碳黑技术工艺（生产方法）

全球碳黑生产工艺一般为炉法、接触法（主要为槽法和无槽气法）和热解法。我们正在使用的是**重要也是**常用的生产工艺--炉法和气法。

所谓炉法就是在密闭的反应炉中，将液烃原料（一般是煤焦油）喷射到燃烧的热空气和天然气中，在高温下经热氧化而分解，所生成碳黑的性能可以通过猝熄火焰来控制。然后，使用过滤系统把产成的颜料碳黑从气烟中分离出来。炉法的特点是原材料的选择范围很广，且生产出的碳黑的性能多种多样。

而气法即无槽气法，是从槽法改进而来的生产工艺。槽法是将固态烃（粗蒽）或液态烃（蒽油）经气化釜气化后，安徽果立碳黑S470，和可燃性气体（一般使用天然气，安徽果立碳黑S470，也使用焦炉煤气或水煤气）混合后作为原料，由环形布置的管网送入火房在槽钢下的火嘴中高温燃烧并经槽钢冷却面收集生成碳黑的工艺。无槽气法即火房不设槽钢冷却面的改进工艺。这种工艺生产出来的颜料碳黑收率较炉法偏低，但原生粒子粒径小，在黑度和着色力方面均有更好的表现，安徽果立碳黑S470。 由于炭黑的表面积较大，容易吸附挥发份环境中的水分，所以炭黑在运输贮存及使用过程中要特别注意吸湿问题。安徽果立碳黑S470

结构 （吸油值）

颜料碳黑原生粒子并非以单独地分离状态存在。它们通过物理作用形成聚熔体和聚集体。炉黑的聚集程度可以通过工艺的变化来调整；而气黑的聚集程度则很难调控。碳黑原始粒子的聚集程度通常被称为“结构”。高聚集度的碳黑被称为高结构碳黑，而低聚集度的碳黑则被称为低结构碳黑。 颜料碳黑所形成的附聚体则呈现出不规则碎片状结构。

碳黑的结构可以用DBP（邻苯二甲酸二丁酯）吸收值来测量。 根据经验，低结构颜料碳黑中，每100g碳黑的DBP吸收值应不高于70ml；而高结构颜料碳黑中，每100g碳黑的DBP吸收值应不低于110ml。中结构碳黑则居于两者之间。结构对颜料碳黑应用性有实质性的影响。（吸油值的测量参照ASTM D-2414 标准或GB/T 10722-2003） 安徽果立碳黑S470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。

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。

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80 nm到小至15 nm，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，然而却发现了前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。据分析，可在炭黑表面检测如酚基、醌基、羧基等基团，这些酸性基团浓度在气黑和氧化炉黑的表面特别高。

着色力

碳黑的着色力通常是用百分数的形式来表现，可以通过使用黑度反射仪测量碳黑冲淡色浆得出的数据来衡量。根据工业标准操作，色浆为碳黑和钛白

（或其他白色颜料如氧化锌）及一定溶剂的混合物。

（着色力的测量参照 ASTM D-3849 或 GB/T7046-2003标准）

比表面积

炭黑比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和，单位为m2/g 。 比表面积与粒径一样是炭黑的基本性能之一。对表面光滑的炭黑来说，比表面积与粒径成反比，即粒径越小比表面积越大，反之亦然。所以，如把炭黑粒子假定为球形，可由粒径的数据计算比表面积。橡胶用炭黑粒子表面一般是比较光滑的，无孔的。粒子较细的中超耐磨炭黑表面带有少量微孔。色素炭黑由于生成条件或经后处理，表面有一定程度氧化，粒子表面积大于相同粒径的橡胶用炭黑。

炭黑的比表面积分为外比表面积（或称光滑比表面积），内比表面积（或称孔隙内比表面积）和总比表面积。总比表面积等于外比表面积和内比表面积的总和。比表面积的测定方法很多，常用的有氮吸附法（BET法）,吸碘值法，CTAB法（大分子吸附

法），t值法以及电子显微镜法等。 在使用粉状炭黑时，会出现分散及令人头疼的灰尘问题，因此，可使用母粒或浆状物。安徽果立碳黑S470

炭黑的生产工艺不同，则表面的化学性能也有差别。安徽果立碳黑S470

据分析，可在炭黑表面检测如酚基、醌基、羧基等基团，这些酸性基团浓度在气黑和氧化炉黑的表面特别高。在炉黑中可检测到吡喃酮结构，这种结构决定了炉黑的碱性性质。挥发份含量可判断表面官能团的浓度，也可测得炭黑的极性。另外由于炭黑的表面积较大，容易吸附挥发份环境中的水分，所以炭黑在运输，贮存及使用过程中要特别注意吸湿问题。大部分都是探讨导电粒子接触的几何学研究。该理论认为，炭黑填充量越大，处于分散状态的炭黑粒子或炭黑粒子**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**体形成的导电通路也越多。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。但是在多组分基体树脂与炭黑组成的共混体系中，由于不同基体的极性不同，填充炭黑会产生偏析现象，这时导电性能取决于炭黑粒子在偏析相中的浓度和分布状态，还取决于偏析相高聚物所占比例。安徽果立碳黑S470

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