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回收色素碳黑,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。
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%
高色素炭黑,用于涂料及塑料,具有良好的黑度,分散性好。中色素炭黑用于涂料、塑料、兰相、着色力好;用于油墨、涂料、具有的分散性,光泽好;用于涂料、塑料具有良好的着色力和兰相、低吸油性。低色素炭黑、导电性好,用于塑料、电缆护套等抗静电产品;具有良好的分散性,流动性好,中等黑度和着色力,广泛用于位油墨涂料色母之中。 上述碳黑的典型特征具有良好的分散性,色相稳定,高纯度,良好的流动性和高着色力;可以被广泛地应用于塑胶,涂料,油墨,化纤,皮革以及碳粉等行业中,油墨用碳黑还可根据用户需求进行工艺调整。
回收色素碳黑,高色素碳黑的结构即炭黑聚集体的形态,一般链枝越多越密其结构越高,反之则结构越低,炭黑结构对性能的影响,见下表:炭黑结构对性能的影响 性能 高结构 低结构 性能 高结构 低结构
分散 更易 更难 导电性 更高 更低
润湿 更慢 更快 粘度 更高 更低
主色黑度 更低 更高 填充量 更低 更高
光泽 更低 更高 着色力 更低 更高