白炭黑是微細(xì)粉末狀或超細(xì)粒子狀無(wú)水及含水二氧化硅或硅酸鹽類的統(tǒng)稱,是一種白色、無(wú)毒、無(wú)定形微細(xì)粉狀物,其SiO2含量較大(大于90%),目前,市場(chǎng)上常見(jiàn)的白炭黑有氣相法白炭黑和沉淀法白炭黑兩種。沉淀法白炭黑(學(xué)名沉淀水合二氧化硅)主要用于鞋類、輪胎和其它淺色橡膠制品,其它的用途包括在農(nóng)藥、飼料等行業(yè)中用作載體或流動(dòng)劑,在牙膏中用作摩擦劑,在涂料中用作分散劑、抗沉淀劑或者消光劑等。氣相法白炭黑(學(xué)名氣相二氧化硅)是一種多功能的添加劑, 在橡膠領(lǐng)域主要用于室溫硫化硅橡膠(RTV)、熱硫化硅橡膠(HTV) 等領(lǐng)域,其它用途還包括涂料、膠粘劑、油墨、化工機(jī)械拋光、造紙、食品以及膠體蓄電池等行業(yè),可起到增稠、觸變、消光以及防沉等作用。 氣相法白炭黑的生產(chǎn)方法主要為化學(xué)氣相沉積(CAV)法。該工藝又稱熱解法、干法或燃燒法。其制備過(guò)程是將四氯化硅(或者甲基三氯硅烷)原料送至精餾塔精餾后,在蒸發(fā)器中加熱蒸發(fā),并以干燥、過(guò)濾后的空氣為載體,送至合成水解爐。氣相法的優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單,易控制反應(yīng)條件,產(chǎn)品純度可以高達(dá)99.8%,比表面積大,活性高,表面羥基少,適合高純白炭黑的合成;缺點(diǎn)是表面存在活性硅羥基、吸附水及制備工藝導(dǎo)致其表面出現(xiàn)酸區(qū),使白炭黑呈親水性,在有機(jī)相中難以浸潤(rùn)和分散,生產(chǎn)成本高,產(chǎn)品價(jià)格昂貴, 應(yīng)用范圍小且產(chǎn)率較低。氣相法白炭黑的生產(chǎn)過(guò)程的具體操作控制比較困難, 特別是生產(chǎn)高牌號(hào)產(chǎn)品(高比表面積的產(chǎn)品)。技術(shù)難點(diǎn)是合成爐的散熱、高效分離器操作控制及氯化氫解吸三個(gè)方面,最難控制的是系統(tǒng)的氣相平衡和氣-固相平衡。在表面改性方面,跨國(guó)大公司都是采用連續(xù)化干法表面改性工藝,而且都朝著高效、節(jié)能和環(huán)保等方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)在這方面的研究還處于落后狀態(tài)。 沉淀法又稱為濕法,主要原料為石英砂、純堿、工業(yè)鹽酸、硫酸、硝酸或二氧化碳。生產(chǎn)流程主要包括沉淀、過(guò)濾、干燥和造粒等步驟。先采用燃油或優(yōu)質(zhì)煤在高溫下將石英砂與純堿反應(yīng)制備得到工業(yè)水玻璃;工業(yè)水玻璃用水配制成一定濃度的稀溶液,然后在一定條件下加入某種酸,生成水合二氧化硅沉淀后,根據(jù)成品要求,在輥筒壓濾機(jī)或者板式壓濾機(jī)中經(jīng)過(guò)濾、洗滌,除去多余的水分和反應(yīng)副產(chǎn)物,得到白炭黑濾餅;再經(jīng)過(guò)干燥(通常為噴霧干燥)得到成品。若進(jìn)一步進(jìn)行研磨或造粒處理,可得到一系列規(guī)格的產(chǎn)品。 (1)德國(guó)瓦克親水型產(chǎn)品
(2)德國(guó)瓦克疏水型產(chǎn)品
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