碳黑(carbon black),又名炭黑,是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末,表面积非常大,范围从10~3000m2/g,是含碳物质(煤、天燃气、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。粒径分布宽的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能赋予聚合物导电性,并用统计方法解释这个现象。比重1.8-2.1。由天燃气制成的称“气黑”,由油类制成的称“灯黑”,由风煤制成的称“风煤黑”。此外还有“槽黑”、“炉黑”。
碳黑(carbon black),又名炭黑,是一种无定形碳。据记载,中国是世界上较早生产炭黑的***之一。高结构炭黑颗粒细,网状链堆积紧密,比表面积大,单位质量颗粒多,有利于在聚合物中形成链式导电结构。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”的黑灰就是较早的炭黑。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。
炭黑填充量越大,处于分散状态的炭黑粒子或炭黑粒子集合体的密度也越大,粒子间的平均距离越小,相互接触的几率越高,炭黑粒子或炭黑粒子集合体形成的导电通路也越多。色素碳黑颗粒能够对光线产生吸收、反射、折射和透射作用,因此能够呈现一定颜色。不同极性的高聚物与炭黑组成共混体系的极性越大,炭黑临界体积分数就越大,意味着体系的导电性下降,因为炭黑表面含有很强的极性基团,基体极性大,作用增强,这时强度增加,却妨碍导电粒子自身的凝集,以致导电性差。
对建筑涂料而言,在炭黑细度方面,通过良好的研磨将炭黑颜料附聚体颗粒粒径控制在30um以下,即可满足实际使用要求,可实现对涂料性能的控制,如颜色、粘度、色调、光泽等。理论上,颜料颗粒的粒径越小,着色力越高。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。纳米尺度范围内的色浆在着色力方面占有一定的优势。但在实际生产和应用过程中,色浆也未必是粒径越小越好。从微观角度讲,颜料粒子的粒径越小,表面能就越高,越不稳定,颜料粒子更容易发生二次聚集和絮凝。若要制造稳定的纳米炭黑色浆,必定采用高品质的分散稳定助剂,并且延长机械研磨时间,相应的成本就会提高。
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