白炭黑製備,學會了它還怕(pà)搞不定矽膠製品原料?
發表(biǎo)時間:2018-11-20
白炭(tàn)黑想不為(wéi)化工人員來你可能多少都會有一定(dìng)的了解,目前在(zài)矽橡膠製品行(háng)業裏白炭黑是原(yuán)材料(liào)之中不可缺失的物質之一,而(ér)它的(de)性能與調製配方就取決了一款產品的性能優勢,如拉(lā)伸回彈,老化壽命,性能硬度等等功能,一般對於矽膠(jiāo)製品廠家而(ér)言購買原材料就得先行了解原料矽(guī)膠源頭廠(chǎng)家的白炭黑與矽油矽樹脂調配方(fāng)式會否有不正常(cháng)配方,那麽白炭黑究竟是(shì)怎麽製作的呢(ne)?

白炭黑的用途(tú)十分廣泛,可作為矽膠製品、橡膠製品,醫藥、農藥、固體消防材料、塗料及油墨中,還可以(yǐ)作為載體或流動助劑應用在飼料、農藥中,用在牙膏中作為中增稠劑(jì)或摩擦劑(jì),在塗料中作(zuò)為消光劑和沉降(jiàng)劑,在紙中作為填充劑等。
白炭黑是白色(sè)粉末狀X-射線無定形矽酸(suān)和矽酸鹽產品的總稱,主要(yào)是指沉(chén)澱(diàn)二氧化矽、氣相(xiàng)二氧化矽、超細二氧化矽凝膠和氣凝膠,也包括粉末狀合成矽酸鋁和(hé)矽酸鈣等(děng)。
白炭(tàn)黑是(shì)多孔性(xìng)物質,其組成可用SiO2?nH2O表示,其(qí)中nH2O是以表麵羥基的形式存(cún)在。能溶於苛性堿和氫(qīng)氟酸,不溶(róng)於水、溶劑和酸(氫氟(fú)酸除外)。耐高(gāo)溫、不燃、無味、無嗅(xiù)、具(jù)有很好的電(diàn)絕緣性。其聚集體形(xíng)態和微觀(guān)結構與炭黑相似(sì)。
常(cháng)用白炭黑的製備方法(fǎ)

白炭黑按照生產方法(fǎ)的不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法白炭(tàn)黑的(de)製備和其它製備(bèi)白炭(tàn)黑的方法。
這兩種方法都(dōu)是用鹽酸、硫酸、二氧化碳與水玻璃為基本原料。
傳統沉澱法生產(chǎn)白炭黑方法(fǎ)的工藝較多,其基本(běn)原理幾乎相同,即將一定濃度(dù)矽酸鈉溶液與酸進行反應,生成矽酸微粒,再進行脫水、幹燥、粉碎(suì)、篩分則得到成品。
矽酸鈉與硫酸反應製備白炭黑
化學(xué)反應式

工(gōng)藝流程(chéng)圖

硫酸沉澱法製備白炭黑,在反應過程中需要引入一種晶型控製劑,控製白(bái)炭黑粒子的微觀結構,這樣可提(tí)高(gāo)白炭黑在橡膠中的補強作用。
此工藝可以實現,操作條件非常穩定。
優點:此方法(fǎ)與氣相法相比(bǐ)投資(zī)少、設備簡單、成本低;與硝酸、鹽(yán)酸沉澱法相(xiàng)比原料成本低;與碳化法相比白炭黑的質量好、工藝相對簡單。
缺點:該法的(de)控製過程相(xiàng)對複雜,很難得(dé)到高性能(néng)穩定的高端白炭黑產品。
矽酸鈉(nà)與鹽酸反應製備白炭黑

化學方程式如下:

矽酸鈉與鹽酸反應製備(bèi)白炭黑工藝流程簡圖
優點:鹽酸沉澱法生產白(bái)炭黑工藝具有工藝簡單(dān),流(liú)程短,操作條件便於控製;
缺點:生產(chǎn)成本較硫酸法(fǎ)高。
矽酸(suān)鈉與二氧化碳氣體反應製備白炭黑化學反應式如下:

二氧化碳沉澱法製備白炭黑(hēi)工藝流程圖

該工(gōng)藝流程開辟了一條以各類含CO2的廢氣為原料新的(de)原料生產具有高補強性能的白炭(tàn)黑產品。
優點:生產成本低、產品補強性能好、經濟(jì)性合理、社會效益與環境(jìng)效益顯著。
碳酸氫銨法製(zhì)備白炭黑反應(yīng)分成兩步

工藝流程

碳酸氫銨沉澱法製備白炭黑工藝流程圖
此碳酸氫銨法生產白炭(tàn)黑,可副(fù)產純堿和氨氣,氨氣可加工成氨水和液氨。
優點(diǎn):很大程(chéng)度上降低了生產成(chéng)本並可生產以氨水(shuǐ)為原(yuán)料的副產品,以此(cǐ)增加工(gōng)廠效益。
尿素沉澱(diàn)法製備白炭黑

當反(fǎn)應溫(wēn)度在80~90℃範圍內,上(shàng)述反應速(sù)度(dù)很快。故,水玻(bō)璃溶(róng)液同尿素在較高溫度(dù)下按下式進行反應:
尿素沉澱法製備白炭(tàn)黑工藝(yì)流程

采用酸性矽溶膠兩步法製備白炭黑(hēi)工藝

酸性矽溶膠兩步法製(zhì)高補(bǔ)強性白(bái)炭黑工藝流程簡圖
優點:酸(suān)性矽溶膠兩步法(fǎ)製高補強性白炭黑的技術路線(xiàn)是可行的,實(shí)驗重複性良好,此工藝能得到(dào)補強性能和物化性能(néng)與VN3相當的白(bái)炭黑(hēi)產品。
磷酸沉澱法製備白(bái)炭黑綠色工藝:
工藝流程

優點:磷酸沉澱法生產白炭黑的同時能夠副產磷肥,大大提高了工廠(chǎng)的經濟效益,減少(shǎo)了廢液的排放。
總結
上麵是目前階段常用的沉(chén)澱(diàn)法製備白炭黑的方法,每種方法都有(yǒu)其各自的優點與缺(quē)點。各個企業可以根據本企業的需求及本企業的自然情況選(xuǎn)擇適合的生(shēng)產方法進行生產白(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(yōu)勢劣勢和客戶以及消費者的選(xuǎn)擇!

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