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沉淀法白炭黑生产工艺过程

沉淀法白炭黑的合成过程实质上就是将致密的晶体型石英砂转化为疏松的无定形水合二氧化硅的过程,即SiO2→SiO2·nH2O。沉淀白炭黑的聚集体是由一次粒子间通过强作用力形成的硬团聚,聚集体的尺寸大小和粒径分布最终决定了白炭黑可能实现的最大化分散效果。

工艺过程:沉淀法又称湿法,主要原材料为石英砂、纯碱、工业盐酸或硫酸或硝酸或二氧化碳。其路线大体上是:先采用燃油或优质煤在高温下将石英砂与纯碱反应制得工业水玻璃,随后将工业水玻璃用水配制成一定浓度的稀溶液,然后在一定条件下加入某种酸,使二氧化硅沉淀出来,再经清洗、过滤、干燥(烘干或喷雾)、粉碎研磨、制得产品白炭黑。

沉淀法又分酸法、溶胶法、碳化法等许多不同的具体方法。沉淀法制备白炭黑技术通过控制工艺条件如水玻璃浓度、硫酸浓度、水玻璃和硫酸的反应比、反应温度和添加剂种类等,可以控制产品的平均粒径和粒度分布,除了优化沉淀工艺外,干燥及造粒的过程也会对白炭黑的分散性造成影响,因此着两步优化也是传统沉淀工艺的改进方向之一。此外改变添加剂种类和加入量来调节产品的吸油值、折光系数,可以使制得的产品性能指标满足使用要求。

目前,市场上的沉淀法产品大体可分为以下三类:

第一代是传统的或被称为“标准”的白炭黑品种;

第二代产品现在被称为“易分散白炭黑”或“半高分散(Semi-DS)白炭黑”;

第三代为“高分散(HIDS)白炭黑”,具有很高的分散性,与典型的补强填料炭黑相比,它不仅能改善轮胎的抗湿滑性能,降低滚动阻力,还能改善耐磨性能。高分散白炭黑是具有高壁垒的产业,更利于产品的差异化经营,核心设备都是非标,工艺流程控制复杂,但产品附加值更高。

沉淀白炭黑(沉淀二氧化硅)是橡胶、塑料、油漆、油墨、农药及牙膏等行业不可缺少的优良助剂,特别是在橡胶工业,沉淀白炭黑已成为最佳的白色补强填料。


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