白炭黑製備,學會了它還怕搞不定矽膠製品原料?
發表時間:2018-11-20
白炭黑(hēi)想(xiǎng)不為化工人員來你可能多少(shǎo)都會有一定的了解,目前在矽橡(xiàng)膠(jiāo)製品行業裏白炭黑是原材料之中不可缺失的物質之一(yī),而它的性能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(lǎo)化壽命,性能硬度等等功能,一(yī)般對於矽(guī)膠製品廠(chǎng)家而言購買原材料就得先行了解(jiě)原料矽膠源頭廠家(jiā)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(jìng)是怎麽製作的呢?

白炭(tàn)黑的用途十分廣泛,可作為矽膠製品、橡膠製品,醫藥、農藥、固體(tǐ)消(xiāo)防材料、塗料及油墨中,還可以作為載體或流動(dòng)助劑應用在飼料、農藥中,用在牙膏中作(zuò)為中增稠劑或摩擦劑(jì),在塗料中作為消光劑(jì)和沉降劑,在紙中作為填充劑等。
白炭(tàn)黑是白色粉末狀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、超細二氧化矽凝膠和氣(qì)凝膠,也包括粉末狀合成矽酸鋁和矽(guī)酸鈣等。
白(bái)炭(tàn)黑是多孔性物質,其組成可用SiO2?nH2O表示,其中nH2O是以(yǐ)表麵羥基的形(xíng)式存在(zài)。能溶於苛性堿和氫(qīng)氟(fú)酸,不溶(róng)於水、溶劑和酸(氫(qīng)氟酸除外)。耐(nài)高溫、不燃、無味、無(wú)嗅、具有很好的電絕緣性。其聚集體形態和微觀結(jié)構與炭黑相似。
常用白炭黑的製備方(fāng)法

白(bái)炭黑按照生產方法的不同可(kě)分為沉澱法白炭(tàn)黑和氣相法白炭黑兩大類。
沉澱法白炭黑又(yòu)可以分為傳(chuán)統沉澱法白炭黑的製(zhì)備和(hé)其它製備白炭黑的方法。
這兩種方法都是用鹽(yán)酸、硫酸、二氧化碳與水玻璃為基(jī)本原料。
傳(chuán)統沉澱法(fǎ)生產白炭黑(hēi)方法的工藝較多,其基本原理幾乎相(xiàng)同,即將一定(dìng)濃度矽酸鈉(nà)溶液與酸進行反應,生成矽酸微粒,再進行脫水、幹燥、粉碎、篩分則得到成品。
矽酸(suān)鈉與(yǔ)硫酸反應製備白炭黑
化學反(fǎn)應式

工藝流(liú)程圖

硫酸沉澱法製備白炭黑(hēi),在反應過程中(zhōng)需要引入一種晶型控製劑,控製白炭黑粒子(zǐ)的微觀結構,這樣可提高白炭黑在(zài)橡(xiàng)膠中的補強(qiáng)作(zuò)用(yòng)。
此工(gōng)藝(yì)可以實現,操作條件非常穩定。
優點:此方(fāng)法與氣相法相比投資(zī)少、設備簡單(dān)、成本低;與硝(xiāo)酸、鹽酸沉澱法相比(bǐ)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:該法的控製過程相對複雜(zá),很難得到高性能穩定的高(gāo)端白炭黑產品(pǐn)。
矽酸(suān)鈉與鹽酸反應製(zhì)備白炭黑

化學方程式如下:

矽酸鈉與鹽酸反應製(zhì)備白炭黑工藝流程簡圖(tú)
優點:鹽酸沉澱法生產白炭黑工藝具有工藝簡(jiǎn)單,流程短,操作條件便於控製(zhì);
缺點:生產成本較硫酸法高(gāo)。
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(tàn)沉澱(diàn)法製備白炭黑工藝流(liú)程圖(tú)

該工藝流程開(kāi)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白炭黑產品。
優點:生(shēng)產成本低、產(chǎn)品補強性能好、經濟性合理、社會(huì)效益與環境效益(yì)顯著。
碳酸氫銨法製備(bèi)白炭黑反應(yīng)分成兩步

工藝流程

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

當反(fǎn)應溫度在80~90℃範圍內,上述(shù)反應速度(dù)很快。故,水玻璃溶液同尿素在較高溫度下按下式進行反應:
尿素沉澱法製備白炭黑(hēi)工藝流程

采用酸(suān)性矽溶膠兩步法製備白炭黑工藝

酸性矽溶膠兩步法製高補強性白炭黑工藝流程(chéng)簡圖
優點:酸性矽溶膠(jiāo)兩步法製高補(bǔ)強性白炭黑的技術路線是可行的(de),實驗重複性(xìng)良好,此工藝能得到補強(qiáng)性能和物化性能與VN3相當的白炭黑產品。
磷(lín)酸沉澱法製備白炭黑綠色(sè)工(gōng)藝:
工藝流程(chéng)

優(yōu)點:磷酸沉(chén)澱法生產白炭黑的(de)同時能夠副產磷肥,大大提高了工廠的經濟效益,減(jiǎn)少了廢液的排放。
總結
上麵(miàn)是目前階段常(cháng)用的沉澱法製備白炭黑的方法,每種方法都(dōu)有其各(gè)自的優點與缺(quē)點。各個企業可以(yǐ)根據本企業的(de)需求及本企(qǐ)業的自然情況選擇適(shì)合的(de)生產方法進行生產(chǎn)白炭(tàn)黑,而不同白炭黑(hēi)調配方式取決了產品的質(zhì)量,價(jià)格與優勢劣勢和客戶以及消費(fèi)者(zhě)的選擇!

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