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以天然气为主要原料,以槽钢为火焰接触面而生产炭黑,此种炭黑称为槽黑。与炉黑及热裂黑相比,其粒子较细而比表面积较大。同时,由于采用特定的生产方式,其表面受到氧化,含有较多的含氧官能团而呈酸性。这类炭黑粒子的聚结程度较低。因含有较多的含氧官能团,可延缓橡胶的硫化速度,提高聚烯烃的耐候性以及赋予油墨良好的流动性和印刷性能。 热裂法热裂法热裂法热裂法 以天然气、焦炉气或重质液态烃为原料,在无氧、无焰的情况下,经高温热解生成炭黑,称为热裂黑。它是炭黑品种中比表面积低的一类,基本上以单个球形粒子存在,不熔结或聚结成聚集体,其表面含氧量亦很少(0.1%~0.3%)。热裂黑主要有三个品种:中热裂黑、不污染的中热裂黑和细热裂黑。中热裂黑的氮吸附比表面积为6~10m2/g,细热裂黑则为10~15m2g
使用者在选择炭黑前要考虑的是:你想用炭黑来达到什么要求?着色、调色、抗紫外线还是起导电作用。重要的是一定要和炭黑的技术工程师进行沟通,共同对物料体系进行技术评价,选择比较合适的炭黑品种。通常情况是:
着色用——选择黑度高、粒径小的炭黑,但一定要炭黑经过合理的、完全的分散,否则反而会背道而驰,达不到原来要求。
配色用——选择黑度低、粒径大、易分散的炭黑。
抗紫外线用——主要用在塑料和橡塑里,选择中等粒径、结构稍高些的炭黑,它们的抗紫外线性能佳。
颜料在应用过程中都分散到符合光学性能的微粒子状态,炭黑是所有颜料中难分散的一种颜料之一,因此炭黑分散的好坏会直接影响到炭黑的黑度、色相和遮盖能力,直接影响到用户终的使用效果。
炭黑的分散过程主要受到三个因素的影响
a.炭黑的本质特性:炭黑的原始粒径、结构和表面各种基团都会对分散产生很大的影响。通常情况下炭黑的原始粒径小、结构低、挥发份低分散困难,反之则相对容易些。
b.使用者的配方:炭黑使用者的配方,基料、溶剂和树脂的性能都会非常显著地影响炭黑的终分散情况,尤其是炭黑用树脂的选择。
c.分散设备:不同的分散设备在相同条件下的分散效果是完全不同的。正确选用分散设备是使用者重视的。
色素炭黑的几个典型参数
黑度(反射率)——炭黑黑度通常以“反射率测定仪”测定的数据来表示,在大部分情况下也反映了该炭黑的原始粒径,是衡量该炭黑市场价格的重要参数之一。反射率越低,炭黑黑度越高,粒径也越小。反之亦然。
挥发份——炭黑表面携带含氧基团的数量,反映了炭黑的表面物理性能、电化学性能和应用性能,也是衡量该炭黑市场价格的重要参数之一。
结构——炭黑结构是炭黑微粒子聚集体形成的链枝程度的表征值,它表示了炭黑内部的空隙程度。通常以吸油值(DBP吸收值)表示。
高、低结构炭黑与应用性能之间地关系示意图
外观 黑色微细粉末
灰分 ≤0.3%
比表面积 200~600m2/g
pH值 2-8
加热减量 ≤4%
着色力 ≥120%
色素碳黑主要用作着色或配色。国际上,根据炭黑的着色能力,通常分为三类,即高色素炭黑、中色素炭黑和低色素炭黑。这种分类通常用三个英文字母表示,前两个字母表示炭黑的着色能力,后一个字母表示生产方法。常用的剂型有粉状和粒状。
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