炭黑和色素炭黑知识汇总

点击数：1796次    发布时间：2019年9月18日

什么是炭黑? 
炭黑（也称碳黑）是由烃类化合物（主要为石油衍生物）经过不完全燃烧或热裂解形成的近似于球体的胶体粒子的准石墨结构物质，以聚集体形式存在，表观呈纯黑色 粉状或者粒状。产品的粒径、结构和表面活性根据原料和生产工艺的不同而有很大差异。炭黑不溶于水，有酸碱性之分，燃烧后产生二氧化碳。炭黑的主要成分是 碳，同时包含微量氢、氧、硫、灰份、焦油和水份。
什么是色素炭黑？ 
作为色素用于涂料、油墨和塑胶的炭黑称为色素炭黑，或者颜料炭黑。色素炭黑用到涂料、油墨、塑胶里，还有导电、防静电、屏蔽紫外线、防止树脂老化的作用，因此，人们区别用于橡胶的炭黑，把色素炭黑广义地称之为特种炭黑。 
据美国NOTCH咨询集团的统计和预测：2007年世界炭黑生产能力为1016万吨，预计2012年世界炭黑生产能力将增加到1200万吨以上。其中被应用于轮胎和橡胶工业的橡胶用炭黑占总产量的90%以上，只有大约10%的炭黑作为色素。 
色素炭黑的特点 
1.与其他颜料相比，炭黑有更好的着色力和遮盖力。 
2.与其他颜料相比，炭黑有非常优异的耐热性、耐化学性和耐光性。 
3.由于炭黑的粒径只有几个纳米到几十个纳米，孔隙率达90%，又是无机材料，因此普通炭黑很难稳定地分散到有机的树脂体系中，而经过严格控制和特殊改性工艺生产的色素炭黑则能很好的在涂料、油墨和塑胶体系中体现分散性。 
4.与橡胶炭黑相比，色素炭黑对黑度、着色力、表面活性、导电性、灰分、甲苯透光率、分散性、流动性等品质指标有着更多、更特殊的要求。 
色素炭黑技术工艺（生产方法） 
根据生产工艺的不同，炭黑生产方法分为炉法、接触法（主要为槽法和无槽气法）和热裂解法三种。勇锋公司的炭黑产品就用的是重要也是常用的生产工艺--炉法和气法制得的。 
1. 炉法就是在密闭的反应炉中，将气态烃（一般是天然气）或者液态烃（一般是煤焦油或蒽油）作为原料，供以适量的空气，在反应炉内形成密闭的湍流系统，在高温 下经热氧化而分解生成炭黑（所生成的炭黑性能可通过猝熄火焰来控制），然后冷却并使用过滤系统把产成的炭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，且生产出的炭黑性能多种多样。 
其中使用气态烃为主要原料的称为气炉法，使用液态烃为主要原料的称为油炉法。 
油炉法和其他炭黑制造方法相比，能制造性能各异的炭黑品种，且具有工艺调节手段多，单位产能和热能利用率高，原料消耗和综合能耗低以及成本低等特点，因此已经成为炭黑制造的主导方法，目前全球95%以上的炭黑都是采用油炉法制造的。 
2. 槽法是将固态烃（粗蒽）或液态烃（蒽油）经气化釜气化后，和可燃性气体（一般使用天然气，也可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 入自然通风的火房，在槽钢下通过数以千计的瓷制火嘴进行不完全燃烧，形成鱼尾形的扩散火焰，其还原层与缓慢往复运动的槽钢相接触，使裂解生成的炭黑沉积在 槽钢表面，经槽钢面冷却收集生成炭黑的工艺。这种工艺生产出来的色素炭黑收率较炉法偏低，但原生粒子粒径小，在黑度和着色力方面均有更好的表现。 
无槽混气法是气法生产炭黑时火房不设槽钢的气法炭黑改进工艺，生产中只收集烟气中悬浮的炭黑。无槽混气法与槽法相比，生产能力较大，但由于取消了槽钢，对火焰的控制不如槽法和滚筒法，生成炭黑的黑度比槽法或滚筒法稍低。 
炭黑的粉状和粒状 
色素炭黑有两种物理存在形式：粉状和粒状。粉状易分散但运输成本高，使用时易污染环境。粒状炭黑扬尘小、密度高、更便于运输，但相对于粉状炭黑较难分散。