气相法白炭黑相关标准概述

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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。目前我国仅有沈阳化工股份有限公司、上海氯碱化工股份有限公司和广州吉必时科技实业有限公司三家公司生产气相法白炭黑产品。其中沈阳化工股份有限公司从60年代开始生产，目前的生产能力为1200吨/年左右，上海氯碱化工有限公司为300吨/年左右，它们所用原料均为四氯化硅。广州吉必时科技实业有限公司在国内首次实现利用有机硅副产物甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑，目前的生产能力为2000吨/年，预计2007年将达到4000吨/年，201。年将达到800。吨/年。目前国内气相法白炭黑还远远不能满足市场需求，大部分要依赖于进口，尤其是疏水型产品，国内只有广州吉必时科技实业有限公司能提供两种处理剂多个牌号的疏水型产品，除此之外其余产品几乎全部依赖于进口。因此扩大国内气相法白炭黑的生产能力已成为当务之急。

2 气相法白炭黑的标准

2.1 国际标准

气相法白炭黑工业虽然经历了六十多年的发展，国际上目前只有国际标准1s03262-20: 2000(E分:《涂料和添加剂—说明及一般方法第二十部气相二氧化硅》规定了气相法白炭黑的一般技术指标和试验方法，但对一些关键指标如比表面积则尚未规定，具体指标和试验方法见表1a

表1 IS03262一20: 2000 (E)气相二氧化硅具体指标和试验方法指标名称单位试验方法标准值

表面未处理型表面处理型比表面积my/g未规定未规定

悬浮液pH值150 787一93.6-4.53.4- 9

干操减量IS0 787一2 3 1 灼烧减量IS03262- 1 2.5 10

筛余物(45p-)IS0787-18重量法0.05 99.8

(氢氟酸)

二氧化硅含量≤0.2≥0.03

碳含量低碳分析仪法≤0.2≥0.03

A1203。含量 0.05 0.05

TiO:含量火焰原子吸收光谱法 0.03 0.03

(FAAS)

Fe2 O3,含量 0.003 0.003

氯化物含量g/mL 电位滴定法0.025 0.025

填充密度g/mLIS0787一11 未规定未规定

2. 2国内标准

在中国，最早的气相法白炭黑标准是沈阳化工股份有限公司使用的是国家军用标准GJB1966-94(见表3)。广州吉必时科技实业有限公司自2001年开始研究气相法白炭黑的相

关标准，并于2002年修改采用国际标准IS03262 - 20:

2000 (E)，制定了企业标准Q/ (GZ) GBS Ol一2002(见表4)，并增加了产品的比表面积等重要技术指标的测定内容和要求.

表3 中华人民共和国国家军用标准

(GJB 1966-94:气相二氧化硅)

表 5 气相二氧化硅国家标准

(G B /T 2 00 20 - 20 05:气相二氧化硅)

3 结语

通过行业单位的积极努力，我国第一个气相二氧化硅标准GB/T 20020一2005《气相二氧化硅》已经在2006年5月1日正式开始实施，这对规范我国气相二氧化硅市场，提高气相二氧化硅技术水平必将起到重要作用。在实践过程中，我们发现该标准还存在一些不足的地方，如氮吸附比表面积的划分方式，对某些应用领域指导性不够强，改用“指标值士浮动值”会更贴切;另外，填充密度的限定也不利于压缩性气相法白炭黑产品的推广使用。