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白炭黑介紹

 更新時(shí)間:2015-11-20 點(diǎn)擊量:2096

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(xì)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SiO2·nH2O表示,其中nH2O是以表面羥基的形式存在。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。
  白炭黑按生產(chǎn)方法大體分為沉淀法白炭黑和氣相法白炭黑。氣相法白炭黑常態(tài)下為白色無定形絮狀半透明固體膠狀納米粒子(粒徑小于100nm),無毒,有巨大的比表面積。

氣相法白炭黑全部是納米二氧化硅,產(chǎn)品純度可達(dá)99%,粒徑可達(dá)10~20nm,但制備工藝復(fù)雜,價(jià)格昂貴;沉淀法白炭黑又分為傳統(tǒng)沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑,前者是指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃為基本原料生產(chǎn)的二氧化硅,后者是指采用超重力技術(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殊方法生產(chǎn)的二氧化硅。沉淀白炭黑主要用作天然橡膠和合成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、牙膏摩擦劑等。氣相白炭黑主要用作硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、涂料和不飽和樹脂增稠劑,超細(xì)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(bǔ)強(qiáng)劑,其補(bǔ)強(qiáng)性能僅次于炭黑,若經(jīng)超細(xì)化和恰當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗?,甚至?yōu)于炭黑。特別是制造白色、彩色及淺色橡膠制品時(shí)更為適用。用作稠化劑或增稠劑,合成油類、絕緣漆的調(diào)合劑,油漆的退光劑,電子元件包封材料的觸變劑,熒光屏涂覆時(shí)熒光粉的沉淀劑,彩印膠板填充劑,鑄造的脫模劑。加入樹脂內(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表面配料。


氣相白炭黑屬于高補(bǔ)強(qiáng)填充材料,由于成本較高等原因,除特殊場合如硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)用外,一般不采用。沉淀白炭黑是橡膠補(bǔ)強(qiáng)廣泛使用的材料,一般說來,由于沉淀白炭黑(超細(xì)的、表面處理的例外)補(bǔ)強(qiáng)效果還不及炭黑好,故屬半補(bǔ)強(qiáng)填充材料。因此要根據(jù)使用場合決定代替炭黑的百分?jǐn)?shù)。沉淀白炭黑用于橡膠制品有汽車、翻斗車、卡車、拖拉機(jī)、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,以及膠鞋等各種橡膠工業(yè)制品中都或多或少地要用到白炭黑。在普通輪胎內(nèi)添加一定量的白炭黑能提高輪胎的使用壽命。據(jù)原西德一家公司輪胎配方研究試驗(yàn)結(jié)果表明,若能增配10~20份白炭黑就可以改善膠接性和抗撕裂性,使輪胎行駛里程提高,同時(shí)還能增強(qiáng)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水平,不使用白炭黑是原因之一。此外,由于炭黑發(fā)熱量大,國外用于高速公路的汽車輪胎也趨向于添加白炭黑。目前國內(nèi)外市場對自行車車胎的要求也日益多樣化,如輪胎胎邊彩色化及閃光圈等花式新品種,都是用白炭黑代替炭黑生產(chǎn)的。在膠鞋的生產(chǎn)中,人們對膠鞋、雨靴、運(yùn)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、舒適輕便。白炭黑既具有良好的補(bǔ)強(qiáng)性、耐磨性、防滑性和鞋面粘著性,又是一種良好的淺色補(bǔ)強(qiáng)材料,因此在膠鞋的發(fā)展中為提供鞋的質(zhì)量和款式起著重要作用。

    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(qiáng)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,如甲基乙烯基硅橡膠高壓線就要用氣相白炭黑或高質(zhì)量的沉淀白炭黑。在兩層塑料薄膜之間往往不易分開,裝袋時(shí)袋口很難打開,則白炭黑就是很頂用的開口劑。當(dāng)聚氯乙烯作家庭地板材料時(shí),如若加入了一定的白炭黑,則可改進(jìn)產(chǎn)品硬度、彈性、熱變性等性能。

    白炭黑做紙張的上膠劑,可提高紙張的白度和不透明度,改進(jìn)印刷性、耐油性、耐磨性、手感性和光澤性。用于曬圖紙,可使紙表面質(zhì)量好、油墨穩(wěn)定、背面無裂隙;用于疊氮紙中,可生產(chǎn)出蘭圖紙;用于銅板紙中可代替鈦白;特別是用于新聞紙,加入1~2%的白炭黑,可使紙的重量減輕10%,不僅紙薄,而且能提高強(qiáng)度,除能防止油墨滲透,使印刷文字清晰外,還可增加不透明度.白炭黑具有觸變性能,在涂料中添加少量白炭黑,能使涂層消除液滴沉降現(xiàn)象。在不飽和聚酯涂料中,只要添加0.5~2%濃度的白炭黑,就能使這種涂料在垂直表面上每次涂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(jìn)分散性。當(dāng)用作乳化涂料的填料時(shí),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)了消光劑品。當(dāng)硝基清漆以及類似涂料含有沉淀白炭黑消光劑,可改進(jìn)油漆非沉淀性能,并能使涂料易分散,僅有少量的增稠影響,懸浮性好,有*的消光特性,高透明度和好的耐磨性能。在印刷油墨中加入0.5%的白炭黑,印刷效果好,可消除未分散油墨滲透的影響,改進(jìn)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,噴施肥料等,
使用白炭黑作載體或稀釋劑,能保持效力持久,因?yàn)樗哂懈呶搅?,易于懸浮,?/span>
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。


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