白炭黑製備,學會了它還怕搞不定矽膠製品原料?
白炭黑想不為化工人員來你可能多少都會有一定的了解,目前在矽橡膠(jiāo)製品(pǐn)行業裏白炭黑(hēi)是(shì)原(yuán)材料之中不可缺失的物質之一,而它的性能與調製配方就(jiù)取決了一款產品(pǐn)的性(xìng)能優勢,如拉伸(shēn)回彈,老化壽命,性能硬度等等功能,一般對於矽膠製品(pǐn)廠家而言購買原材料就得先行了解原料矽膠源頭廠家的白炭黑與矽油矽樹(shù)脂調配方式會否(fǒu)有不(bú)正常配方,那麽白炭黑究竟是怎麽製作的呢?

白炭黑的用途十分廣(guǎng)泛,可(kě)作為矽膠製品、橡膠製品,醫藥、農(nóng)藥、固體消防材料、塗料(liào)及油墨中,還可以作為載體或(huò)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(mó)擦劑,在塗料中(zhōng)作為消光劑和沉降劑,在紙中作為填充劑等。
白炭黑是白色粉末狀(zhuàng)X-射線無定形矽酸和矽酸鹽產品的總稱,主要是指沉澱二氧化矽、氣相二氧化矽、超細二氧化矽凝膠(jiāo)和(hé)氣凝膠,也包括粉末狀合成矽酸鋁和矽酸鈣等。
白炭黑是多(duō)孔性物質,其(qí)組成可用SiO2?nH2O表示,其中nH2O是以(yǐ)表麵(miàn)羥基的形式存在。能溶於苛(kē)性(xìng)堿和氫氟酸,不溶於水、溶劑和酸(氫氟(fú)酸除外)。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有(yǒu)很(hěn)好(hǎo)的電(diàn)絕緣性。其聚集體形態(tài)和微觀(guān)結構與炭黑相似。
常用白炭(tàn)黑的製備(bèi)方法

白炭黑按照生產方法的不同可分為(wéi)沉澱法白炭黑(hēi)和氣相法白炭黑兩大類。
沉澱法白炭(tàn)黑又可以分為傳統沉澱法白炭(tàn)黑的(de)製(zhì)備和(hé)其它製備白炭黑的方法。
這(zhè)兩種方法(fǎ)都是用鹽酸、硫酸、二氧(yǎng)化碳與水玻璃為基本原料(liào)。
傳統沉澱法生產白炭黑方法的工藝較多,其基本原理(lǐ)幾乎相同,即將一(yī)定濃度矽酸鈉溶液與酸進行反應,生成矽酸微粒,再進行脫(tuō)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
化學反應式(shì)

工藝流程(chéng)圖

硫(liú)酸沉澱(diàn)法(fǎ)製備白炭黑,在反應過(guò)程中需要引入(rù)一種晶型控製劑,控製白炭黑粒子的微觀結構,這樣可提高白炭黑在橡膠中的補強作用。
此工藝可(kě)以實現,操作條件非(fēi)常穩定。
優點:此方法與氣相法相比投資少、設備簡單、成本低;與硝酸、鹽(yán)酸沉澱法相比原料成(chéng)本低;與碳化法相比白炭黑的質量好、工藝相對簡單。
缺點:該法的控製過(guò)程相對複雜,很難(nán)得到高性能穩(wěn)定的高端白炭黑產(chǎn)品。
矽酸鈉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(yīng)製備白炭黑工藝流程簡圖
優點:鹽酸沉澱法(fǎ)生產(chǎn)白炭黑工藝具有工(gōng)藝簡單,流程短,操作條件便於控製;
缺點:生產成本較硫(liú)酸法高。
矽酸鈉與二氧化碳氣體(tǐ)反(fǎn)應製備白炭黑化學反應式如下:

二氧化碳(tàn)沉澱法製備白炭黑工藝流(liú)程圖

該(gāi)工(gōng)藝流程開辟了一條以各類含CO2的廢氣為原料新的原料生產具有高補強性能的(de)白炭黑產品。
優點:生(shēng)產成本低、產品補強性能好、經濟性合理、社會效(xiào)益與環境效益顯著。
碳酸氫銨法製備白炭黑反(fǎn)應分成兩(liǎng)步

工藝流程

碳酸氫銨沉澱法製備白炭黑工藝流程圖
此(cǐ)碳酸氫銨法(fǎ)生(shēng)產白炭黑,可副產(chǎn)純堿和氨氣(qì),氨氣可加工成(chéng)氨水和(hé)液氨。
優點:很大程度上降低了生產成本並可生產以氨水為原料的副產(chǎn)品,以此增加工廠效益。
尿素沉澱法製備(bèi)白炭黑

當反應溫度(dù)在80~90℃範圍內,上述反應(yīng)速度很快。故,水玻璃溶液(yè)同尿素在較高溫度下按下式進行(háng)反應:
尿素沉澱法製備白(bái)炭黑工藝流程

采用(yòng)酸性矽(guī)溶膠兩步法(fǎ)製備白炭黑工藝

酸性矽溶膠兩步(bù)法製高(gāo)補強性白炭黑工藝流程簡圖
優點:酸性矽溶膠兩步法(fǎ)製高補強性白炭黑的技(jì)術(shù)路線是可行的,實驗重複性良好,此(cǐ)工藝能得到補強性能和物化性能與VN3相當的白炭黑(hēi)產品。
磷酸(suān)沉(chén)澱法製備白炭黑綠色工藝:
工藝流程

優(yōu)點:磷酸沉澱(diàn)法生產白炭黑的同時能夠副產磷肥,大大提高了工(gōng)廠的經濟效益,減少了廢液的排放。
總(zǒng)結(jié)
上(shàng)麵是(shì)目前階段常用的沉澱法(fǎ)製備白炭黑的方法,每(měi)種方法都有其各自的優點與缺點(diǎn)。各(gè)個企業(yè)可以根據本企(qǐ)業的(de)需求(qiú)及本企業的自然情況選擇適合(hé)的生產方法進行生產白炭黑,而不同白炭(tàn)黑調配方式取決了產品的(de)質量,價(jià)格與優勢劣勢和客(kè)戶以及消費者的選擇(zé)!

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