白(bái)炭黑性質用途及生(shēng)産方法
白(bái)炭黑是白(bái)色粉末狀X-射線無定形矽酸和矽酸鹽産品的總稱,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白(bái)炭黑氣凝膠,也包括粉末狀合成矽酸鋁和矽酸鈣等。白(bái)炭黑是多孔性物(wù)質,其組成可用SiO2·nH2O表示,其中(zhōng)nH2O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸,不溶于水、溶劑和酸(氫氟酸除外(wài))。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電(diàn)絕緣性。
白(bái)炭黑按生(shēng)産方法大(dà)體(tǐ)分(fēn)爲沉澱法白(bái)炭黑和氣相法白(bái)炭黑。氣相法白(bái)炭黑常态下(xià)爲白(bái)色無定形絮狀半透明固體(tǐ)膠狀納米粒子(粒徑小(xiǎo)于100nm),無毒,有巨大(dà)的比表面積。
氣相法白(bái)炭黑全部是納米二氧化矽,産品純度可達99%,粒徑可達10~20nm,但制備工(gōng)藝複雜(zá),價格昂貴;沉澱法白(bái)炭黑又(yòu)分(fēn)爲傳統沉澱法白(bái)炭黑和特殊沉澱法白(bái)炭黑,前者是指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃爲基本原料生(shēng)産的二氧化矽,後者是指采用超重力技術、溶膠-凝膠法、化學晶體(tǐ)法、二次結晶法或反相膠束微乳液法等特殊方法生(shēng)産的二氧化矽。沉澱白(bái)炭黑主要用作天然橡膠和合成橡膠的補強劑、牙膏摩擦劑等。氣相白(bái)炭黑主要用作矽橡膠的補強劑、塗料和不飽和樹(shù)脂增稠劑,超細二氧化矽凝膠和氣凝膠主要用作塗料消光劑、增稠劑、塑料薄膜開(kāi)口劑等。
用途:白(bái)炭黑的用途很廣,且不同産品具有不同的用途。用作合成橡膠的良好補強劑,其補強性能僅次于炭黑,若經超細化和恰當的表面處理後,甚至優于炭黑。特别是制造白(bái)色、彩色及淺色橡膠制品時更爲适用。用作稠化劑或增稠劑,合成油類、絕緣漆的調合劑,油漆的退光劑,電(diàn)子元件包封材料的觸變劑,熒光屏塗覆時熒光粉的沉澱劑,彩印膠闆填充劑,鑄造的脫模劑。加入樹(shù)脂内,可提高樹(shù)脂防潮和絕緣性能。填充在塑料制品内,可增加抗滑性和防油性。填充在矽樹(shù)脂中(zhōng),可制成耐200℃以上的塑料。在造紙(zhǐ)工(gōng)業中(zhōng)用作填充劑和紙(zhǐ)的表面配料。
氣相白(bái)炭黑屬于高補強填充材料,由于成本較高等原因,除特殊場合如矽橡膠補強用外(wài),一(yī)般不采用。沉澱白(bái)炭黑是橡膠補強廣泛使用的材料,一(yī)般說來,由于沉澱白(bái)炭黑(超細的、表面處理的例外(wài))補強效果還不及炭黑好,故屬半補強填充材料。因此要根據使用場合決定代替炭黑的百分(fēn)數。沉澱白(bái)炭黑用于橡膠制品有汽車(chē)、翻鬥車(chē)、卡車(chē)、拖拉機、叉車(chē)、自行車(chē)等的内外(wài)胎,工(gōng)業用皮帶、膠管、襯墊、膠闆、糧食加工(gōng)用脫谷膠輥,以及膠鞋等各種橡膠工(gōng)業制品中(zhōng)都或多或少地要用到白(bái)炭黑。在普通輪胎内添加一(yī)定量的白(bái)炭黑能提高輪胎的使用壽命。據原西德一(yī)家公司輪胎配方研究試驗結果表明,若能增配10~20份白(bái)炭黑就可以改善膠接性和抗撕裂性,使輪胎行駛裏程提高,同時還能增強輪胎對路面的抓着力,以利于安全行車(chē)。我(wǒ)(wǒ)國輪胎行駛裏程低于水平,不使用白(bái)炭黑是原因之一(yī)。此外(wài),由于炭黑發熱量大(dà),國外(wài)用于高速公路的汽車(chē)輪胎也趨向于添加白(bái)炭黑。目前國内外(wài)市場對自行車(chē)車(chē)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(bái)炭黑代替炭黑生(shēng)産的。在膠鞋的生(shēng)産中(zhōng),人們對膠鞋、雨靴、運動鞋、旅遊鞋、健身鞋、芭蕾鞋等,不但要求牢度,而且要求色調美觀、舒适輕便。白(bái)炭黑既具有良好的補強性、耐磨性、防滑性和鞋面粘着性,又(yòu)是一(yī)種良好的淺色補強材料,因此在膠鞋的發展中(zhōng)爲提供鞋的質量和款式起着重要作用。
白(bái)炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、環氧樹(shù)脂等塑料中(zhōng)都可作爲填充材料,可以提高塑料的彈性強度和耐磨性,以及硬度的熱穩定性能。用于電(diàn)纜還可以提高電(diàn)纜的電(diàn)絕緣性,如甲基乙烯基矽橡膠高壓線就要用氣相白(bái)炭黑或高質量的沉澱白(bái)炭黑。在兩層塑料薄膜之間往往不易分(fēn)開(kāi),裝袋時袋口很難打開(kāi),則白(bái)炭黑就是很頂用的開(kāi)口劑。當聚氯乙烯作家庭地闆材料時,如若加入了一(yī)定的白(bái)炭黑,則可改進産品硬度、彈性、熱變性等性能。
白(bái)炭黑做紙(zhǐ)張的上膠劑,可提高紙(zhǐ)張的白(bái)度和不透明度,改進印刷性、耐油性、耐磨性、手感性和光澤性。用于曬圖紙(zhǐ),可使紙(zhǐ)表面質量好、油墨穩定、背面無裂隙;用于疊氮紙(zhǐ)中(zhōng),可生(shēng)産出蘭圖紙(zhǐ);用于銅闆紙(zhǐ)中(zhōng)可代替钛白(bái);特别是用于新聞紙(zhǐ),加入1~2%的白(bái)炭黑,可使紙(zhǐ)的重量減輕10%,不僅紙(zhǐ)薄,而且能提高強度,除能防止油墨滲透,使印刷文字清晰外(wài),還可增加不透明度.白(bái)炭黑具有觸變性能,在塗料中(zhōng)添加少量白(bái)炭黑,能使塗層消除液滴沉降現象。在不飽和聚酯塗料中(zhōng),隻要添加0.5~2%濃度的白(bái)炭黑,就能使這種塗料在垂直表面上每次塗500g/m2也不會發生(shēng)液滴和皺折。在顔料中(zhōng)添加白(bái)炭黑,不僅能防止顔料的沉澱,且能提高對顔料、染料的吸附性,改進分(fēn)散性。當用作乳化塗料的填料時,可提高熱穩定性。爲了滿足塗料和油墨消光劑對白(bái)炭黑的要求,國外(wài)研制和生(shēng)産了消光劑品。當硝基清漆以及類似塗料含有沉澱白(bái)炭黑消光劑,可改進油漆非沉澱性能,并能使塗料易分(fēn)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(zhōng)加入0.5%的白(bái)炭黑,印刷效果好,可消除未分(fēn)散油墨滲透的影響,改進印刷材料的耐洗性,增加顔色的光澤度。
農業化學制品的制造中(zhōng),如農藥,噴施肥料等,
使用白(bái)炭黑作載體(tǐ)或稀釋劑,能保持效力持久,因爲它具有高吸附力,易于懸浮,具
有良好的親和性及化學穩定性,即使在雨水沖洗和炎熱條件下(xià),仍能長期保持不變。