炭黑产品的初步调查报告

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1、一、炭黑简介炭黑（carbonblack）是以含碳原料（主要为石油）在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。分子量为12.01，外观为纯黑色的细粒或粉状物。颜色的深浅，粒子的细度，比重的大小，均随所用原料和制造方法的不同而有差异。碳黑不溶于水、酸、碱；能在空气中燃烧变成二氧化碳。碳黑的主要组成物是碳元素，还含有少量的氢、氧、硫、灰分、焦油和水分。炭黑粒子近似球形，粒径介于10～500μm间。许多粒子常熔结或聚结成三维键枝状或纤维状聚集体。商业化的碳黑应有一定的规格。炭黑的特性具有：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

2、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。二、炭黑的分类及命名按炭黑的用途分类，大致可分为三大类，即橡胶用炭黑、色素炭黑和导电炭黑。关于炭黑的命名，现在据美国材料与试验协会ASTMD1765，采用1个字母加3个数字的方法对炭黑命名。所用字母为N或S，其代表填充炭黑胶料的硫化速度，其中N表示正常硫化速度，S表示缓慢硫化速度。现行ASTMD1765列出的4O多个炭黑品种中只有两个S系列品种(均为经氧化后处理的油炉法炭黑)，其余均为N系列品种。3个数字的第1个数字表示比表面积(1996年前为粒径)，该比表面积分为1O组(见表1)；第2和3个数字无明确意义

3、，但也存在一定的规律，如N200，N300和N50系列炭黑中，命名的第2和3个数字组成的数分别小于2O，3O和5O的炭黑，如炭黑N219，N326和N539均是低结构炭黑，第2和3个数字组成的数分别大于2O，3O和5O的炭黑，如炭黑N234，N339和N582均是高结构炭黑。在ASTMD1765列出的炭黑系列中，N100～N300为硬质炭黑，N500～N700为软质炭黑，NS00～N90为热裂法炭黑。近年来，随着轮胎和橡胶制品的发展，对炭黑性能的要求不断提高，为此炭黑生产商不断开发不同功能、不同用途的炭黑品种，如降低轮胎滚动阻力的低滞后炭黑、适用于高性能轮胎的高性能炭黑、提

4、高轮胎气密性的气密层专用炭黑、改善制品表面光洁度的高纯度炭黑及适用于工业橡胶制品的特种炭黑等。这些炭黑大多由生产商自行命名，其名称没有申请纳入ASTM标准。三、炭黑的主要用途炭黑是仅次于钛白粉的重要颜料，全世界年消耗橡胶碳黑约六百万吨，着色和其他用途等特殊碳黑约为二十五万吨。所谓特殊碳黑即指其用途在“着色”或“导电”，而非橡胶碳黑之补强。碳黑是经过精密控制的生产方法制造，可形成约50种不同品种，用于橡胶工业的即达成30种。用于着色和其他用途的碳黑品种更多，包括碳黑的分散体、母料、导电复合料、浆料和漆片等。炭黑在涂料里面主要是调色用，用在黑色涂料里面，炭黑是黑色涂料最好的原料

5、，经过碾磨后可以直接用作黑色染料，水性油墨等。另外炭色还具防紫外线的作用，防老化的作用等。色素用槽黑广泛用于油墨、涂料和塑料中。油墨、特别是新闻油墨主要使用中色素槽黑。在涂料制造过程中,高色素槽黑赋予高级汽车面漆极好的黑度和光泽,中色素槽黑用于一般工业涂料。用于注塑色母之中则需要分散性好的炭黑。此外，中色素槽黑也常用作聚烯烃的紫外光屏蔽剂，用于提高塑料制品的耐候性。橡胶用槽黑主要用于轮胎特别是越野及工程轮胎的胎面胶，它赋予胎面较高的强度及良好的耐磨性能。一、我公司炭黑产品的一些初步分析我们从废轮胎中提取出炭黑，据调查这种炭黑可作为印刷油墨着色特种炭黑的代用品，且价格低廉。该

6、方法在隔绝空气的条件下，800℃高温热解废轮胎，得到炭黑、钢丝和白炭黑等的混合物，磁选、筛选之后烘焙，制得半纯炭粉。再用盐酸和氢氧化钠分别洗涤半纯炭粉，即可得到黑色印刷油墨用炭黑。通过对我们的炭黑产品的化学分析，可以看到，此产品的挥发物质含量较高，而挥发分是碳黑表面吸附的含氧官能团（羧基、醌基、内酯基和羟基等）的量的一个表征，这些基团的含量代表碳黑的表面化学性质，它与pH值有相关性。而pH值是代表碳黑的酸碱性。一般炉法碳黑均呈碱性（PH>7)。只有经过后处理的碳黑其pH值在3--5之间而挥发分较高。因此，可以初步论断我产品质量还是比较好的。绝大多数炭黑的碳含量高于97%，只

7、有少数色素用炭黑的碳含量低于90%。而本产品含碳量只有70%。炭黑表面上除了化学结合的氧以外，还有水分、溶剂抽出物、硫、氢和无机盐。吸湿性随表面活性、表面积及无机盐含量的增加而提高。炭黑的溶剂抽出物来自没有完全热解的烃类。炭黑的含硫量取决于原料含硫的多寡。无机盐主要来自工艺过程的急冷水和造粒水。通过这一系列的对比可知，我们的炭黑产品含杂质的量比较多。炭黑表面性质主要由表面所携带的不同官能团决定的，主要是含氧官能团（如羧基、内脂基、酚基、羰基等）。一般含氧官能团高的炭黑，挥发性高，其色调可调性能好，其流动度也较高。炭