＤＳ还可以改善胶料加工性能和耐磨性,从而可以得到较好的轮胎综合性能。
白炭黑的改性原理及其应用
（3）在塑料和不饱和聚酯树脂中的应用
气象白炭黑也常常应用于塑料盒弹性体以及不饱和聚酯树脂中。在 塑料的混炼中除加入传统填料外，还加入少量的气象白炭黑，就会产生明 显的补强作用，大大提高材料的硬度和机械性能，从而改善加工工艺和制 品的性能。在不饱和聚酯树脂中加入少量的气象白炭黑可以赋予树脂极佳 的透明度和优异的物理性能，这些特征都有助于提高下游制品的质量。
白炭黑干法表面改性工艺流程
N2 白炭黑 600~1000℃ 600~1000 预活化 ℃ 预活化
改性剂、蒸汽 25~650℃ 25~650℃硫 硫化床反应 化床反应
N2
500~250 ℃ 500~250 ℃吹扫 吹扫
改性产品 改性产品
湿法改性主要有两种。其一，将干燥的白炭黑与改性剂及一种有机溶剂（苯， 甲苯等）组成的溶液加热煮沸，回流反应，然后分离、干燥。该法的主要特点 是工艺简单，产品质量容易控制，改性剂耗量小。缺点是其产品后处理过程复 杂，且造成有机溶剂污染，较难实现规模化工业生产。其二，将干燥的白炭黑 或洗涤后的沉淀白炭黑滤饼配制成水溶液浆料，加入水溶性有机溶剂如醇类或 表面活性剂等，然后加入改性剂进行有机硅烷反应；再合成沉淀反应完成后的 悬浮液中加入改性剂。该法的主要特点是工艺简单，补助设备少，可以对沉淀 白炭黑尤其是沉淀白炭黑的半成品进行改性，有利于降低成本。例如，在硅酸 钠和硫酸沉淀反应后的悬浊液中加入醋乳浊液，得到的改性白炭黑用于涂料消 光剂，其工艺流程如下: 蜡处理的沉淀白炭黑 改性剂 硅酸钠 反应 硫酸 改性 洗涤 干燥 粉碎 成品
白炭黑的应用
气相白炭黑广泛应用于硅橡胶、油漆涂料、油墨和复印机墨粉、胶 黏剂、电缆料与不饱和聚酯树脂、植物保护、食品和化妆品，可起到补强、 增凋、看结块、控制体系流变和触变等作用。
关于沉淀法白炭黑属于限制类行业的说明
一、沉淀法白炭黑的定义沉淀法白炭黑是一种重要的工业原料，广泛应用于橡胶、塑料、油墨、油漆、化工等领域。
它具有高比表面积、高吸附性能、良好的光学性能和电学性能，被称为工业颜料和增白剂的“黑钻石”。
二、沉淀法白炭黑的生产过程1. 原料准备：主要原料为甲烷、二氧化硅、二氧化碳等。
2. 气相反应：原料气体在高温条件下通过反应生成一氧化碳和硅粉末。
3. 气固分离：将生成的气体和固体分离。
4. 氧化：将硅粉末氧化形成沉淀法白炭黑产物。
5. 洗涤和干燥：对产物进行洗涤和干燥处理得到成品。
三、沉淀法白炭黑的危害沉淀法白炭黑的生产过程会释放大量一氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等有害气体，对环境造成污染，同时也对生产工人造成一定的危害。
沉淀法白炭黑被纳入了我国的限制类行业。
四、我国对沉淀法白炭黑的管控政策1. 环保要求：生产企业需符合国家环保政策，实施资源综合利用和废水、废气的处理。
2. 安全生产要求：生产企业必须严格遵守国家安全生产规定，采取有效措施确保生产过程中的安全。
五、沉淀法白炭黑行业的发展趋势1. 技术创新：随着科技水平的不断提高，沉淀法白炭黑行业将加大技术创新力度，提高生产工艺和产品质量。
2. 环保标准：随着国家环保意识的提高，沉淀法白炭黑行业将更加重视环保，采取更加严格的环保措施。
3. 国际合作：沉淀法白炭黑行业将加强与国际企业的合作交流，引进先进技术和管理经验，提升整体竞争力。
总结：沉淀法白炭黑作为一种重要的工业原料，在我国属于限制类行业。
生产企业需严格遵守环保和安全生产要求，加强技术创新，提高产品质量，努力推动行业健康发展。
六、对于沉淀法白炭黑行业的新的政策和发展趋势作为限制类行业的一部分，沉淀法白炭黑行业受到监管越来越严格，政策法规也在不断更新。
我国政府提出了更加严格的环保标准和安全生产要求，对企业的排放和生产工艺提出了更加严苛的要求。
新的政策要求企业必须全面考虑生产过程中的环境影响，并采取有效措施减少废弃物的排放，加强环境监测和治理。
1 白炭黑的应用与制备方法
表 １ 白炭黑的理化特性 Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈａｒ ａｃｔｅｒ ｓ ｏｆ ａｍｏｒ ｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃａ
１０２
世界地质
称取膨润土与碳酸钠质量比为 １０：１４ 的混合物
５ 份，分别在 ７００、８００、８５０℃煅烧，冷却到室温，取 ２ ｇ 煅烧物加水 ５０ ｍＬ，充分溶解，收集滤液，分析其 组成，如表 ４：
由表 ４ 可以看出，随温度的升高，二氧化硅的浸 出率明显增加，８５０℃时二氧化硅的浸出率在 ２ ｈ 以 上受温度影响较小。 ２．３ 气相法生产白炭黑的生产工艺
2白炭黑在化学机械抛光cmp中的应用c技术是将化学抛光和机械抛光技术相结合其抛光速度和抛光精度以及抛光产生的破坏深度等要素都比单一的化学抛光或机械抛光具有优势并能根据需要对抛光要求进行适当的控制
第 ２５ 卷 第 １ 期 ２００６ 年 ３ 月
世界地质
ＧＬＯＢＡＬ ＧＥＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．１ Ｍａｒ． ２００６
法较成熟。目前，国内大型沉淀法白炭黑的生产厂家 有 ３０ 多个，例如江西南昌化工原料厂，１９８９ 年从美 国 ＰＰＧ 公司引入了万吨级生产线，到 １９９４ 年其产 量就从几万 ｔ 上升到二十几万 ｔ［２－３］。 本文介绍了几 种新的制备方法，其产品性能较传统沉淀法明显提 高。
炭黑产品不及国外产品品种多、牌号全，但已经掌握 了纳米白炭黑的生产技术。沉淀法白炭黑性能较气 相法白炭黑有一定差距，由于其原料丰富，可部分代 替气相法白炭黑使用，因此，研究工作较多，技术方
传统沉淀法制备白炭黑的方法是硅酸纳酸化 法，是以水玻璃为原料，通过与酸反应沉淀、过滤、洗
沉淀法白炭黑的生产原理及用途
沉淀法白炭黑的生产原理及用途沉淀法是一种用于制备白炭黑的常用方法。
其原理是根据各种材料之间的溶解度差异，在溶液中添加特定的沉淀试剂，利用试剂与沉淀物之间发生反应生成不溶于溶液中的沉淀物，进而通过过滤、洗涤、干燥等工艺步骤得到白炭黑。
一般来说，沉淀法制备白炭黑的主要步骤如下：1.准备溶液：将所需原料溶解于适当的溶剂中，即形成基础溶液。
2.调整溶液：根据所需产品的性质，添加适当的试剂来调整溶液的酸碱度、离子浓度等参数，以促使沉淀反应的进行。
3.进行沉淀反应：将调整后的溶液搅拌，逐渐加入沉淀试剂。
沉淀试剂与基础溶液中的其中一种或几种成分发生反应，生成白炭黑。
4.沉淀分离：通过过滤等方法，将生成的白炭黑沉淀与溶液中的其他成分分离。
5.洗涤干燥：对沉淀物进行洗涤，去除溶液残留，然后将洗涤后的沉淀物进行干燥。
1.高产率：沉淀法可以适用于大规模生产，因此可以获得较高的产量。
2.纯度可控：沉淀法可以通过控制反应条件和试剂选择，精确控制白炭黑的纯度。
3.产品多样性：通过调整原料和沉淀条件，可以制备出不同性质的白炭黑，满足不同用途的需求。
白炭黑是一种细颗粒的无机物材料，具有广泛的应用领域。
一些主要的用途如下：1.橡胶工业：白炭黑作为一种重要的填充剂，可以加入到橡胶中改善橡胶的加工性能、增加强度和耐磨性，并提高橡胶制品的抗老化性能。
2.涂料工业：白炭黑可以作为涂料中的增稠剂、稳定剂和增白剂。
它可以增加涂料的流变性、提高涂层的涂装性能，并提供良好的白度和光泽。
3.印刷油墨：白炭黑可以用于制备各种印刷油墨，如胶印、凹印、丝网印等。
它可以提高油墨的色度、流动性和均匀性。
4.化妆品工业：白炭黑可以作为化妆品中的增稠剂、稳定剂和着色剂。
它可以调整化妆品的质地、提供良好的保湿效果，并赋予化妆品较好的遮盖能力和光泽。
5.医药工业：白炭黑可以作为制备药品中的载体和稳定剂。
它可以增加药品的稳定性、控制释放速率，并提高药物的吸附性能。
6.食品工业：白炭黑可以用作食品添加剂，用于改善食品的质地、调整口感和增加凝胶状食品的稳定性。
白炭黑二氧化硅的用途
由于白炭黑产品的一系列优越性，使它能够广泛应用于许多领域。
橡胶制品白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要。
白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能，所以在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑，以获得高质量的橡胶制品，如越野轮胎、工程轮胎、子午胎等。
农业化学制品在农业化学制品中，如农药、高效喷施肥料等，使用白炭黑作载体或稀释剂、崩解剂，做崩解剂在水分散粒剂wdg中使用可提高悬浮率，建议使用含量10%左右。
能保持持久效力，因为它的超高表面积具有极高吸附力，易于悬浮，有良好的亲和性及化学稳定性。
即使在雨水、冲洗和炎热条件下，仍能长期保持不变。
日用化工制品用白炭黑作填料和磨蚀剂的透明彩色及不透明牙膏，这类牙膏具有良好的柔韧性、分散性，膏体光滑、柔软、磨蚀性好，不磨蚀牙膏管体；它能使药物牙膏保持药性的稳定。
特别是与氟化物具有良好的配伍性，可避免钙盐作磨料产生难溶盐的弊端。
胶结剂用在天然橡胶或合成橡胶制成的胶粘剂中，提供了触变性和补强性，同时由于其伸展性还可以提高粘着力，质高价廉。
抗结块剂白炭黑可用在一些产品中来提高自由流动性，如草地肥料、杀真菌剂、磨轮研磨剂、洗衣漂白剂、酚醛注塑乌洛托品、酚和尿素的塑料制品、制造橡胶硫磺及抗结块混合物。
造纸填料用白炭黑做纸张填料可提高纸张抗油墨透过性能及机械强度，增加白度，减少单位重量。
能有效实现纸张轻量化、降低生产成本、提高纸张使用性能。
此外还可用在消防剂、饲料、化妆品、消光剂、颜料、油漆等许多行业。
[2]气相应用气相白炭黑是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，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。
气相白炭黑俗称纳米白炭黑”，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。
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二氧化硅的用途很广，且不同产品具有不同的用途。
用作合成橡胶的良好补强剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。
特别是制造白色、彩色及浅色橡胶制品时更为适用。
用作稠化剂或增稠剂，合成油类、绝缘漆的调合剂，油漆的退光剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光屏涂覆时荧光粉的沉淀剂，彩印胶板填充剂，铸造的脱模剂。
加入树脂内，可提高树脂防潮和绝缘性能。
填充在塑料制品内，可增加抗滑性和防油性。
填充在硅树脂中，可制成耐200℃以上的塑料。
在造纸工业中用作填充剂和纸的表面配料。
沉淀白炭黑是橡胶补强广泛使用的材料，一般说来，由于沉淀白炭黑（超细的、表面处理的例外）补强效果还不及炭黑好，故属半补强填充材料。
因此要根据使用场合决定代替炭黑的百分数。
沉淀白炭黑用于橡胶制品有汽车、翻斗车、卡车、拖拉机、叉车、自行车等的内外胎，工业用皮带、胶管、衬垫、胶板、粮食加工用脱谷胶辊，以及胶鞋等各种橡胶工业制品中都或多或少地要用到白炭黑。
在普通轮胎内添加一定量的白炭黑能提高轮胎的使用寿命。
据原西德一家公司轮胎配方研究试验结果表明，若能增配10～20份白炭黑就可以改善胶接性和抗撕裂性，使轮胎行驶里程提高，同时还能增强轮胎对路面的抓着力，以利于安全行车。
我国轮胎行驶里程低于国际水平，不使用白炭黑是原因之一。
此外，由于炭黑发热量大，国外用于高速公路的汽车轮胎也趋向于添加白炭黑。
目前国内外市场对自行车车胎的要求也日益多样化，如轮胎胎边彩色化及闪光圈等花式新品种，都是用白炭黑代替炭黑生产的。
在胶鞋的生产中，人们对胶鞋、雨靴、运动鞋、旅游鞋、健身鞋、芭蕾鞋等，不但要求牢度，而且要求色调美观、舒适轻便。
白炭黑既具有良好的补强性、耐磨性、防滑性和鞋面粘着性，又是一种良好的浅色补强材料，因此在胶鞋的发展中为提供鞋的质量和款式起着重要作用。
白炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、环氧树脂等塑料中都可作为填充材料，可以提高塑料的弹性强度和耐磨性，以及硬度的热稳定性能。
用于电缆还可以提高电缆的电绝缘性，如甲基乙烯基硅橡胶高压线就要用气相白炭黑或高质量的沉淀白炭黑。
在两层塑料薄膜之间往往不易分开，装袋时袋口很难打
开，则白炭黑就是很顶用的开口剂。
当聚氯乙烯作家庭地板材料时，如若加入了一定的白炭黑，则可改进产品硬度、弹性、热变性等性能。
白炭黑做纸张的上胶剂，可提高纸张的白度和不透明度，改进印刷性、耐油性、耐磨性、手感性和光泽性。
用于晒图纸，可使纸表面质量好、油墨稳定、背面无裂隙；用于叠氮纸中，可生产出优质兰图纸；用于铜板纸中可代替钛白；特别是用于新闻纸，加入1～2%的白炭黑，可使纸的重量减轻10%，不仅纸薄，而且能提高强度，除能防止油墨渗透，使印刷文字清晰外，还可增加不透明度。
白炭黑具有触变性能，在涂料中添加少量白炭黑，能使涂层消除液滴沉降现象。
在不饱和聚酯涂料中，只要添加0.5～2%浓度的白炭黑，就能使这种涂料在垂直表面上每次涂500g/m2也不会发生液滴和皱折。
在颜料中添加白炭黑，不仅能防止颜料的沉淀，且能提高对颜料、染料的吸附性，改进分散性。
当用作乳化涂料的填料时，可提高热稳定性。
为了满足涂料和油墨消光剂对白炭黑的要求，国外研制和生产了消光剂专用品。
当硝基清漆以及类似涂料含有沉淀白炭黑消光剂，可改进油漆非沉淀性能，并能使涂料易分散，仅有少量的增稠影响，悬浮性好，有极好的消光特性，高透明度和好的耐磨性能。
在印刷油墨中加入
0.5%的白炭黑，印刷效果好，可消除未分散油墨渗透的影响，改进印刷材料的耐洗性，增加颜色的光泽度。
白炭黑的用途
此外，白炭黑在农药、医药、粘合剂、牙膏及日常化妆品中也有各种不同程度的使用和发挥着各种有益的功能。
橡胶行业哪些地方用炭黑，哪些地方用白炭黑
炭黑作为橡胶增强剂，应用范围很广，所有的黑色橡胶制品都用到炭黑。
1912年人们发现炭黑对橡胶具有补强作用,从此炭黑逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。
目前世界橡胶工业原材料耗用量排在第一位的是生胶,第二位的是炭黑;换言之,炭黑已成为消费量最大的橡胶配合剂。
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。
白炭黑分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑,广泛应用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋、电线电缆等橡胶制品中.白炭黑与硅烷偶联剂并用于轮胎胎面胶中,在降低轮胎滚动阻力的同时可改善轮胎的耐磨性和抗湿滑性.使用白炭黑的胶料拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等均有提高,在透明和彩色橡胶制品中更有其优势.随着人们环境意识的增强、轮胎工业的发展及白炭黑品质的不断提高,其应用范围还将进一步扩大.
白炭黑自1948年开始生产并作为填料应用于橡胶工业，到20世纪80年代全世界沉淀法白炭黑约有67%用于橡胶工业，其中45%用于鞋类，16%用于轮胎，6%用于其他橡胶制品。
从1991年法国米其林公司宣布大力开展“绿色轮胎”的研究开始，欧洲、美国和日本等地的各大轮胎公司相继加快了研制步伐。
“绿色轮胎”已成为21世纪轮胎工业发展的主流，白炭黑可以高比例配用或全部替代炭黑做补强剂生产“绿色轮胎”。
1999年欧洲在轿车原，配胎胎面中使用白炭黑已是标准做法，轿车原配胎胎面中白炭黑的用量已达到10万t。
受燃油税的压力影响，为了降低耗油量，汽车制造商积极开发低滚动阻力和低耗油量的“绿色轮胎”。
非黑色橡胶制品有胶鞋、球类、玩具等等，太多了。