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什么是色素炭黑?
作為色素用于涂料、油墨和塑膠的炭黑稱為色素炭黑,或者顏料炭黑。色素炭黑用到涂料、油墨、塑膠里,還有導(dǎo)電、防靜電、屏蔽紫外線、防止樹脂老化的作用,因此,人們區(qū)別用于橡膠的炭黑,把色素炭黑廣義地稱之為特種炭黑。
色素炭黑的特點(diǎn)
1.與其他顏料相比,炭黑有更好的著色力和遮蓋力。
2.與其他顏料相比,炭黑有非常優(yōu)異的耐熱性、耐化學(xué)性和耐光性。
3.由于炭黑的粒徑只有幾個納米到幾十個納米,孔隙率達(dá)90%,又是無機(jī)材料,因此普通炭黑很難穩(wěn)定地分散到有機(jī)的樹脂體系中,而經(jīng)過嚴(yán)格控制和特殊改性工藝生產(chǎn)的色素炭黑則能很好的在涂料、油墨和塑膠體系中體現(xiàn)分散性。
4.與橡膠炭黑相比,色素炭黑對黑度、著色力、表面活性、導(dǎo)電性、灰分、甲苯透光率、分散性、流動性等品質(zhì)指標(biāo)有著更多、更特殊的要求。
色素炭黑技術(shù)工藝(生產(chǎn)方法)
根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同,炭黑生產(chǎn)方法分為爐法、接觸法(主要為槽法和無槽氣法)和熱裂解法三種。勇鋒公司的炭黑產(chǎn)品就用的是最重要也是的生產(chǎn)工藝--爐法和氣法制得的。
1.爐法就是在密閉的反應(yīng)爐中,將氣態(tài)烴(一般是天然氣)或者液態(tài)烴(一般是煤焦油或蒽油)作為原料,供以適量的空氣,在反應(yīng)爐內(nèi)形成密閉的湍流系統(tǒng),在高溫下經(jīng)熱氧化而分解生成炭黑(所生成的炭黑性能可通過猝熄火焰來控制),然后冷卻并使用過濾系統(tǒng)把產(chǎn)成的炭黑從氣煙中分離出來。爐法的特點(diǎn)是原材料的選擇范圍很廣,且生產(chǎn)出的炭黑性能多種多樣。
其中使用氣態(tài)烴為主要原料的稱為氣爐法,使用液態(tài)烴為主要原料的稱為油爐法。
油爐法和其他炭黑制造方法相比,能制造性能各異的炭黑品種,且具有工藝調(diào)節(jié)手段多,單位產(chǎn)能和熱能利用率高,原料消耗和綜合能耗低以及成本低等特點(diǎn),因此已經(jīng)成為炭黑制造的主導(dǎo)方法,目前95%以上的炭黑都是采用油爐法制造的。
2.槽法是將固態(tài)烴(粗蒽)或液態(tài)烴(蒽油)經(jīng)氣化釜?dú)饣螅涂扇夹詺怏w(一般使用天然氣,也可使用焦?fàn)t煤氣或水煤氣)混合后作為原料,由環(huán)形布置的管網(wǎng)送入自然通風(fēng)的火房,在槽鋼下通過數(shù)以千計的瓷制火嘴進(jìn)行不燃燒,形成魚尾形的擴(kuò)散火焰,其還原層與緩慢往復(fù)運(yùn)動的槽鋼相接觸,使裂解生成的炭黑沉積在槽鋼表面,經(jīng)槽鋼面冷卻收集生成炭黑的工藝。這種工藝生產(chǎn)出來的色素炭黑收率較爐法偏低,但原生粒子粒徑小,在黑度和著色力方面均有更好的表現(xiàn)。
無槽混氣法是氣法生產(chǎn)炭黑時火房不設(shè)槽鋼的氣法炭黑改進(jìn)工藝,生產(chǎn)中只收集煙氣中懸浮的炭黑。無槽混氣法與槽法相比,生產(chǎn)能力較大,但由于取消了槽鋼,對火焰的控制不如槽法和滾筒法,生成炭黑的黑度比槽法或滾筒法稍低。
炭黑的粉狀和粒狀
色素炭黑有兩種物理存在形式:粉狀和粒狀。粉狀易分散但運(yùn)輸成本高,使用時易污染環(huán)境。粒狀炭黑揚(yáng)塵小、密度高、更便于運(yùn)輸,但相對于粉狀炭黑較難分散。