今天给各位分享生产轮胎炭黑怎么生产的知识,其中也会对轮胎燃烧生产炭黑进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
本文目录:
怎么制作炭黑
炭黑的生产颜料炭黑是石油产品和沥青煤焦油产品。它在低于大气压及空气不足条件下无法生产出来,而是通过烃类在高温下不完全燃烧或热解而成。
灯黑生产工艺:历史上最早的炭黑生产法是灯黑生产工艺,在该工艺过程中,原料在直径大至1.5m的平坦的燃烧铁盘上燃烧,含有炭黑的燃烧气体由内铺有砖块的排气罩收集,然后通过弯管(弯折1/4)和通火管到达沉积的装置。
为了控制所产炭黑的特性,应当保证在燃烧盘和排气罩之间的间隙附近,原料主要作不完全燃烧。而在稍进管道里面,燃烧在氧气不足下发生热烈解,因而形成较大的炭黑颗粒,由于这些原因,组成较宽范围的粒径分布,主要特征为颗粒粗大。
由于在燃烧盘和排气罩间隙间形成的颗粒只有小部分能与空气中的氧份接触,因此这些炭黑只有少量的表面氧化物,相应的PH值呈中性,并且挥发份极少。
扩展资料:
用途
炭黑主要作为橡胶增强剂使用,用于汽车轮胎的制造、塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。
色素用炭黑—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,最后一个字母表示生产方法。
橡胶用炭黑—橡胶用炭黑原来是按粒径大小来分类的,但后来改为按氮表面积分类。
此外,命名时把炭黑颜料的硫化速度和结构等因素也考虑进去了,由4个系统构成。第一个英文字母代表胶料的硫化速度,以N代表正常硫化速度,S代表缓慢硫化速度。
后面3个为阿拉伯数字。第一个数字代表炭黑氮表面积范围,共列为0~9个等级。第二和第三个数字则由美国材料试验协会负责炭黑和术语的D24.41委员会指定的,反映不同的结构程度,也就是炭黑大概的高低结构确定的,有一定的任意性。相对而言,数字越大,结构越高。
参考资料来源:百度百科-碳黑
谁知道炭黑的工艺流程怎么弄?
炭黑:carbon black
一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末,比表面积非常大,范围从10-3000m2/g(国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试),是有机物(天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。比重1.8-2.1 由天然气制成的称“气黑”,由油类制成的称“灯黑”,由乙炔制成的称“乙炔黑”。此外还有“槽黑”“炉黑”。按炭黑性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。可作黑色染料,用于制造中国墨、油墨、油漆等,也用于做橡胶的补强剂。
CAS No.: 1333-86-4
色素炭黑特性与应用关系·
一、黑度与粒径
黑度直接与炭黑的粒径相关,粒径越小,比表面积愈大,炭黑的黑度越高。这是因为尽管原生粒子已熔合成原生聚集体,但是其比表仍能起作用,原生粒子细,则凝聚体的比表面积越大。所显现的颜色更黑,防紫外线作用更佳。由于细粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高,所以着色力更强。但是当粒径减小时,由于蓝光被优先吸收,为此色调变成棕相。
细微原生粒子赋予炭黑更大的比表面积,同时增加分散难度,一般通过表面处理可调整润湿性和改善分散性。
炭黑粒径比表面积和性能关系(比表面积由国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试)
性能 高比表面积小粒径 低比砻婊?大粒径 性能 高比表面积小粒径 低比表面积大粒径
主色黑度 更深 更浅 着色性 更高 更低
粘度 更高 更低 导电性 更高 更低
紫外光吸收 更好 更差 分散 更难 更易
润湿 更慢 更快 成本 更高 更低
二、结构
炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在,而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合。在凝聚过程中,由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑。而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑,则称为低结构炭黑。见下图:
高结构 低结构
炭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
三、表面化学性
炭黑的生产方法不同其表面化学性能各异。炭黑表面具有不同的含氧官能团(如羧基、内脂基、酚基、羰基等)。一般含氧官能团高的炭黑,挥发份高,其色调可调性能好,其流动度也较高。炭黑样品加热至825±25oC后以百份重量损失表示炭黑挥发份。炭黑含氧基因越多,挥发份也越大。
四、吸湿性和密度
炭黑是一种表面积大的物质,因此有一定的吸湿性。中炭黑的吸湿量主要由表面积大小来决定。可加强措施,尤其在包装、贮存和运输的过程采取办法以减少产品的吸湿性。因为水分(吸湿量)过高会对加工过程带来麻烦,所以要求对某些品种炭黑有特殊包装。
粉状的色素炭黑还是粒状的色素炭黑用于给定的塑料掺混物取决于分散的类型和树脂的特性,但加工能力也是很重要的因素,目前多数分散设备都能发挥剪切力,足以将粒状分散均匀。
·炭黑在塑料行业中的应用·
在选择之前,必须确定其用途,例如用于着色、防紫外光、或导电等等。
一、着色用炭黑
色素炭黑一般都能较好的给塑料着色,可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑,着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。用极细的色素炭黑可以完成黑度要求特别高的着色; PE垃圾袋,塑料袋,电缆材料之类产品只需中等水平黑度,可以用比表面积较低,结构较高的炭黑品种;塑料调色时,炭黑称量和配料时出现的微小误差,均会导致明显的色差,因此,宜采用粒径较大,着色力较差的低色素炭黑,这样炭黑用量可以稍大,称量误差相对小些,并有分散性较好、价格较低的优点。
对于灰色塑料,采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色,而采用粗粒子色素炭黑可产生蓝相灰色。
与其它有机颜料相比,炭黑除分散较困难外,其他性能均较好。科学的炭黑配合量,可提供较好的抗静电或导电性。
炭黑基本上是无毒的,但较易飞扬和污染,故常以色母粒形式供塑料行业使用,在消除污染的同时也改善了炭黑在塑料中的分散。
炭黑作为塑料用颜料,常用的剂型有粉状和粒状。粒状炭黑飞扬较少,但分散较难,故在塑料着色中采用粉状炭黑。
二、紫外线防护性的应用
炭黑在塑料工业中用途之一是防紫外光老化,由于炭黑有较高的吸光性,因而能有效的防止塑料受阳光照射而产生光氧化降解。炭黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有:把光能转化为热能;保护塑料表面而免遭一定波长的射线照射;截取原子团而产生防老化作用,从而阻止催化降解。紫外线对聚烯烃特别有害,试验证明当一定细度的炭黑的浓度为百分之二时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。
炭黑对塑料的紫外线老化的防护作用,取决于炭黑的粒径、结构和表面化学性。
炭黑的粒径较小时,因表面积增大,其吸收光或遮光能力增加,故紫外线防护作用增强,但粒径小于20nm,其防护作用趋于同一水平,原因是当粒径过小时,逆向散射减小,而继续向前的光会威胁聚合物的稳定性。
结构较低,即聚集体尺寸较小时,因聚集体几何体积较小,会增强对聚合物的防护作用,这也是结构较低的炭黑较黑的原因。
炭黑表面含氧基团较多,即挥发份较高时,能消除聚合物分解时产生的基因,因此防护作用也增强。
回答者:匿名 9-27 20:53
色素炭黑特性与应用关系·
一、黑度与粒径
黑度直接与炭黑的粒径相关,粒径越小,比表面积愈大,炭黑的黑度越高。这是因为尽管原生粒子已熔合成原生聚集体,但是其比表仍能起作用,原生粒子细,则凝聚体的比表面积越大。所显现的颜色更黑,防紫外线作用更佳。由于细粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高,所以着色力更强。但是当粒径减小时,由于蓝光被优先吸收,为此色调变成棕相。
细微原生粒子赋予炭黑更大的比表面积,同时增加分散难度,一般通过表面处理可调整润湿性和改善分散性。
炭黑粒径比表面积和性能关系(比表面积由国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试),
性能 高比表面积小粒径 低比表面积 大粒径 性能 高比表面积小粒径 低比表面积大粒径
主色黑度 更深 更浅 着色性 更高 更低
粘度 更高 更低 导电性 更高 更低
紫外光吸收 更好 更差 分散 更难 更易
润湿 更慢 更快 成本 更高 更低
二、结构
炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在,而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合。在凝聚过程中,由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑。而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑,则称为低结构炭黑。见下图:
高结构 低结构
炭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
三、表面化学性
炭黑的生产方法不同其表面化学性能各异。炭黑表面具有不同的含氧官能团(如羧基、内脂基、酚基、羰基等)。一般含氧官能团高的炭黑,挥发份高,其色调可调性能好,其流动度也较高。炭黑样品加热至825±25oC后以百份重量损失表示炭黑挥发份。炭黑含氧基因越多,挥发份也越大。
四、吸湿性和密度
炭黑是一种表面积大的物质,比表面积可达到100m2/g以上,最大达到3000m2/g以上(比表面积由国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试),因此有一定的吸湿性。中炭黑的吸湿量主要由表面积大小来决定。可加强措施,尤其在包装、贮存和运输的过程采取办法以减少产品的吸湿性。因为水分(吸湿量)过高会对加工过程带来麻烦,所以要求对某些品种炭黑有特殊包装。
粉状的色素炭黑还是粒状的色素炭黑用于给定的塑料掺混物取决于分散的类型和树脂的特性,但加工能力也是很重要的因素,目前多数分散设备都能发挥剪切力,足以将粒状分散均匀。
·炭黑在塑料行业中的应用·
在选择之前,必须确定其用途,例如用于着色、防紫外光、或导电等等。
一、着色用炭黑
色素炭黑一般都能较好的给塑料着色,可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑,着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。用极细的色素炭黑可以完成黑度要求特别高的着色; PE垃圾袋,塑料袋,电缆材料之类产品只需中等水平黑度,可以用比表面积较低,结构较高的炭黑品种;塑料调色时,炭黑称量和配料时出现的微小误差,均会导致明显的色差,因此,宜采用粒径较大,着色力较差的低色素炭黑,这样炭黑用量可以稍大,称量误差相对小些,并有分散性较好、价格较低的优点。
对于灰色塑料,采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色,而采用粗粒子色素炭黑可产生蓝相灰色。
与其它有机颜料相比,炭黑除分散较困难外,其他性能均较好。科学的炭黑配合量,可提供较好的抗静电或导电性。
炭黑基本上是无毒的,但较易飞扬和污染,故常以色母粒形式供塑料行业使用,在消除污染的同时也改善了炭黑在塑料中的分散。
炭黑作为塑料用颜料,常用的剂型有粉状和粒状。粒状炭黑飞扬较少,但分散较难,故在塑料着色中采用粉状炭黑。
碳黑是怎么生产出来的
据记载,中国是世界上最早生产炭黑的国家之一。在古时候,人们焚烧动植物油、松树枝,收集火烟凝成的黑灰,用来调制墨和黑色颜料。这种被称之为“炱”的黑灰就是最早的炭黑。 1821 年人们在北美地区首次用天然气为原料生产炭黑,从此炭黑不再是“炱”那么简单,它是“气态或液态的碳氢化合物在空气不足的条件下进行不完全燃烧或热裂分解所生成的无定形碳,为疏松、质轻而极细的黑色粉末”。大片油气田相继开采,源源不断的原料供应推动炭黑生产由手工操作迈入了大规模工业化时代。 1912 年人们发现炭黑对橡胶具有补强作用,从此炭黑逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料。目前世界橡胶工业原材料耗用量排在第一位的是生胶,第二位的是炭黑;换言之,炭黑已成为消费量最大的橡胶配合剂。炭黑的耗用量一般占橡胶耗用量的40%~50% ,也就是说,在橡胶配方中,通常每使用2 份橡胶就会搭配使用1 份炭黑。
炭黑的生产工艺
生产颜料炭黑的原料是石油产品和沥青煤焦油产品。通过烃类在高温下不完全燃烧或热解而成。 1)灯黑生产工艺 历史上最早的炭黑生产法是灯黑生产工艺,在该工艺过程中,原料在直径大至1.5m的平坦的燃烧铁盘上燃烧,含有炭黑的燃烧气体由内铺有砖块的排气罩收集,然后通过弯管(弯折1/4)和通火管到达沉积的装置。为了控制所产炭黑的特性,应当保证在燃烧盘和排气罩之间的间隙附近,原料主要作不完全燃烧。而在稍进管道里面,燃烧在氧气不足下发生热烈解,因而形成较大的炭黑颗粒,由于这些原因,组成较宽范围的粒径分布,主要特征为颗粒粗大。由于在燃烧盘和排气罩间隙间形成的颗粒只有小部分能与空气中的氧份接触,因此这些炭黑只有少量的表面氧化物,相应的PH值呈中性,并且挥发份极少。 2) 气黑的生产工艺 气黑此名称源于其生产过程:原料烃加热时先气化,然后由可自燃的气体(供以能量)作为载体带到燃烧器内,炭黑在这些蝙蝠形的燃烧器所发出的大量扇形的火焰中生成。由于每束火焰都较小且在空气中燃烧,炭黑的形成,与灯黑生产工艺很不同(不完全燃烧)。在此炭黑颗粒很细,根据不同种类,平均粒径在10~30nm之间,气黑平均粒径为13nm。燃烧的火焰上,是一个缓慢旋转的充水转鼓,炭黑在转鼓上沉积,在经刮到把炭黑刮走,当温度仍高时,新生成炭黑与空气中的氧接触,于是发生部分氧化,形成了大量的酸性基团,相应气黑PH值介于酸性范围。并可得到约6%的挥发份,代表其表面氧化物含量。 3) 槽黑的生产工艺 这种生产工艺以天然气作原料,槽黑的工艺与气黑生产工艺的气体燃烧过程相似,天然气燃烧,发出许多扇形火焰,得到的产品与气黑类似,而不同的是这里采用了平坦的水冷U形槽作为炭黑的沉积槽。由于生态和经济原因,许多年前就停止了这种方法的使用。而气黑的生产不会对生态环境造成影响,而此气法炭黑工艺仍在运用。 4) 炉黑生产工艺 气黑是在开放大气中生产的,但炉黑生产工艺则是在缺氧条件下的密闭炉中进行的。使用的不是许多束小火,而是一团大火焰,以油类作原料,并加入可燃气体使之达到炉内所需温度。而改变炉黑生产工艺条件,可得到所需要之颜料黑。比如:不同条件下,炭黑可达到广阔的平均粒径范围,从80nm到小至15nmj,更直到细小至气黑那样小的颗粒。但对于同一粒径,气黑和炉黑还是有区别的,主要是表面化学不同。炉黑产品较为粗糙,平均粒径为40nm。此外,当采用炉黑生产工艺时,可加入少量的碱性化合物或其它添加剂以改变聚集体的聚集度和类型,由此可得到高结构或低结构的炭黑。 由于炉黑是在几乎低于大气压及空气不足条件下生产出来的。所以它们大部分缺乏酸性表面氧化物,然而却发现了其面所提到的呈碱性反应的吡喃酮结构。关于炉黑的碱性PH值,是因为在终止炭黑生成时喷射淬化冷水中加入碱土,以及为降低结构而添加的碱性盐。另外,如果此炉黑不再进行氧化后处理,则其挥发份含量较低。
白炭黑生产的工艺流程是什么?
主要以非金属矿及其延伸物为硅源,采用沉淀法制备白炭黑。其技术关键是将结晶的二氧化硅和硅酸盐转变成非晶态二氧化硅。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄榄石、蛇蚊石、高岭土、硬质高岭土、煤矸石、粉煤灰等。
1、以高岭土或硬质高岭土为原料
先将高岭土或硬质高岭土粉碎至50~60目,然后在500~600℃高温下焙烧2小时,再将焙烧土与浓度30%的工业盐酸按1:2.5(重量)配料,在90℃左右酸浸7小时,经中和、过滤、洗涤、干燥得到白炭黑,产品质量符合GB10507-89标准;同时得到高效净水剂聚合氯化铝。
2、以煤矸石或粉煤灰为原料
先将煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目,然后分两步:
生产硅酸钠:将粉碎的煤矸石或粉煤灰与纯碱按重量比1:50混合均匀,经高温冶融(1400~1500℃,1小时)、水萃浸溶(100℃以上,4~5小时)、过滤去杂质、浓缩滤液到45~46波美度即得到硅酸钠。
生产白炭黑:先将硅酸钠配成水玻璃溶液(模数为2.4~3.6,二氧化硅含量为4~10%),然后在5~20%的硫酸中酸浸(28~32℃,8~16小时),再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到白炭黑。该白炭黑为活性,纯度高。
用途
由于白炭黑产品的一系列优越性,使它能够广泛应用于许多领域。
白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强,满足白色或半透明产品的需要。白炭黑同时具有超强的粘附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,所以在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑,以获得高质量的橡胶制品,如越野轮胎、工程轮胎、子午胎等。
在农业化学制品中,如农药、高效喷施肥料等,使用白炭黑作载体或稀释剂、崩解剂,做崩解剂在水分散粒剂WDG中使用可提高悬浮率,建议使用含量10%左右。能保持持久效力,因为它的超高表面积具有极高吸附力,易于悬浮,有良好的亲和性及化学稳定性。即使在雨水、冲洗和炎热条件下,仍能长期保持不变。
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