炭黑作為顏料、填充劑及增強(qiáng)用顏料、耐候性改良劑被廣泛使用。公知的制備方法一般是沿爐軸方向或切線方向在圓筒狀炭黑制備爐的反應(yīng)區(qū)域中導(dǎo)入含氧氣體和燃料,接著,一邊將燃燒后獲得的高溫燃燒氣流連續(xù)轉(zhuǎn)移到被設(shè)置在爐軸方向的第2反應(yīng)區(qū)域,一邊在該氣流中導(dǎo)入作為原料的烴類以生成炭黑,然后在第3反應(yīng)區(qū)域使反應(yīng)氣體急冷而終止反應(yīng)的爐式制造法。
一般要求作為樹脂著色劑、印刷油墨、涂料中的著色劑使用的炭黑的黑度、分散性、光澤、著色能力均良好,另外,主要作為汽車用輪胎的增強(qiáng)劑使用時(shí),則要求炭黑的耐磨損性良好。
炭黑粒子的特征通常象連成串的團(tuán)子那樣以粒子與粒子間互相融合的狀態(tài)存在,每個(gè)球狀粒子象是團(tuán)子與團(tuán)子形成山峰和山谷的樣子,將其看作單一粒子時(shí),其粒徑與用作各種用途時(shí)的性能,例如,增強(qiáng)性和黑度等有密切關(guān)系
同。
可用于級(jí)的涂料或級(jí)的樹脂的著色。用槽法制得的產(chǎn)品幾乎占領(lǐng)了整個(gè)市場(chǎng)。利用槽法能夠制得粒徑為13~14nm、粒徑分布窄的超微粒炭黑,這樣就能夠顯現(xiàn)出非常高的黑度。特別是在級(jí)涂料或高樹脂著色劑領(lǐng)域,有黑度越高的炭黑的市場(chǎng)占有率越大的傾向。
為了利用爐法獲得小粒徑的炭黑,首先,在設(shè)置于第2反應(yīng)區(qū)域的扼流部分中的高速氣流中噴霧作為原料的烴類,利用氣體的運(yùn)動(dòng)和熱能達(dá)到使液狀供給原料霧化的效果。
將凝聚體作為粒子時(shí)的指標(biāo)除了凝聚體徑之外,還有DBP吸油量、cDBP。cDBP對(duì)黑度和分散性也有影響,cDBP越低,黑度越大,分散性越小。
一般減小凝聚體徑的方法是在原料油中添加堿金屬鹽或其溶液,或在燃燒區(qū)域或反應(yīng)區(qū)域中導(dǎo)入堿金屬鹽或其溶液。
作為表示凝聚體徑分布窄度的指標(biāo),有利用離心沉降法測(cè)得的凝聚體斯托克斯等效徑分布中的頻率斯托克斯等效徑的半幅值D1/2和頻率斯托克斯等效徑Dmod之比D1/2/Dmod,有例子表明,將該值控制在一定范圍內(nèi),可賦予混合了該炭黑的橡膠混合物以改良的性質(zhì)。
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