白炭黑製備,學會了它還怕搞不定矽膠製品原料?
白炭黑想不為(wéi)化工人員來你可能多少都會有一定的了解,目前在(zài)矽橡膠製品行業裏白炭(tàn)黑是原(yuán)材料之中不可缺(quē)失的物質之一,而它的性能與調製配方就取決了一款產品的性能優勢,如拉伸回(huí)彈,老化壽命,性能硬度等等功能,一般對於矽膠製品廠家而言購買原材料就得(dé)先行了解原料矽膠源頭廠家的白炭黑與矽油矽樹脂調配方式會否有不正常配方,那麽白炭黑究竟是(shì)怎麽製作的(de)呢?

白炭黑的用途十分廣泛,可作為矽膠製(zhì)品、橡膠製(zhì)品,醫(yī)藥、農藥、固體消防材(cái)料、塗料(liào)及油墨中(zhōng),還可以作為(wéi)載體或流動助劑應用在飼料(liào)、農藥中,用在牙膏中作為中增稠劑或摩擦劑(jì),在塗(tú)料中作為消光劑(jì)和沉(chén)降劑(jì),在(zài)紙中作為填充劑等。
白炭黑是白色粉末狀X-射線(xiàn)無(wú)定形矽酸和矽酸(suān)鹽產(chǎn)品的總稱,主要是指沉澱(diàn)二氧化矽、氣相二氧化矽、超(chāo)細二氧化(huà)矽凝膠和氣凝膠(jiāo),也包括粉末(mò)狀(zhuàng)合(hé)成矽酸鋁和矽酸鈣等。
白(bái)炭黑(hēi)是多孔(kǒng)性物質,其(qí)組成可用SiO2?nH2O表示,其中nH2O是以表麵羥基的(de)形式存在。能溶於苛(kē)性堿和氫(qīng)氟酸,不溶於水(shuǐ)、溶劑和酸(氫氟酸(suān)除外)。耐高溫、不燃、無(wú)味、無(wú)嗅(xiù)、具有很好的電絕緣性(xìng)。其聚集體形態和微觀結構與炭黑相(xiàng)似。
常用白炭黑的製備方法

白炭黑按照生產方法(fǎ)的不(bú)同可分為沉澱法白炭黑和氣相法白炭黑兩大類。
沉澱法白炭黑又可以分為傳統沉澱(diàn)法白炭黑的製(zhì)備(bèi)和其它製備白炭(tàn)黑的方法。
這兩種方(fāng)法都是用鹽酸、硫酸、二(èr)氧化碳與水玻璃為基本原料。
傳統(tǒng)沉澱法生產白炭黑方(fāng)法的(de)工藝較多(duō),其基(jī)本原理(lǐ)幾乎相同,即將一定(dìng)濃度矽酸鈉溶液與酸進行(háng)反(fǎn)應,生成矽酸微粒,再(zài)進行脫水、幹燥、粉碎、篩分則得到成品。
矽酸鈉與硫酸反應製備白炭黑
化(huà)學反應式

工(gōng)藝流程圖

硫酸沉澱法製備白炭黑,在反(fǎn)應過程中需要引入一(yī)種晶型控製劑,控(kòng)製白炭黑粒子的微觀結構,這樣可提(tí)高白炭黑在橡(xiàng)膠中的補強(qiáng)作用。
此工藝可以實現(xiàn),操(cāo)作(zuò)條件非常穩定。
優點:此方法與氣相法相比(bǐ)投資少、設備簡單(dān)、成本低;與(yǔ)硝酸、鹽酸沉澱法相(xiàng)比原料成本(běn)低;與碳化法相比白炭黑的質量好(hǎo)、工藝相對簡單。
缺點:該法的控製過程相對複雜(zá),很難得到高性能穩(wěn)定(dìng)的高端白炭黑產(chǎn)品。
矽酸鈉與鹽酸反應製備白炭(tàn)黑

化學方程式如下:

矽酸鈉與鹽酸反應製備白炭(tàn)黑工藝流程簡(jiǎn)圖
優點:鹽(yán)酸(suān)沉澱法生產白炭黑工藝具有工藝(yì)簡(jiǎn)單,流程短,操作條件便(biàn)於控製;
缺點:生(shēng)產成本較(jiào)硫酸法高。
矽酸鈉與二氧化碳氣體(tǐ)反應(yīng)製備白炭黑化學反應式如(rú)下:

二氧化碳(tàn)沉澱法製備白炭黑工藝流程圖

該工藝(yì)流程開辟了一條以各類含(hán)CO2的廢氣為原料新的原料生(shēng)產具有(yǒu)高補強(qiáng)性能的白炭黑產品。
優點:生產(chǎn)成(chéng)本低、產品補強性能好、經濟性合理、社會(huì)效益與環境效益顯著。
碳酸氫銨法製備白炭黑反應分成(chéng)兩步

工藝流程

碳酸氫銨沉(chén)澱法製(zhì)備白炭黑工(gōng)藝流程圖
此碳酸(suān)氫銨法生產白炭黑,可副產純堿和(hé)氨氣,氨(ān)氣可加工成氨水和液氨。
優(yōu)點:很大程度上降低了生產(chǎn)成本並可生產以氨水為原(yuán)料的副產品(pǐn),以此增加工廠效益。
尿素沉澱法製備(bèi)白炭黑

當反應溫度在80~90℃範(fàn)圍(wéi)內,上述反應速度很(hěn)快。故,水玻璃溶液(yè)同尿素在(zài)較高溫度下按下式進行反(fǎn)應:
尿素沉澱法製備白炭黑工藝流程(chéng)

采用酸性矽溶膠兩步法製備白炭黑工藝

酸性(xìng)矽溶膠兩步法製高補強性白炭黑工藝流程簡圖
優點(diǎn):酸性矽溶膠兩步法製高補(bǔ)強性(xìng)白炭黑的技(jì)術路線(xiàn)是可行的,實驗重複性良好,此工藝能得(dé)到補強性能和物化性能與VN3相當的白炭黑產(chǎn)品。
磷酸沉澱法製(zhì)備白炭黑綠色工藝:
工藝流程

優(yōu)點:磷酸沉澱法生產白炭黑的同時能夠副產磷肥,大(dà)大提高了工廠(chǎng)的經濟效(xiào)益,減少了廢液的排放。
總結
上麵是目前階段常用的沉澱法製備白炭黑的方法,每種方法都有(yǒu)其各自的優點與缺點(diǎn)。各(gè)個企業可以根據本(běn)企業的需求及本企業的自然情況選擇適合的生產方法(fǎ)進行生產白(bái)炭黑,而不同白炭黑調配方式取決了產品的質量,價格與優勢劣勢和客戶以及消費(fèi)者的選擇(zé)!

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