白炭黑性質(zhì)用途及生產(chǎn)方法

1、白炭黑性質(zhì)用途及生產(chǎn)方法白炭黑是白色粉末狀 X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細二氧化硅凝膠和白炭黑氣凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用SiOnH2O 表示，其中nH2O 是以外表羥基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸氫氟酸除外。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。無定形絮狀半透亮固體膠狀納米粒子粒徑小于100nm，無毒，有巨大的比外表積。氣相法白炭黑全部是納米二氧化硅，產(chǎn)品純度可達，粒徑可達，但制備工 藝簡單，價格昂貴；沉淀法白炭黑又分為傳統(tǒng)沉淀法白炭黑和特別沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸

2、、鹽酸、CO2與水玻璃為根本原料生產(chǎn)的二氧化硅，后者是指承受超重力技術(shù)、溶 膠-凝膠法、化學(xué)晶體法、二次結(jié)晶法或反相膠束微乳液法等特別方法生產(chǎn)的二氧化硅。沉 膠的補強劑、涂料和不飽和樹脂增稠劑，超細二氧化硅凝膠和氣凝膠主要用作涂料消光劑、增稠劑、塑料薄膜開口劑等。用途:白炭黑的用途很廣，且不同產(chǎn)品具有不同的用途。用作合成橡膠的良好補強劑，其補 強性能僅次于炭黑，假設(shè)經(jīng)超細化和恰當?shù)耐獗硖幚砗?，甚至?yōu)于炭黑。特別是制造白色、彩退光劑，電子元件包封材料的觸變劑，熒光屏涂覆時熒光粉的沉淀劑，彩印膠板填充劑，鑄造的脫模劑。參加樹脂內(nèi)，可提高樹脂防潮和絕緣性能。填充在塑料制品內(nèi)，可增加抗滑性和防油性。填

3、充在硅樹脂中，可制成耐200以上的塑料。在造紙工業(yè)中用作填充劑和紙的外表配料。氣相白炭黑屬于高補強填充材料，由于本錢較高等緣由，除特別場合如硅橡膠補強用外，一般不承受。沉淀白炭黑是橡膠補強廣泛使用的材料，一般說來，由于沉淀白炭黑超細的、外表處理的例外補強效果還不及炭黑好，故屬半補強填充材料。因此要依據(jù)使用場合打算代替炭黑的百分數(shù)。沉淀白炭黑用于橡膠制品有汽車、翻斗車、卡車、拖拉機、叉車、自行車等的內(nèi)外胎，工業(yè)用皮帶、膠管、襯墊、膠板、糧食加工用脫谷膠輥，以及膠鞋等各種橡 使用壽命。據(jù)原西德一家公司輪胎配方爭辯試驗結(jié)果說明，假設(shè)能增配1020份白炭黑就可 以改善膠接性和抗撕裂性，使輪胎行駛里程提

4、高，同時還能增加輪胎對路面的抓著力，以利于安全行車。我國輪胎行駛里程低于國際水平，不使用白炭黑是緣由之一。此外，由于炭黑 生產(chǎn)的。在膠鞋的生產(chǎn)中，人們對膠鞋、雨靴、運動鞋、旅游鞋、健身鞋、芭蕾鞋等，不但要求牢度，而且要求色調(diào)美觀、舒適輕松。白炭黑既具有良好的補強性、耐磨性、防滑性和 著重要作用。白炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、環(huán)氧樹脂等塑料中都可作為填充材料，可以提高塑料的彈性強度和耐磨性，以及硬度的熱穩(wěn)定性能。用于電纜還可以提高電纜的電絕緣性，如往不易分開，裝袋時袋口很難翻開，則白炭黑就是很頂用的開口劑。當聚氯乙烯作家庭地板材料時，如假設(shè)參加了肯定的白炭黑，則可改進產(chǎn)品硬度、彈性、熱變性等性

5、能。 12%的白炭黑， 可使紙的重量減輕10%，不僅紙薄，而且能提高強度，除能防止油墨滲透，使印刷文字清楚外，還可增加不透亮度.白炭黑具有觸變性能，在涂料中添加少量白炭黑，能使涂層消退液 滴沉降現(xiàn)象。在不飽和聚酯涂料中，只要添加0.52%濃度的白炭黑，就能使這種涂料在垂 直外表上每次涂500g/m2也不會發(fā)生液滴和皺折。在顏料中添加白炭黑，不僅能防止顏料的 沉淀，且能提高對顏料、染料的吸附性，改進分散性。當用作乳化涂料的填料時，可提高熱穩(wěn)定性。為了滿足涂料和油墨消光劑對白炭黑的要求，國外研制和生產(chǎn)了消光劑專用品。當 僅有少量的增稠影響，懸浮性好，有極好的消光特性，高透亮度和好的耐磨性能。在印刷

6、油墨中參加0.5%的白炭黑，印刷效果好，可消退未分散油墨滲透的影響，改進印刷材料的耐 洗性，增加顏色的光澤度。農(nóng)業(yè)化學(xué)制品的制造中，如農(nóng)藥，高效噴施肥料等，使用白炭黑作載體或稀釋劑，能保持效力長久，由于它具有高吸附力，易于懸浮，具有良好的親和性及化學(xué)穩(wěn)定性，即使在雨水沖洗和炎熱條件下，仍能長期保持不變。生產(chǎn)方法制備白炭黑的傳統(tǒng)方法是利用硅酸鈉、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸鈉以外， 其它本錢都很高。方法承受廉價的非金屬礦作為硅源，大大降低了白炭黑的生產(chǎn)本錢。傳統(tǒng)方法氣相法CAV氧氣或空氣和氫氣，高溫下反響而成。反響式為：SiCl42H2O2SiO24HCl空氣和氫氣分別經(jīng)過加壓、分別、冷卻

7、脫水、硅膠枯燥、除塵過濾后送入合成水解爐。 送至合成水解爐。四氯化硅在高溫下氣化火焰溫度10001800 后，與肯定量的氫和氧或空氣在1800左右的高溫下進展氣相水解；此時生成的氣相二氧化硅顆粒極細，與氣體形成氣溶膠，不易捕集，故使其先在聚攏器中聚攏成較大顆粒，然后經(jīng)旋風(fēng)分別器收集， PH值為46即為成品。他們的生產(chǎn)裝置規(guī)模大，自動化程度高，產(chǎn)品本錢低，牌號尤其是應(yīng)用于特別領(lǐng)域的功能性專用產(chǎn)品牌號多，品質(zhì)好，如外表積分布均勻、含水量低。我國沈陽化工股份及上海氯堿化工股份也承受氣相法生產(chǎn)，但在生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)、自動化程度及 GB20220-2022負責起草單位。沉淀法沉淀法又叫硅酸鈉酸化法，承

8、受水玻璃溶液與酸反響，經(jīng)沉淀、過濾、洗滌、枯燥和煅燒而得到白炭黑。反響式為：Na2SiO3 + 2H+ 白炭黑 + 2Na+ + H20國內(nèi)大局部生產(chǎn)企業(yè)承受沉淀法。方法晶的二氧化硅和硅酸鹽轉(zhuǎn)變成非晶態(tài)二氧化硅。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄欖石、蛇蚊石、高嶺土、硬質(zhì)高嶺土、煤矸石、粉煤灰等。著重介紹以高嶺土或硬質(zhì)高嶺土、煤矸石或粉煤灰為原料制備白炭黑的工藝技術(shù)。以高嶺土或硬質(zhì)高嶺土為原料先將高嶺土或硬質(zhì)高嶺土粉碎至5060目，然后在500600高溫下焙燒2小時，再將 焙燒土與濃度30%的工業(yè)鹽酸按1：2.5重量配料，在90左右酸浸7小時，經(jīng)中和、過濾、洗滌、枯燥得到白炭黑，產(chǎn)品質(zhì)量符合

9、GB10507-89標準；同時得到高效凈水劑聚合氯化鋁。焙燒及酸浸反響式如下：焙燒：Al2O3?2Si02?2H20 Al2O3?2Si02 + 2H20酸浸：Al2O3?2Si026HCl + 9H20 2AlCl3?6H20 + 2SiO2以煤矸石或粉煤灰為原料先將煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目，然后分兩步：第一步生產(chǎn)硅酸鈉：將粉碎的煤矸石或粉煤灰與純堿按重量比1：50混合均勻，經(jīng)高溫小時、水萃浸溶100以上，45小時、過濾去雜質(zhì)、濃縮濾液到4546波美度即得到硅酸鈉。模數(shù)為2.43.6,SiO2含量為410%, 然后在520%的硫酸中酸浸2832816小時，再升溫至8PH值為 57，熟化20分鐘，再經(jīng)過濾洗滌、枯燥、分選，得到白炭黑。該白炭黑為活性，純度高。3，產(chǎn)能/產(chǎn)量國內(nèi)以沉淀法白炭黑為主，于1958年實現(xiàn)沉淀法白炭黑的工業(yè)化生產(chǎn)，但產(chǎn)量小，發(fā) 展較慢。1987年產(chǎn)量還僅有2687噸；1990年突破萬噸到達1.06萬噸；1994年增長至2.81萬噸，比1987年增長9.4倍；1997年我國白炭黑產(chǎn)量到達了8萬噸左右；2022年上升到近30萬噸。可見近十幾年來我國白炭黑產(chǎn)量是突飛猛進。國內(nèi)白炭黑的生產(chǎn)分布比較廣泛，一共有十幾個省市生產(chǎn)，其中產(chǎn)量較大的是福建、山東、江蘇、