白炭黑製備,學會了它還(hái)怕搞(gǎo)不定矽(guī)膠製品原料?
發表時間:2018-11-20
白炭(tàn)黑想不為化工人(rén)員(yuán)來你可(kě)能多少都(dōu)會有一定(dìng)的了解,目前在矽橡膠製(zhì)品行(háng)業裏白炭黑是原材料之中不可缺失的物質之一,而它的(de)性能(néng)與調製配方就取決了一款產品的性能優勢(shì),如拉伸回彈,老化壽(shòu)命,性(xìng)能硬度(dù)等等功能,一般對於矽膠製品廠家而言購買原材(cái)料就(jiù)得先行了解(jiě)原料矽膠源頭(tóu)廠家的白(bái)炭(tàn)黑與矽油矽樹脂調配方式(shì)會否(fǒu)有不正常配(pèi)方,那麽白炭黑究竟是怎麽(me)製作的呢?

白炭黑(hēi)的用途十分廣(guǎng)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(zhōng),還可以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或摩擦(cā)劑,在塗料中作為消光劑和沉(chén)降劑,在紙中作為填充劑等。
白炭黑是白色粉末狀X-射線無(wú)定形矽酸和矽酸鹽產品的總(zǒng)稱,主要是指沉澱二氧化矽、氣相二氧化矽、超細二氧化矽(guī)凝膠和氣(qì)凝膠,也包括粉末狀合成矽酸鋁和矽酸鈣等。
白炭黑是多孔性物質,其組成可用SiO2?nH2O表示,其中nH2O是以表麵(miàn)羥基(jī)的形式存在。能溶於苛性堿和氫氟酸,不溶於水、溶劑和(hé)酸(氫氟酸除外)。耐高(gāo)溫、不燃(rán)、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。其聚集體形態和微(wēi)觀結構與炭黑相似。
常用白炭黑的製備方法

白炭黑按照生產方法的不(bú)同可分為沉澱(diàn)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(chuán)統沉澱法白炭黑的製備和(hé)其它製備(bèi)白(bái)炭(tàn)黑的方法。
這兩種方法(fǎ)都是用鹽酸、硫酸、二(èr)氧化(huà)碳與水玻璃為基本原料。
傳統沉澱(diàn)法生產白炭黑方法的工藝較多,其基本原理幾乎(hū)相同,即將一定(dìng)濃度矽酸鈉溶液與酸(suān)進行(háng)反應,生成矽酸微粒,再進行脫水、幹(gàn)燥、粉碎、篩分則得到成品(pǐn)。
矽酸鈉與硫酸反應製備白炭黑(hēi)
化學反應式

工藝流程圖

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(jì),控製白炭黑粒子的微觀(guān)結構,這樣可提(tí)高白炭黑在橡膠中的補強作用(yòng)。
此工藝可以(yǐ)實現,操作條件非常穩定。
優點:此方法與氣相(xiàng)法相比投(tóu)資少、設備簡單、成本低;與硝酸、鹽酸沉澱(diàn)法相比原料成本低;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(guò)程相對複雜,很難得到高性能穩定的高端白炭黑產品。
矽酸鈉與鹽酸反應製備白炭黑

化學(xué)方程式如下:

矽酸鈉與鹽酸反應製備白炭黑工藝(yì)流程簡圖
優點(diǎn):鹽酸沉澱(diàn)法生產白炭黑工(gōng)藝具有工藝簡單,流(liú)程短,操作條件便於控製;
缺點:生產成本較硫酸法高。
矽酸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(tàn)黑工藝流程(chéng)圖

該工藝流程開辟了一條以各(gè)類含CO2的廢氣為原料新的原料生產具有高補強性能的白炭黑產品。
優點:生產成本低、產品補強性能好、經濟性合(hé)理、社(shè)會(huì)效益(yì)與環境效益顯著(zhe)。
碳酸氫銨法製備(bèi)白炭黑反應分(fèn)成兩(liǎng)步

工(gōng)藝(yì)流程

碳酸氫銨沉澱法(fǎ)製備白(bái)炭黑工藝流程圖
此碳酸氫銨法生產白炭黑,可副(fù)產純堿和氨(ān)氣,氨氣可加工成氨水和液氨。
優點:很大程度上降低(dī)了生產成本並可生(shēng)產以氨水為原料(liào)的副(fù)產品,以此增加工廠效益。
尿素沉澱法製備白炭黑

當(dāng)反應溫度在80~90℃範圍內(nèi),上述反應速度很快。故,水玻璃溶液同尿素在較高溫(wēn)度下按下式進行反應:
尿(niào)素沉澱法(fǎ)製備白炭黑工藝流程

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(bǔ)強性白(bái)炭黑工藝流程簡圖
優點:酸性矽(guī)溶膠兩步法製高補(bǔ)強性白炭黑的技術路線是可行的,實驗重複性良好,此工藝能得(dé)到補強性能和(hé)物化性能與VN3相當的白炭黑產品。
磷酸沉澱法製備白炭黑綠色工(gōng)藝:
工藝流程

優點:磷酸沉澱法生產(chǎn)白炭黑的同時能(néng)夠副產磷肥,大大提高了(le)工廠的經濟效益,減少了廢液的排放。
總結
上麵是目(mù)前階段常用的沉澱法製(zhì)備(bèi)白炭黑的方法,每種方法都有其各自的優點與缺(quē)點。各個(gè)企業(yè)可以根據本企業的需求及本企(qǐ)業的自然情況選(xuǎn)擇適合的生產方(fāng)法進行生產白(bái)炭黑,而(ér)不同(tóng)白炭黑(hēi)調配方式取決了產品的質量,價格與優勢(shì)劣勢和客戶以及消費者的選擇!

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