碳黑(carbon black),又名炭黑,是一种无定形碳。炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。在工业生产中做为不可或缺的化工原料,具有补强与着色的特性,是多数塑料、橡胶制品中的添加剂,其中在轮胎中的用量占世界总量的七成之多。炭黑的微观构造:炭黑粒子具有微晶结构,在炭黑中,碳原子的排列方式类似于石墨,组成六角形平面,通常 3~5个这样的层面组成一个微晶,由于炭黑微晶的每个石墨层面中,碳原子的排列是有序的,而相邻层面间碳原子的排列又是无序的,所以又叫准石墨晶体。
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13 nm。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。根据不同的研磨物质,有金刚砂纸和人造金刚砂纸、玻璃砂纸等多种。并可得到约6%的挥发份,代表其表面氧化物含量。
炭黑在两种体系的混合及可能出现的问题,由于色浆在乳胶漆中的使用是两种分散体系的混合,色浆中的着色物质—颜料在表面活性剂A的作用下,分散在水中。表面活性剂的性能、数量决定了颜料的分散程度、含量及稳定性。而乳胶漆中的成膜物质在表面活性剂B的作用下分散在水中,表面活性剂的性质、数量决定了乳胶漆的平均粒度、光泽及稳定性。炭黑的本质特性,使用者配方,分散设备是影响色素炭黑质量好坏的重要因素,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。若两种分散剂配伍性不好则会出现分散剂相互反应交联,造成体系不稳定,即浮色发花现象。
色素炭黑是仅仅次于TiO2的重要颜料之一,世界每年消耗橡胶用产品约五百万吨,着色和其他用途等约为二十六万吨。其它,所谓特种色素碳黑,其用途主要在'着色'或'导电'方面,而非橡胶碳黑之补强。水性碳黑是由原料油,在不完全燃烧的状态下,经过精密的燃烧控制而制成,可形成约50种不同品种,用于橡胶工业的即达成30种。烟气经急冷后送空气预热器、油预热器进一步降温,然后送入袋滤器,分离出的炭黑送到造粒机中造粒,然后在干燥机中干燥。用于着色和其他用途的品种更多,包括分散体、母料、导电复合料、浆料和漆片等。
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