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油漆用碳黑

油漆用碳黑

產品介紹:油漆用碳黑產品介紹:  碳黑,又名炭黑,是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末,表面積非常大,范圍從10~3000m2/g,是含碳物質(煤、天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經

產品詳情

油漆用碳黑產品介紹:

  碳黑,又名炭黑,是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末,表面積非常大,范圍從10~3000m2/g,是含碳物質(煤、天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經不完全燃燒或受熱分解而得的產物。比重1.8-2.1。由天然氣制成的稱“氣黑”,由油類制成的稱“燈黑”,由乙炔制成的稱“乙炔黑”。此外還有“槽黑”、“爐黑”。按炭黑性能區分有“補強炭黑”、“導電炭黑”、“耐磨炭黑”等??勺骱谏玖?,用于制造中國墨、油墨、油漆等,也用于做橡膠的補強劑。

油漆用碳黑結構:

  炭黑的結構性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來表示的。由凝聚體的尺寸、形態和每一凝聚體中的粒子數量構成的凝聚體組成的炭黑稱為高結構炭黑。常用吸油值表示結構性,吸油值越大,炭黑結構性越高,容易形成空間網絡通道,而且不易破壞。高結構炭黑顆粒細,網狀鏈堆積緊密,比表面積大,單位質量顆粒多,有利于在聚合物中形成鏈式導電結構,其中在眾多炭黑品種中以乙炔炭黑為較佳。粒徑分布寬的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能賦予聚合物導電性,并用統計方法解釋這個現象。粒徑分布寬的炭黑,少數大直徑粒子需要數目巨大,直徑更小的粒子給予補償,相同平均粒徑分布寬的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子總數。

  形成

  炭黑一般是指碳單質微粒,一般是由于有機物燃燒不充分,其中的氫元素和氧元素轉化為水,而碳元素燃燒不充分,就會脫離分子,形成炭黑。

  形態

  炭黑由碳組成,但通常被定為無機顏料類。炭黑是烴類經氣相不完全燃燒或熱裂解而成的黑色粉末狀物質。由于生產工藝的不同,通過不同的工藝條件可得到各種性質不同的產品。

  1) 炭黑的微觀構造

  炭黑粒子具有微晶結構,在炭黑中,碳原子的排列方式類似于石墨,組成六角形平面,通常 3~5個這樣的層面組成一個微晶,由于炭黑微晶的每個石墨層面中,碳原子的排列是有序的,而相鄰層面間碳原子的排列又是無序的,所以又叫準石墨晶體。

  2) 炭黑的粒徑

  顏料炭黑的粒子細度可低至5 nm,一般說來,炭黑粒子不是孤立存在的,而是多個粒子通過碳晶層互相穿插,形成鏈枝狀。不同生產工藝可得到粒徑范圍極廣的炭黑粒子,燈黑生產工藝得到的產品相對粗糙,而氣黑生產工藝可得到精細的產品。

  用爐黑生產工藝可得到幾乎所有粒徑范圍的炭黑,同一品種的炭黑,其粒子大小并不完全相同,呈現一個粒徑分布范圍。一般來說,粒子較細的品種,粒徑分布較窄。

油漆用碳黑生產工藝:

  生產顏料炭黑的原料是石油產品和瀝青煤焦油產品。通過烴類在高溫下不完全燃燒或熱解而成。

  1)燈黑生產工藝

  歷史上較早的炭黑生產法是燈黑生產工藝,在該工藝過程中,原料在直徑大至1.5 m的平坦的燃燒鐵盤上燃燒,含有炭黑的燃燒氣體由內鋪有磚塊的排氣罩收集,然后通過彎管(彎折1/4)和通火管到達沉積的裝置。為了控制所產炭黑的特性,應當保證在燃燒盤和排氣罩之間的間隙附近,原料主要作不完全燃燒。而在稍進管道里面,燃燒在氧氣不足下發生熱烈解,因而形成較大的炭黑顆粒,由于這些原因,組成較寬范圍的粒徑分布,主要特征為顆粒粗大。由于在燃燒盤和排氣罩間隙間形成的顆粒只有小部分能與空氣中的氧份接觸,因此這些炭黑只有少量的表面氧化物,相應的pH值呈中性,并且揮發份極少。

  2) 氣黑的生產工藝

  氣黑此名稱源于其生產過程:原料烴加熱時先氣化,然后由可自燃的氣體(供以能量)作為載體帶到燃燒器內,炭黑在這些蝙蝠形的燃燒器所發出的大量扇形的火焰中生成。由于每束火焰都較小且在空氣中燃燒,炭黑的形成,與燈黑生產工藝很不同(不完全燃燒)。在此炭黑顆粒很細,根據不同種類,平均粒徑在10~30nm之間,氣黑平均粒徑為13 nm。燃燒的火焰上,是一個緩慢旋轉的充水轉鼓,炭黑在轉鼓上沉積,在經刮到把炭黑刮走,當溫度仍高時,新生成炭黑與空氣中的氧接觸,于是發生部分氧化,形成了大量的酸性基團,相應氣黑pH值介于酸性范圍。并可得到約6%的揮發份,代表其表面氧化物含量。

  3) 槽黑的生產工藝

  這種生產工藝以天然氣作原料,槽黑的工藝與氣黑生產工藝的氣體燃燒過程相似,天然氣燃燒,發出許多扇形火焰,得到的產品與氣黑類似,而不同的是這里采用了平坦的水冷U形槽作為炭黑的沉積槽。由于生態和經濟原因,許多年前就停止了這種方法的使用。而氣黑的生產不會對生態環境造成影響,而此氣法炭黑工藝仍在運用。

  4) 爐黑生產工藝

  氣黑是在開放大氣中生產的,但爐黑生產工藝則是在缺氧條件下的密閉爐中進行的。使用的不是許多束小火,而是一團大火焰,以油類作原料,并加入可燃氣體使之達到爐內所需溫度。而改變爐黑生產工藝條件,可得到所需要之顏料黑。比如:不同條件下,炭黑可達到廣闊的平均粒徑范圍,從80 nm到小至15 nm,更直到細小至氣黑那樣小的顆粒。但對于同一粒徑,氣黑和爐黑還是有區別的,主要是表面化學不同。爐黑產品較為粗糙,平均粒徑為40nm。此外,當采用爐黑生產工藝時,可加入少量的堿性化合物或其它添加劑以改變聚集體的聚集度和類型,由此可得到高結構或低結構的炭黑。

  由于爐黑是在幾乎低于大氣壓及空氣不足條件下生產出來的。所以它們大部分缺乏酸性表面氧化物,然而卻發現了前面所提到的呈堿性反應的吡喃酮結構。關于爐黑的堿性pH值,是因為在終止炭黑生成時噴射淬化冷水中加入堿土,以及為降低結構而添加的堿性鹽。另外,如果此爐黑不再進行氧化后處理,則其揮發份含量較低。


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