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炭黑N990和喷雾炭黑指标及性能关系

发布时间: 2024-07-13 12:28:55 来源:木塑系列系统窗

  热裂法炭黑是现有炭品种系中表面积最低和粒径最大的一类,氮吸附表面积(6~14)X10mンg,粒径130~470nm。其含氧量很少而结构也很低。这类炭黑实际上没有结构,绝大多数都是单个球形粒子组成。热裂法炭黑是烃类原料在无氧(隔绝空气)无火焰的条件下,热裂解而成。以天然气或焦炉气为原料但也有以重质液烃经气化后作为原料进行生产的。先通入空气和燃料气,在炉内燃烧并加热格子砖,然后停止通空气和燃料气,用格子砖蓄存的热量裂解通入的原料气而生成炭無这样周而复始地循环操作。反应工段有两台内村耐火材料的裂解炉,炉内用耐火砖砌成花格构成方型通道。反应炉直径3.7~4.6m,高7.6~10.7m。两台炉子循环操作,一台炉子处于蓄热周期时,另一台则处干生产周期,反应亦然。这样,连续的带有炭黑的烟气连续的排往后部设备。在蓄热周期的炉子,燃料气与空气消耗因数略小于1的空气,经炉体上部的燃烧喷射器进入炉内,进一步完全燃烧,热能蓄存在炉内格子砖中,燃余气预热原料气后,经烟道放空。当炉子升温到1300~1500C后,燃烧喷射器停止燃料气和空气的供给,完成蓄热周期。原料气经燃烧-喷射器进入炉内,依靠炉内著热,高温裂解生成炭黑和氢气。由于裂解是吸热反应,格子破冷却到800℃C时,停止供原料气,完成生产周期。上述过程是由分散型控制管理系统〈DCS)来完成其蓄热周期和生产周期的互换。一般蓄热周期和裂解周期各5min,即一个蓄热-裂解周期为10m。生产周期从裂解炉排出的带有炭黑的气体经冷却塔喷水降温,经旋风分离器、袋滤器捕集炭黑,收集下来的炭暴由螺旋输送机输送,经提升、筛分、磁选,再经造粒后包装。粉状炭黑经爆旋压缩机压实后包装。

  经过造粒处理后的N990热裂解法炭黑不仅在加工中可以有效的预防粉尘和有害空气的产生,维护使用者的身体健康,而且造粒后的炭黑更易于搬运,降低了炭黑的运输成本,也改善了炭黑的流动性,更易于使用气体输送装置加料。另外造粒后,能大大的提升炭黑在胶料中的分散性。喷雾炭黑由于未经过造粒处理,加工混炼时间不得不延长,消耗了更多的能源,产生了更高的温度(可能会导致胶料焦烧),降低了设备的利用率。甚至有可能出现由于存在未分散的炭黑,引起制品内部出现空洞以及制品外观质量问题。

  筛余物和磁性物质(诸如金属碎片)含量高能引起制品外观质量和其它质量问题。在实际生产中,尤其是在生产O型圈、密封垫、风雨密封件和汽车雨刮器,这是产生废品的主要原因。废品率的增加使生产成本相应地增加。N990热裂解法炭黑的筛余物较低,不仅可以提高成品率,而且可以降低对模具的磨损,提高连续生产的时间。

  利用DBP吸收法检测喷雾炭黑的结构时,无法得到数据。分析原因,有可能是喷雾炭黑的结构非常松散(密度仅为154 KG/M3),也有可能是这种测试方法不适合检测这种形态的炭黑。

  炭黑表面上焦油状物质,可以被甲苯等一些溶剂抽出。抽出物含量高可能会污染胶料,在一些应用中能引起污染。制品外观也也许会出现问题。

  喷雾炭黑的比表面积比N990热裂解法炭黑的大,从理论上讲,喷雾炭黑的粒子比N990热裂解法炭黑小,补强性更好,而N990热裂解法炭黑在胶料中的填充量则更大一些,胶料的各项技术指标却不会随N990热裂解法炭黑份数的加大而下降。

  N990热裂解法炭黑加热减量明显低于喷雾炭黑。如果炭黑水分含量高,在硫化时,可导致制品中产生气泡,进而使制品内部出现气孔和外观品质问题,因此在生产中我们更希望使用水分含量低的炭黑。

  加工中,由于氟胶是高饱和胶,不能使用硫黄硫化体系,因此喷雾炭黑不适合氟胶的生产加工中。

  综上所述,我们感到对比喷雾炭黑,N990热裂解法炭黑作为一种功能性填充剂,具有加热减量小、纯度高、粒子大、结构低、流动性好、填充量高等优势,更适用于相关橡胶制品,尤其是在生产配方中的胶料较昂贵,尺寸公差要求严格,动态性能要求优秀的制品中,如氟胶、丁腈胶、三元乙丙胶、氯丁胶、丁基胶等。另外大量使用热裂解法炭黑不但可以降低成本,而且使用造粒后的炭黑可以改善工作环境,提高连续生产能力。