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白炭黑的应用性能及生产工艺

来源于凯茵化工国产原材料网

2022.08.22

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  化学名:白炭黑

  粒径:10 〜40nm

  英文名:white carbon

  熔点:1750°C

  分子式:SiO2 • H2O

  真密度:2〜2. 6g/mL

  溶解性:能溶于苛性碱和氢氟酸,不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)

  质量标准:外观:白色无定形微细粉末;水分含量V6. 4%;SiC)2含量290. 0%

  应用性能

  ① 橡胶制品:白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强,满足白色或半透明产品的需要。白炭黑同时具有超强的黏附力、抗撕裂及耐热抗老化性能,所以在黑色橡胶制品中亦可替代部分炭黑,以获得高质量的橡胶制品,如 越野轮胎、工程轮胎、子午轮胎等

  ② 农业化学制品: 在农业化学制品中,如农药、高效喷施肥料等,使用白炭黑 作载体或稀释剂,能保持持久效力,因为它具有高吸附力,易于悬浮,有良好 的亲和性及化学稳定性,即使在雨水、冲洗和炎热条件下,仍能长期保持不变

  ③ 日用化工制品:用白炭黑作填料和磨蚀剂的透明彩色及不透明牙膏,具有 良好的柔韧性、分散性,膏体光滑、柔软、磨蚀性好,不磨蚀牙膏管体;它能使 药物牙膏保持药性的稳定。特别是与氟化物具有良好的配伍性,可避免钙盐 作磨料产生难溶盐的弊端

  ④ 胶结剂:用在天然橡胶或合成橡胶制成的胶黏剂中,提供了触变性和补强 性,同时由于其伸展性还可以提高黏着力,质高价廉

  ⑤ 抗结块剂:白炭黑可用在一些产品中来提高自由流动性’如草地肥料、杀 真菌剂、磨轮研磨剂、洗衣漂白剂、酚醛注塑乌洛托品、酚和尿素的塑料制品、 制造橡胶硫黄及抗结块混合物

  ⑥ 造纸填料:用白炭黑做纸张填料可提高纸张%油鷲帶鷲鷺岩 增加白度,减少单位重量,能有效实现纸张轻嵬化、降低生'成本、提高纸张使用性能

  此外,还可用在消防剂、饲料、化妆品、消光剂、颜料、油漆等许多行业。

  生产方法:

  (1) 气相法白炭黑:主要为化学气相沉积(CAV)法,又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气(或空气)和氢气,高温下反应而成。反应式为:

  SiCl4+2H2+O2—> SiO2 + 4HCl

  空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成 水解炉。将四氯化硅原料送至精懼塔精馋后,在蒸发器中加热蒸发,并以干 燥、过滤后的空气为载体,送至合成水解炉。四氯化硅在高温下汽化(火焰温 度1000〜1800°C)后,与一定量的氢和氧(或空气)在1800°C左右的高温下进 行气相水解;此时生成的气相二氧化硅颗粒极细,与气体形成气溶胶,不易捕 集,故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒,然后经旋风分离器收集,再送入脱 酸炉,用含氮空气吹洗气相二氧化硅至pH值为4〜6即为成品

  (2) 沉淀法白炭黑:沉淀法又叫硅酸钠酸化法,釆用水玻璃溶液与酸反应,经沉淀、过 滤、洗涤、干燥和艘烧而得到白炭黑。反应式为:Na2SiO3 + 2H+—> SiO2 + 2Na+ +H2Oo国内大部分生产企业采用沉淀法

  (3) 以高岭土或硬质高岭土为原料先将高岭土或硬质高岭土粉碎至50〜60 目,然后在500〜600°C高温下焙烧2h,再将焙烧土与浓度30%的工业盐酸按 1 : 2. 5(质量比)配料,在90°C左右酸浸7h,经中和、过滤、洗涤、干燥得到白炭 黑,产品质量符合HG/T 3061-2009标准;同时得到高效净水剂聚合氯化铝

  (4) 以煤砰石或粉煤灰为原料先将煤砰石或粉煤灰粉碎至粒度小于120 目,然后分两步

  第一步,生产硅酸钠:将粉碎的煤肝石或粉煤灰与纯碱按质量比1 : 50混合 均匀,经高温熔融(1400〜1500°C,lh)、水萃浸溶(100°C以上,4〜5h)、过滤去 杂质、浓缩滤液到45〜46°B#波美度)即得到硅酸钠

  第二步,生产白炭黑:先将硅酸钠配成水玻璃溶液(模数为2.4〜3.6,Si():含 量为4%〜10%),然后在5%〜20%的硫酸中酸浸(28〜32°C ,8〜16h),再升 温至80°C,搅拌,调节pH值为5〜7,熟化20min,再经过滤洗涤、干燥、分选, 为到白炭黑。该白炭黑为活性,纯度高


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