炭黑-seantai.pptx

色素炭黑一般介绍色素碳黑的生产工艺色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素色素碳黑的推荐议程炭黑的特质1.最好的黑色颜料2.几乎是最廉价的颜料3.着色力及遮盖力最强的颜料4.视觉感官上呈中性5.最稳定的颜料、耐热、耐化学品、耐光炭黑的用途 主要用作橡胶的补强剂和填料，占碳黑总量的94%，其中约60%用于轮胎制造 还可以用作油墨、涂料和塑料的着色剂以及塑料制品的紫外光屏蔽剂 在炭黑粒子中，若干碳原子构成的六边形平面组成层面，每个层面约100个碳原子，层面间的垂直距离为0.35nm，3层到5层层面组成微晶体微晶体高度在1.3-1.6nm，宽度为2nm左右，众多微晶体围绕一个中心堆砌，形成一个炭黑粒子色素碳黑的TEM 图片 色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐碳黑的生产工艺-气黑 德固赛在 1935独创的生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 敞开的反应设备, 表面氧化程度高 4-6% 平均原生粒径在 10-30 nm碳黑的生产工艺-炉黑 最重要的碳黑生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 密封式反应设备, 碳黑表面氧化度不高 1-2% 平均原生粒径在 10-80 nm 碳黑的结构可以调整碳黑的生产工艺-灯黑 最古老的碳黑生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 很宽的粒径分布 平均原生粒径在 30-200 nm 很大的碳黑粒径不同碳黑生产工艺碳黑的粒径分布图化学工艺 生产方式 重要原材料特点热氧化 分解炉黑法来自煤、石油或天然气的芳香族油类原材料选择范围广，聚集尺寸可控制，碳黑性能多种多样，效率最高、经济效益最好。

占炭黑总量的 7090 槽黑法天然气污染较大对生态环境造成影响 ，生产效率低，已停用气黑法煤焦油源自槽黑法，碳黑产品原生粒子粒径很小且粒径分布很窄，高纯度高结构，粒子表面具有明显的亲水性灯黑法从石油或煤而来的芳香族油类应用于某些特殊领域，不可取代原生粒子粒径大，分布广，不易凝团，且相对填实密度高，黑度近似气黑法 热分解热法石油（油类）通过热分解液态或气态的碳氢化合物而制成的颜料碳黑，比表面积最低，基本上以单个球形粒子存在,不熔结或聚结成聚集体,其表面含氧量少(0.10.3)不用于涂料工业乙炔黑法 乙炔碳黑的供应形式粉状碳黑珠状碳黑-干法珠状碳黑-湿法不同供应形式碳黑的差异优点缺点粉状碳黑较容易分散粉尘较大倾注密度低差的流动性珠状碳黑-干法较少粉尘倾注密度高好的流动性较难分散 色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐色素碳黑特性对涂料的影响 平均原生粒径 表面化学 结构 原生粒子(一次粒子) - Particle 聚集体(二次粒子) - Aggregate 附聚体(三次粒子) - AgglomerateAggregate Size聚集体尺寸Primary Particle基本颗粒 Agglomerate Size附聚体尺寸 原生粒子-炭黑是由烃类化合物经热分解而成，在分解过程中，烃类化合物先形成碳的六元环，并进一步脱氢缩合形成多环式六角形网状结构层面。

这种层面35个重叠则成为晶子，大量晶子无规则的堆砌，形成了炭黑的球形颗粒 聚集体-制备过程中，炭黑的初级球形颗粒彼此凝聚，形成大小不等二级链状聚集体，称为炭黑的结构炭黑的形态和微观结构炭黑的形态和微观结构The Distinction Between Particle and Aggregate SizeMean Particle Size 8 to 100 nmMean Aggregate Size 50 to 300 nm最小可分散粒子(聚集体)黑度与粒径 黑度直接与炭黑的粒径相关，粒径越小，比表面积愈大，炭黑的黑度越高 尽管原生粒子已熔合成原生聚集体，但是其比表仍能起作用，原生粒子细，则凝聚体的比表面积越大所显现的颜色更黑，防紫外线作用更佳 由于细粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高，所以着色力更强但是当粒径减小时，由于蓝光被优先吸收，为此色调变成棕相原生粒径对碳黑性能的影响10 nm10 纳米100 nm100 纳米主色调色较高 较强红相较低 红相较弱蓝相 较困难 较容易较高较低较低较高色相色相分散性吸油量吸油量颜料添加量黑度着色力蓝相原生粒径对分散性的影响相同的体积下表面积较低较高 润湿分散较难较难 较容易较容易 色素碳黑的特性对涂料的影响 平均原生粒径 表面化学 结构 细微原生粒子赋予炭黑更大的比表面积，同时增加分散难度，一般通过表面处理可调整润湿性和改善分散性表面氧化处理后表面氧化基团对pH值的影响羧基苯酚酸酐醌基醚 酸 碱内酯炉法碳黑大多数是醌基pH值大约为9气法碳黑大多数是羧基pH值大约为4表面氧化基团对pH值的影响表面化学着色力 色 相 粘 度色浆浓度分散性导电率 光 泽表面氧化处理未氧化高高高高高低低低低差好低蓝色 棕色氧化色素碳黑特性对涂料的影响 平均原生粒径 表面化学 结构 炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在，而且在生产熔结成凝聚体。

这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合. 在凝聚过程中，由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑 而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑，则称为低结构炭黑 链状聚集体越多，称为结构越高 炭黑的结构高低可用吸油值大小来衡量 吸油值：100g炭黑可吸收的亚麻籽油的量 在粒径相同的情况下，吸油值越大，表示结构越高碳黑结构对涂料的影响主色调色色相色相分散性粘度碳黑添加量黑度黑度着色力较低 较低较容易较高较低 蓝相蓝相较高较难较低较高红相红相较高高结构低结构 碳黑结构对分散性的影响 低结构 聚集体之间的距离较小 较强的作用力 高结构 聚集体之间的距离较大 较弱的作用力较难分散较容易分散 色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐影响碳黑稳定性的因素分散剂分散因素溶剂和助剂树脂体系碳黑特性原生粒径表面处理润湿性极性溶剂型研磨浆粘度研磨浆碳黑浓度研磨设备研磨介质研磨时间 溶剂水性结构分散步骤 1、碳黑被漆料润湿 2、分散碳黑 3、分散后碳黑粒子的稳定碳黑的分散机理润湿机理 Wetting - The coverage of accessible pigment surface with components of the matrix.(1) 90 Non-wetting Behavior(2) 30nm) 10-15% 顏基比顏基比: : - 高色素炭黑 1:4-1:6 - 中色素炭黑 1:3-1:4 - 低色素炭黑 1:2-1:3分散劑用量分散劑用量: :( (對炭黑對炭黑) ) - 高色素炭黑 0.5-1:1 - 中色素炭黑 0.5:1 - 低色素炭黑 0.3:1。