白炭黑性质用途及生产方法
分散性白炭黑的性能特征和生产工艺
![分散性白炭黑的性能特征和生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/0b67679681eb6294dd88d0d233d4b14e85243eeb.png)
分散性白炭黑的性能特征和生产工艺1.高比表面积:分散性白炭黑的比表面积非常大,通常在100-1000平方米/克之间。
这使得它具有很高的表面活性,可以与其他物质充分接触,提高反应速率和效率。
2.好的分散性能:分散性白炭黑具有很好的分散性能,能够均匀地分散在溶液或基体中。
这使得它在应用中能够充分发挥其功能,并提高材料的性能。
3.良好的填充性能:分散性白炭黑具有很好的填充性能,可以填充到材料中,并增加材料的密实性和硬度。
它可以用作增强材料、填充剂和增粘剂,在橡胶、塑料、油墨、涂料等领域得到广泛应用。
4.良好的增稠性能:分散性白炭黑可以使液体变得更加稠密,从而改善液体的流变性能。
它可以用作增稠剂,在涂料、油墨、润滑油等领域起到调节粘度的作用。
5.高吸附性能:分散性白炭黑具有很强的吸附性能,可以吸附有机物、重金属离子等污染物质,起到净化和去除有害物质的作用。
它可以用作吸附剂,在环境保护和废水处理中有广泛的应用。
1.原料选择:选择适当的原料,通常为石墨或沥青等碳质材料。
这些原料经过高温处理,生成具有高比表面积的白炭黑。
2.炭化反应:将原料放入反应器中,通过高温炭化反应,使碳质材料分子发生断裂,形成碳黑颗粒。
3.表面处理:通过表面处理方法,如氧化、还原等,改变白炭黑表面的化学性质,提高其分散性能和活性。
4.分散处理:将白炭黑与分散剂或其他添加剂混合,并进行适当的机械分散处理,使其分散均匀。
5.纯化处理:对分散后的白炭黑进行纯化处理,去除杂质和残留物质,提高产品的纯度和质量。
6.干燥和包装:将纯化后的白炭黑进行干燥处理,并进行适当的包装,以保证产品的质量和稳定性。
近年来,人们对分散性白炭黑的研究越来越深入,其性能特征和应用领域不断扩大。
在未来,分散性白炭黑将在材料科学、环境保护、能源存储等领域发挥更重要的作用。
气相法白炭黑在塑料的用途
![气相法白炭黑在塑料的用途](https://img.taocdn.com/s3/m/e4ec8fe0294ac850ad02de80d4d8d15abe23003d.png)
气相法白炭黑在塑料的用途白炭黑,是一种无色、松散、细微的粉末状物质,由于颗粒非常小且表面特殊,因此有较大的比表面积,极易起到填充剂的作用。
在气相法中生产的白炭黑,具有比表面积高、细粒度、极易分散、遮盖力强、增强物理性能等一系列优异特点,因此广泛应用于塑料制品中,主要具有如下几个方面的应用:一、改善塑料性能1.提高塑料硬度与韧度:白炭黑具有填充效果,同时也能作为加强剂进一步增强材料硬度和韧度,在塑料中添加适量的白炭黑可以使材料具有更好的机械强度和耐磨性。
2.提高塑料的导电性:在一些高科技领域的塑料中,需要具备导电性质,白炭黑则可以作为传导性填充剂进一步提高材料导电性。
3.改善耐紫外线性能:在室外环境中,因为紫外线能引起材料老化变性,而炭黑可以吸收紫外线,因此很多塑料中也会加入白炭黑以增强材料的耐紫外线性能。
二、提高塑料加工性能1.增加流变性:在塑料加工过程中,为了保证良好的流动性,需要添加流变助剂,而白炭黑可以起到增加塑料流变性的作用。
2.提高热稳定性与加工温度:白炭黑作为导热剂的作用,可以部分承担材料的传热功能,从而降低材料熔融温度,增加热稳定性,适当增加的白炭黑含量也可以提高塑料的加工温度范围。
三、提高塑料外观1.美观:白炭黑增强了塑料的遮盖力,能在一定程度上遮盖其他不均匀颜色或表面缺陷。
2.艳丽:白炭黑也是一种白色染料,可以作为添加剂调配上各种色彩来适应产品外观的需求。
四、应用案例1.PP材料的改善:PP(聚丙烯)是常用的塑料之一,常用于制作牙刷、瓶盖等制品,但它很容易因高温熔化而失去形状稳定性。
在PP中加入适量的白炭黑,可以增强其热稳定性,并且提高硬度、韧度和耐磨性。
2.PVC材料的改善:PVC材料在加工过程中容易断开,在加入白炭黑后,PVC材料的流动性有所改变,让他更加容易加工;同时,白炭黑也可以提高PVC材料的性能,使得PVC材料更加硬度,环保和耐磨性都得到了提高,可以用于制作电线、管道等。
白炭黑、干酪素溶解性和生产方法
![白炭黑、干酪素溶解性和生产方法](https://img.taocdn.com/s3/m/4358901b2379168884868762caaedd3383c4b5d5.png)
白炭黑、干酪素溶解性和生产方法1. 别号:气相白炭黑;造粒白炭黑外观:白色、无定形、絮状、半透亮固体胶状纳米粒子英文名:white carbon black 熔点:1610℃分子式:SiO2·xH2O 沸点: 100℃密度:2.6g/mL (25℃) 溶解性:能溶于和,不溶于水、溶剂和酸(除外) 质量标准应用性能:用在自然橡胶或合成橡胶制成的胶黏剂中,提供了触变性和补强性,同时因为其舒展性还可以提高黏着力,质高价廉。
白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑举行补强,满足白色或半透亮产品的需要。
白炭黑同时具有超强的黏附力、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。
平安性:无毒生产办法:气相法空气和氢气分离经过加压、分别、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将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。
四氯化硅在高温下汽化(火焰温度1000~1800℃)后,与一定量的氢和氧(或空气)在1800℃左右的高温下举行气相水解,此时生成的气相颗粒极细,与气体形成气溶胶,不易捕集,故使其先在聚拢器中聚拢成较大颗粒,然后经旋风分别器收集,再送入脱酸炉,用含氮空气吹洗气相至pH值为4~6即为成品。
2. 别号:酪胶,酪朊;酪素;奶酪素;乳酪素;酪蛋白;酪朊酸英文名:casein 相对分子质量:57000~375000 外观:无臭、无味、白色或淡黄色的无定形粉末溶解性:微溶于水,溶于碱液及酸液中密度:1.25~1.31g/mL(25℃) 质量标准应用性能:主要用于食品添加剂、酪素胶、化妆品、皮革化工、油漆、塑料、铝箔、平安火柴、颜料、铜版纸、夹板工业、上光工业、福林法测蛋白酶活时需用2%的酪蛋白溶液。
平安性:避开与皮肤和眼睛接触生产办法:新奇牛奶脱脂,加酸(、、盐酸或硫酸),将pH调至4.6,使干酪素微胶粒失去电荷而凝固沉淀。
【精品文章】气相法白炭黑生产方法及应用概述
![【精品文章】气相法白炭黑生产方法及应用概述](https://img.taocdn.com/s3/m/b9e0784d0b1c59eef8c7b4f9.png)
气相法白炭黑生产方法及应用概述
气相法白炭黑(俗称纳米白炭黑)是人工合成物无定形白色流动性粉末,是一种松散、无定形、无毒、无味、无嗅,无污染的非金属氧化物纳米材料。
其原生粒径介于7~80nm之间,比表面积一般大于100㎡/g,是极其重要的纳米级无机原材料之一。
由于其纳米效应,在材料中表现出卓越的补强、增稠、触变、绝缘、消光、防流挂等性质,因而广泛的应用于橡胶、塑料、涂料、胶粘剂、密封胶等高分子工业领域。
作为液体的触变剂和增稠剂,防沉淀、防流挂;改善颜料填料在液体体系中悬浮性和分散性;用作分散和研磨助剂;提高涂层耐腐蚀性;提高粉末流动性、贮存稳定性;改善粉末带电量及电荷稳定性;提高抗水性;提高漆膜抗刮伤性;提高颜色鲜艳性;固定特殊效果;提高漆膜物理机械性能;提高漆膜附着力和柔韧性;改善橡胶、弹性体粘弹性能,补强;消泡剂中的消泡作用;提高涂层表面硬度、抗刮擦;薄膜及弹性体中防止粘连;作为吸附剂和载体;用于喷墨打印涂层;作为齿科材料的高级填充物;作为催化剂载体,显著的热绝缘性,用于低温和高温绝缘。
一、气相法白炭黑生产方法简介
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。
白炭黑生产工艺及应用
![白炭黑生产工艺及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/2a8e68d276a20029bd642d0a.png)
白炭黑生产工艺及应用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,高纯度者SiO2含量达99.8%,质轻,原始粒径<0.0003mm,比重 2.319~2.653,熔点1750℃。
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。
1 气相法1.1 气相法白炭黑的生产气相法白炭黑是硅的氯化物四氯化硅或三氯一甲基硅烷在空气和氢气混合气流中经高温水解生成的一种无定型粉末,往往是球形颗粒,表面带有羟基和吸附水,粒径在7~40nm之间,比表面积大,化学纯度高,SiO2>99.8%。
气相法白炭黑根据是否进行过表面处理可分为亲水型和疏水型,根据比表面的大小又可分为不同的型号。
国内气相法白炭黑市场几乎被国外的几个大公司如德固萨、卡博特、瓦克所垄断,我国仅有几套小规模装置。
如广州吉必时科技实业有限公司在吸收消化国外先进技术的基础上,进行大胆的技术创新,率先在国内建成了一条利用有机硅副产物生产气相法白炭黑的生产线,单机年产量达到500t,目前有4个型号的亲水型产品;吉林化工研究院用有机硅单体副产品生产气相法白炭黑等。
国外气相法白炭黑单套装置能力都在年产4000t以上,美国卡博特公司单套装置规模最大可达年产9000t。
国外气相法白炭黑品种全、牌号多。
美国卡博特公司非处理型气相法白炭黑共有十多个品种(包括3个压缩品种),处理型白炭黑主要有TS- 720,TS-610,TS-530。
与之相比,我国亲水型白炭黑系列牌号少,改性白炭黑系列刚刚起步发展,气相法白炭黑单套装置能力和品种牌号与世界先进水平相比有差距。
但我国已攻克世界级化工课题——纳米白炭黑技术,打破了德、美、日等少数发达国家在这一领域的垄断地位。
华东理工大学的超细材料制备与应用重点实验室与上海氯碱股份公司共同承担完成的“纳米二氧化硅气相燃烧制备技术与设备研制”的成功开发和推广将形成10亿元的产值,有效地推动我国有机硅等行业的发展。
白炭黑生产工艺
![白炭黑生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/bedf03ab846a561252d380eb6294dd88d1d23d6a.png)
白炭黑生产工艺白炭黑是一种无机颜料,其化学名为二氧化硅,化学式为SiO2。
白炭黑具有极高的白度和亮度,透明度高,具有良好的覆盖性和增艳性,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨、造纸等工业领域。
下面将介绍白炭黑的生产工艺。
白炭黑的生产主要通过气相法和湿法两种工艺进行。
气相法主要是通过煅烧硅酸盐原料,在高温下进行氧化还原反应,制得白炭黑。
湿法生产主要通过硅酸盐溶液经过酸化、沉淀、离心、过滤等工序制得白炭黑。
气相法生产白炭黑的工艺较为复杂,具体分为下列几个步骤:首先是原料的准备,将硅酸盐原料和还原剂排列在炉子内部双层管道系统上方。
然后,通过将气体或液体反应介质引入到气相法反应装置中,使原料与介质进行反应。
第二步是反应过程,反应装置的温度一般在600℃~1500℃之间,通过高温条件使硅酸盐原料发生煅烧反应,生成白色的二氧化硅。
第三步是产物处理,将由反应产生的粉末产物通过气流、离心或过滤等方式进行分离和过滤,获取纯净的白炭黑产品。
湿法生产白炭黑的工艺相对简单,具体步骤如下:首先是原料的准备,将硅酸盐原料溶解在水中,得到硅酸盐溶液。
第二步是酸化过程,将硅酸盐溶液与酸进行反应,使其发生酸化反应,生成硅酸。
第三步是沉淀过程,通过搅拌或其他方式使酸化后的硅酸与一定浓度的盐酸或铝酸盐发生沉淀作用,生成白炭黑。
第四步是过滤和洗涤,将沉淀后的白炭黑产品用水进行洗涤,以去除残留的酸性物质和杂质。
第五步是产物干燥,将洗涤后的白炭黑产品通过干燥设备进行干燥,去除水分,得到干燥的白炭黑产品。
无论是气相法还是湿法,生产白炭黑都需要满足一定的生产条件和工艺要求。
例如,在气相法中需要控制合适的温度和反应时间,以及优化反应装置的结构和设计;在湿法中要保证原料浓度、酸化反应条件和沉降速度的控制。
总结起来,白炭黑的生产工艺主要包括气相法和湿法两种方法。
无论采用哪种方法,都需要经过一系列的步骤,包括原料准备、反应过程、产物处理和干燥等环节。
这些工艺要求严苛,需要合理的设备和操作条件,以确保生产出高质量的白炭黑产品。
白炭黑生产工艺路线
![白炭黑生产工艺路线](https://img.taocdn.com/s3/m/f864799351e2524de518964bcf84b9d528ea2c95.png)
白炭黑生产工艺路线
白炭黑是一种无机材料,常用于橡胶、塑料、油墨、涂料等行业。
以下是一种常见的白炭黑生产工艺路线:
1. 原料准备:选择适当的原料,常见的原料包括石油焦、天然气等。
原料应经过破碎、干燥等处理,确保其适合生产白炭黑的要求。
2. 炉内炭黑反应:将处理后的原料送入炭黑反应炉内。
在炉内,通过高温炉内反应,原料中的碳元素发生裂解和重排,生成炭黑。
3. 炭黑收集:炭黑生成后,通过炉内的收集系统将其收集起来。
常见的收集方式包括静电收集、过滤收集等。
4. 炭黑处理:收集到的炭黑经过处理,主要包括清洗、干燥、表面处理等环节。
这些步骤有助于提高炭黑的质量和应用性能。
5. 炭黑包装和储存:处理完毕的炭黑根据需求进行包装,并储存起来。
适当的包装和储存条件可以确保炭黑的质量和稳定性。
需要注意的是,白炭黑生产的工艺路线可能因具体工厂和生产技术的不同而有所差异。
此外,生产过程中还需要严格控制温度、压力和其他工艺参数,以确保产品的质量和安全性。
以上是一种常见的白炭黑生产工艺路线的概述,具体的细节和步骤可能因不同的生产厂家和工艺技术而有所不同。
在实际生
产中,应根据具体情况进行工艺设计和调整,以满足产品质量和市场需求。
气相法白炭黑生产工艺
![气相法白炭黑生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/d4801eafe43a580216fc700abb68a98271feac9d.png)
气相法白炭黑生产工艺气相法白炭黑生产工艺白炭黑是一种重要的工业材料,在许多行业中有着广泛的应用。
由于其独特的物理和化学性质,白炭黑可以用于制造轮胎、橡胶制品、涂料、油墨、塑料等产品。
目前,白炭黑的生产主要采用了化学法、热裂解法和气相法等多种不同的工艺。
在这些方法中,气相法是一种较为先进的生产工艺,它能够使白炭黑的生产效率大幅度提高。
一、气相法白炭黑的生产原理气相法白炭黑生产原理是以液化木材、石油和天然气等为原料,通过爆炸氧化还原反应产生高温和高压,然后将反应得到的一氧化碳和热分解出的碳黑进行快速混合,形成白炭黑的过程。
这种工艺可以分为四个阶段:预热阶段、还原阶段、氧化阶段和混合阶段。
预热阶段:将选定的原料加热到高温,并且将其转化为液态状态。
在这个过程中,一些反应会发生,这些反应会产生能够促进气相反应的物质。
还原阶段:在这个阶段,按照一定的进料速度,将经过预热处理的液态原料加入还原反应炉中。
在还原炉内,液态原料在高温条件下与空气进行反应,这个反应会将原料分解成一氧化碳和二氧化碳。
氧化阶段:在还原阶段,一氧化碳和二氧化碳会混合在一起,进入氧化炉进行氧化反应。
在氧化炉中,一氧化碳会被氧气氧化成为CO2,这个反应会放出产生高温的能量,这些能量可以用来维持炉内温度。
混合阶段:最后,在氧化炉中,CO2会与碳黑进行混合。
当CO2分子与碳黑分子相互碰撞时,会产生分解反应,并产生白炭黑。
二、气相法白炭黑的优点气相法白炭黑生产工艺具有以下优点:1. 生产效率高:在气相法白炭黑生产工艺中,所有的反应都是在高温、高压环境下进行的。
这些条件会促进反应的进行,使得生产效率大大提高。
2. 产品质量高:在工艺过程中可以严格控制原料的含量和温度等参数,能够获得更好的产品质量。
3. 生产成本低:气相法白炭黑的生产过程相对于传统的生产方法更加简单,而且能有效利用原料。
因此,生产成本相对较低。
4. 环保:气相法白炭黑生产工艺中,大量的废气会被吸收再利用,废料也可以被妥善处理,减少了对环境的污染。
白炭黑的用途及作用是什么
![白炭黑的用途及作用是什么](https://img.taocdn.com/s3/m/1eccc4c06429647d27284b73f242336c1fb93040.png)
白炭黑的用途及作用是什么白炭黑,即气相法产生的非晶无定形碳黑,在工业生产中被广泛使用。
它具有多种特性和用途,被广泛应用于化工、橡胶、油墨、涂料等领域。
本文将详细介绍白炭黑的用途及作用。
一、化学工业在化学工业中,白炭黑被用作染料和颜料的添加剂,可以调节颜色的深浅、鲜艳度和透明度。
其细粒度和高比表面积使得白炭黑能够有效地增加染料和颜料的分散性,提高着色力和遮盖力。
此外,白炭黑还可以用作催化剂的载体,在有机合成和化学反应中具有重要作用。
由于其高比表面积和活性表面官能团,白炭黑能够提供更多的反应活性位点,促进反应速率和选择性,提高化学反应的效率。
二、橡胶工业在橡胶工业中,白炭黑是一种常见的填充剂。
与传统的炭黑填料相比,白炭黑具有更小的粒径和更大的比表面积,能够提高橡胶的机械性能和加工性能。
它可以增加橡胶的硬度、强度和耐磨性,同时还能减少橡胶制品的粘度,提高流动性,便于加工成型。
此外,白炭黑还能够改善橡胶制品的物理性能,如拉伸强度、断裂伸长率和耐热性。
它能够有效地阻止橡胶老化和氧化,延长橡胶制品的使用寿命。
三、油墨工业白炭黑在油墨工业中是一种重要的填料和增粘剂。
由于其高比表面积和多孔性结构,白炭黑能够增加油墨的粘度和流动性,提高油墨的乳化稳定性和印刷质量。
同时,白炭黑还能够增加油墨的遮盖力和亮度,改善印品的色彩效果和质感。
它可以作为白色油墨的主要成分,用于印刷高要求的文字、图案和图像。
四、涂料工业在涂料工业中,白炭黑广泛应用于各类涂料中,如水性涂料、溶剂型涂料和粉末涂料等。
它可以起到增白剂、消光剂和填料的作用,使涂料具有更好的遮盖力、附着力和光泽度。
白炭黑还可以提供涂料的防腐性能和耐候性,使涂层具有更好的耐久性和抗老化性。
同时,白炭黑还具有一定的增稠效果,可以减少涂料的流动性,提高涂料的垂流性和涂覆性。
五、其他领域除了以上几个领域,白炭黑在其他许多领域也具有广泛的应用。
例如,白炭黑可以用作防腐剂和抗氧化剂,用于食品、医药、化妆品等领域,保护产品的质量和延长使用寿命。
白炭黑的生产工艺及其应用
![白炭黑的生产工艺及其应用](https://img.taocdn.com/s3/m/d70a13730812a21614791711cc7931b765ce7bea.png)
白炭黑旳生产工艺及其应用何李军工艺2023(卓越)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旳总称,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旳性能和外观上为白色旳特性,故统称为白炭黑。
不过一般讲旳白炭黑大多是指SiO2而言。
白炭黑经典旳制造措施分3类:气相法、沉淀法和离解法。
工业上旳制备措施都是这3种措施旳组合或改良。
由于生产措施不一样,其性能和用途也有所不一样。
本文就白炭黑旳不一样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 usesare 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旳二氧化硅,高纯者SiO2达99.8%,质轻,原始粒径<0.0003mm,比重2.319—2.653,熔点1750℃。
白炭黑成分及用途
![白炭黑成分及用途](https://img.taocdn.com/s3/m/2f50fd291eb91a37f1115c5d.png)
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
![白炭黑](https://img.taocdn.com/s3/m/6830498cd0d233d4b14e69ad.png)
• 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。
白炭黑生产工艺流程
![白炭黑生产工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/7c244c61e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7856d545.png)
白炭黑生产工艺流程
白炭黑是一种重要的工业原料,广泛应用于橡胶、塑料、油墨、涂料等行业。
其生产工艺流程主要包括原料制备、炭化、磨碎、分
级等环节。
下面将详细介绍白炭黑的生产工艺流程。
首先,原料制备是白炭黑生产的第一步。
通常使用的原料主要
包括天然气、石油焦、煤焦等。
这些原料经过清洗、破碎、干燥等
处理后,可以进入下一个环节的生产。
其次,炭化是白炭黑生产的关键环节。
原料经过炭化炉高温炭化,生成的气体经过冷却后形成固体的白炭黑。
在这个过程中,需
要控制炭化温度、时间和气氛,以确保产出的白炭黑质量稳定。
接着是磨碎环节。
炭化后的白炭黑需要经过粉碎设备进行研磨,以获得所需的颗粒度和表面积。
磨碎的粒度和表面积对白炭黑的性
能有着重要影响,因此需要严格控制磨碎工艺参数。
最后是分级环节。
经过磨碎的白炭黑需要进行分级,以满足不
同行业对白炭黑颗粒大小的需求。
分级设备可以将白炭黑按照粒径
大小进行分类,从而得到符合要求的产品。
总的来说,白炭黑的生产工艺流程包括原料制备、炭化、磨碎和分级等环节。
每个环节都需要严格控制工艺参数,以确保最终产品的质量稳定。
同时,在生产过程中需要关注能耗和环保等方面的问题,采取有效措施减少资源消耗和环境污染。
通过对白炭黑生产工艺流程的详细介绍,相信读者对白炭黑的生产过程有了更深入的了解。
希望本文能够为相关行业的生产工作者提供一定的参考和帮助。
白炭黑
![白炭黑](https://img.taocdn.com/s3/m/7d5ef3fd770bf78a65295484.png)
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。
白炭黑概述及其生产工艺
![白炭黑概述及其生产工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/8b1427b9f71fb7360b4c2e3f5727a5e9846a274e.png)
白炭黑概述及其生产工艺1. 白炭黑的概述白炭黑,是一种具有很高比表面积和吸附性能的细微碳黑粉末。
它的特点是颗粒细小、分散性好、表面纯净,不溶于水和有机溶剂。
与一般的炭黑相比,白炭黑具有更高的光学、电学、热学性能,因此在许多领域具有广泛的应用,如橡胶、塑料、涂料、油墨、电池等。
白炭黑的特殊性质使其在材料科学领域具有很大潜力。
其高比表面积和吸附性能使其成为催化剂和吸附剂的理想材料,能够有效地催化化学反应和吸附有害气体和溶液中的杂质。
2. 白炭黑的生产工艺白炭黑的生产工艺包括两个主要步骤:碳黑的制备和表面改性。
2.1 碳黑的制备碳黑通常通过煤炭和石油的焦化过程中的残渣进行制备。
这些残渣在高温条件下分解,生成碳黑颗粒。
通常的制备方法包括炉黑法、煤气滴炭法和烟气炭黑法等。
其中,炉黑法是最常用的制备碳黑的方法。
在这个过程中,煤炭或石油残渣被放入特殊的反应炉中,经过高温石墨化和气相裂解等一系列的化学反应,最终生成碳黑颗粒。
2.2 表面改性经过碳黑制备过程得到的原始碳黑,并不能直接用于生产白炭黑,还需要经过表面改性以提高其性能。
表面改性的方法主要有物理法和化学法两种。
物理法通常是通过物理方式改变碳黑表面的性质,如表面处理、机械处理等。
这些物理法能有效地调控碳黑的表面性质,使其更适合特定应用。
化学法是通过化学反应改变碳黑的表面化学性质。
常见的方法包括氧化、还原、硫化、磷化等。
这些化学法能够引入特定的官能团,改变碳黑的表面化学性质,从而提高其分散性、增强与其他材料的相容性等。
表面改性的目的是提高碳黑的分散性、增强其与基体材料的相容性、调控其对特定物质的吸附性能等,从而更好地满足不同领域对白炭黑的需求。
3. 白炭黑的应用领域由于白炭黑具有优异的性能,它在众多领域中得到了广泛的应用。
3.1 橡胶工业白炭黑作为增强剂,广泛应用于橡胶制品中,如轮胎、橡胶密封件、橡胶管等。
它能够增加橡胶制品的硬度和抗拉强度,并提高橡胶制品的耐磨性和耐老化性能。
白炭黑行业分类
![白炭黑行业分类](https://img.taocdn.com/s3/m/60c5fa5b53d380eb6294dd88d0d233d4b14e3fa8.png)
白炭黑行业分类白炭黑,即硅酸盐的无定形物质,其化学性质稳定,不溶于水、酸和碱,具有高度的分散性、吸湿性、补强性以及优良的绝缘性、耐热性、化学稳定性等,被广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、农药、医药、造纸、化妆品等众多领域。
白炭黑行业可根据其生产方法、应用领域以及产品性能等多个维度进行分类。
一、按生产方法分类1. 沉淀法白炭黑沉淀法白炭黑是通过硅酸盐与酸反应,生成硅酸,再经过沉淀、过滤、洗涤、干燥和粉碎等工艺制得。
此类白炭黑具有纯度高、比表面积大、分散性好等特点,是橡胶、塑料等行业的重要补强剂。
2. 气相法白炭黑气相法白炭黑是通过四氯化硅、氧气(或空气)和氢气在高温下气相水解制得。
其粒子细、比表面积大、表面能高,具有优异的补强性、增稠性和触变性,主要应用于硅橡胶、油漆涂料、油墨、复印材料、化妆品及高新技术领域。
二、按应用领域分类1. 橡胶用白炭黑橡胶用白炭黑是橡胶工业中重要的补强剂,能够显著提高橡胶制品的强度、耐磨性、抗撕裂性和耐老化性。
在轮胎制造中,白炭黑可部分或全部替代炭黑,以降低轮胎的滚动阻力,提高抗湿滑性和节能减排效果。
2. 涂料用白炭黑涂料用白炭黑作为涂料的消光剂、增稠剂和防沉剂,可显著改善涂料的悬浮稳定性、触变性、流平性和耐候性。
同时,白炭黑还能提高涂料的抗划伤性和硬度,使涂层更加光滑细腻。
3. 塑料用白炭黑塑料用白炭黑可以提高塑料制品的强度、刚性和耐热性,同时改善其加工性能和表面光泽度。
在聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯等塑料中广泛应用。
4. 化妆品用白炭黑化妆品用白炭黑具有良好的吸油性和分散性,能够作为化妆品的增稠剂、触变剂和抗结块剂使用。
同时,白炭黑还可以提高化妆品的遮瑕力和持久性,使妆容更加自然持久。
5. 其他领域用白炭黑除了上述领域外,白炭黑还广泛应用于农药、医药、造纸、油墨、复印材料等行业。
在这些领域中,白炭黑主要发挥其补强、增稠、触变等特性,提高产品的性能和品质。
三、按产品性能分类1. 普通白炭黑普通白炭黑具有较高的比表面积和吸湿性,但补强性能一般。
白炭黑生产工艺流程
![白炭黑生产工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/b8130442a7c30c22590102020740be1e650ecc03.png)
白炭黑生产工艺流程白炭黑是一种无机纳米材料,具有较大的比表面积、高吸附性能和优良的分散性,广泛应用于橡胶、油墨、塑料、涂料等行业。
白炭黑的生产工艺流程主要包括原料准备、炭黑制备、纯化、干燥和包装等环节。
首先,原料准备是白炭黑生产的第一步。
原料一般选取甲烷、乙烷、乙烯等有机物或一氧化碳、二氧化碳等无机物。
这些原料经过净化处理,如去除杂质和湿气,以保证后续制备过程的顺利进行。
第二步是炭黑制备。
在制备炭黑的过程中,原料气体首先通过一个加热炉被加热至一定温度,然后进入反应室,与高温下的催化剂反应。
反应过程中,原料气体发生裂解反应,生成炭黑颗粒。
此时,由于反应速度快、温度高,所以可以得到较小的炭黑颗粒,从而提高炭黑的比表面积。
第三步是纯化。
炭黑制备完成后,炭黑与催化剂、气体等杂质混合在一起。
纯化的目的是去除这些杂质,以保证产出的白炭黑纯度高。
主要采用的纯化方法有高温提取和酸洗等。
高温提取是将炭黑放入加热器中,用某种溶剂提取杂质,然后通过分离器将纯化后的炭黑和溶剂分离。
酸洗则是将炭黑浸泡在酸性溶液中,以去除杂质,然后用水洗净。
第四步是干燥。
经过纯化后的炭黑含有较高的湿度,需要通过干燥工艺去掉水分。
干燥过程中,需要使用热风等工艺,将炭黑暴露在热空气中,以加速水分的蒸发和挥发,使得炭黑的湿度降低到一定的标准。
最后一步是包装。
在包装过程中,首先将经过干燥的白炭黑颗粒装入袋子或容器中,然后封口以防止潮气进入。
同时,还需要对包装进行质量检测,确保白炭黑的质量符合要求。
之后,将包装好的白炭黑运输到仓库或客户处。
总而言之,白炭黑的生产工艺流程包括原料准备、炭黑制备、纯化、干燥和包装等环节。
通过这一系列工艺的组合和协调,可以得到优质的白炭黑产品。
未来随着科技的发展,白炭黑的生产工艺可能会进一步改进和优化,以提高生产效率和降低成本。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/ee0d650cbb68a98271fefafd.png)
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。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/c13e161c302b3169a45177232f60ddccdb38e67a.png)
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。
白炭黑生产工艺流程
![白炭黑生产工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/ce6688ebba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb2d5.png)
白炭黑是一种高性能的工业材料,广泛应用于橡胶、塑料、油墨、涂料等领域。
其生产工艺流程包括原料处理、炭化、氧化等步骤,下面就详细介绍一下白炭黑的生产工艺流程。
一、原料处理
白炭黑的原料主要是天然气、石油焦等碳质原料。
首先,将这些原料送入炭化炉中进行炭化。
炭化炉是一种高温炉,其温度可达到1000℃以上。
在高温下,碳质原料会发生热解反应,释放出一些气体和液体,最终形成固体炭质物质。
二、炭化
炭化是白炭黑生产的重要步骤。
在炭化过程中,碳质原料会被分解成炭黑和一些气体。
这些气体中含有一定量的烃类物质,可以通过分离和净化得到一些有用的化学品,如甲烷、乙烯等。
炭化的过程中,需要控制炭化炉内的温度、气氛等参数,以确保炭化产物的质量和产量。
同时,还需要对炭化产物进行处理,去除其中的杂质和水分,使其达到白炭黑生产的要求。
三、氧化
氧化是白炭黑生产的最后一步。
在氧化过程中,炭黑会被加热至高温,然后与氧气反应,形成白炭黑。
这个过程需要控制氧气的流量、温度等参数,以确保白炭黑的质量和产量。
同时,还需要对白炭黑进行后处理,去除其中的杂质和水分,使其达到最终产品的要求。
最终,白炭黑会被包装、运输到客户处,用于各种工业应用中。
总结
白炭黑生产的工艺流程包括原料处理、炭化、氧化等步骤。
在这个过程中,需要控制各种参数,以确保产品的质量和产量。
同时,还需要对产物进行后处理,去除其中的杂质和水分,使其达到最终产品的要求。
白炭黑是一种高性能的工业材料,其应用范围广泛,对于提高工业生产的效率和质量具有重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
白炭黑性质用途及生产方法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白炭黑气凝胶,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。
用途:白炭黑的用途很广,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。
气相白炭黑属于高补强填充材料,由于成本较高等原因,除特殊场合如硅橡胶补强用外,一般不采用。
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。
农业化学制品的制造中,如农药,高效喷施肥料等,使用白炭黑作载体或稀释剂,能保持效力持久,因为它具有高吸附力,易于悬浮,具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。
生产方法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。
2.1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。
德国迪高沙(Degussa)公司和美国卡伯特(Cabot)公司的气相法生产技术全球领先。
他们的生产装置规模大,自动化程度高,产品成本低,牌号(尤其是应用于特殊领域的功能性专用产品牌号)多,品质好,如表面积分布均匀、含水量低。
我国沈阳化工股份有限公司及上海氯碱化工股份有限公司也采用气相法生产,但在生产规模、生产技术、自动化程度及产品牌号等方面远不及国外大公司。
广州吉必盛科技实业有限公司是目前国内产量最大,牌号最全,技术最先进的气相二氧化硅供应商,是气相二氧化硅国家标准GB20020-2005负责起草单位。
(2)沉淀法沉淀法又叫硅酸钠酸化法,采用水玻璃溶液与酸反应,经沉淀、过滤、洗涤、干燥和煅烧而得到白炭黑。
反应式为:Na2SiO3 + 2H+ —>白炭黑+ 2Na+ + H20国内大部分生产企业采用沉淀法。
2.2新方法新方法主要以非金属矿及其延伸物为硅源,采用沉淀法制备白炭黑。
其技术关键是将结晶的二氧化硅和硅酸盐转变成非晶态二氧化硅。
原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄榄石、蛇蚊石、高岭土、硬质高岭土、煤矸石、粉煤灰等。
着重介绍以高岭土或硬质高岭土、煤矸石或粉煤灰为原料制备白炭黑的工艺技术。
(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,然后在500~600℃高温下焙烧2小时,再将焙烧土与浓度30%的工业盐酸按1:2.5(重量)配料,在90℃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:Al2O3?2Si02?2H20 —> Al2O3?2Si02 + 2H20酸浸:Al2O3?2Si02 + 6HCl + 9H20 —>2AlCl3?6H20 + 2SiO2(2)以煤矸石或粉煤灰为原料先将煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目,然后分两步:第一步生产硅酸钠:将粉碎的煤矸石或粉煤灰与纯碱按重量比1:50混合均匀,经高温冶融(1400~1500℃,1小时)、水萃浸溶(100℃以上,4~5小时)、过滤去杂质、浓缩滤液到45~46波美度即得到硅酸钠。
第二步生产白炭黑:先将硅酸钠配成水玻璃溶液(模数为2.4~3.6,SiO2含量为4~10%),然后在5~20%的硫酸中酸浸(28~32℃,8~16小时),再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到白炭黑。
该白炭黑为活性,纯度高。
3,产能/产量国内以沉淀法白炭黑为主,于1958年实现沉淀法白炭黑的工业化生产,但产量小,发展较慢。
1987年产量还仅有2687吨;1990年突破万吨达到1.06万吨;1994年增长至2.81万吨,比1987年增长9.4倍;1997年我国白炭黑产量达到了8万吨左右;2004年上升到近30万吨。
可见近十几年来我国白炭黑产量是突飞猛进。
国内白炭黑的生产分布比较广泛,一共有十几个省市生产,其中产量较大的是福建、山东、江苏、江西等省。
目前国内一共有几十家白炭黑生产企业,总产能在40万吨/年左右。
其中规模较大的沉淀法白炭黑生产企业有福建南平嘉联化工有限公司、上海九琛精细化工有限公司、株洲兴隆化工实业有限公司、罗地亚白炭黑(青岛)有限公司、无锡确成硅化学有限公司,滕州辛绪化工有限公司等。
气相法白炭黑方面,广州吉必盛科技实业有限公司产能达到6000吨/年,是国内最大的气相二氧化硅供应商。
由于看好白炭黑市场前景,目前国内一些企业正在建设或计划建设白炭黑项目,有改扩建,也有新建。
如上海九琛精细化工有限公司、濮阳市光璞石化公司、湖北兴发集团等。