白炭黑在涂料中的应用主要有建筑、汽车、铁路车辆和船舶用涂料中,还作为调色颜料应用于灰色及其他颜色的涂料中。白炭黑的黑度和着色力高,价格稳定,因此在涂料工业不可缺少的黑色颜料。现在大部分涂料都会用白炭黑做为涂料加工产品。涂料用白炭黑重要指标一:白炭黑黑度。黑度是涂料用白炭黑的主要指标,当用于黑色涂料的着色时,例如黑色汽车面漆,要求所用白炭黑黑度愈高愈好。当将白炭黑用于调色时,黑素太高添加量太少,反而容易引起不同批次的涂料产品产生色差,故要求使用黑度较低的白炭黑。涂料用白炭黑重要指标二:白炭黑着色力。着色力(着色强度)是将白色或彩色颜料和白炭黑混合时,白炭黑的着色能力。也就是白炭黑使混合物系光吸收作用提高的程度。这一特性取决于白炭黑和颜料的配量比和白炭黑本省的性质,当配量比一定时,某一白炭黑的着色能力即为其着色强度,在涂料行业中称为着色力。白炭黑粒径小时,结构低,着色力就较高,然而当粒子小于20nm时着色能力不再上升,甚至下降。白炭黑在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出特异功能,得到人们的极大重视。天津相法白炭黑
白炭黑生产方法:化学气相沉积(CAV)法,又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气(或空气)和氢气,高温下反应而成。反应式为:SiCl4+ 2H2+ O2—>SiO2+4HCl。空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后,在蒸发器中加热蒸发,并以干燥、过滤后的空气为载体,送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化(火焰温度1000~1800℃)后,与一定量的氢和氧(或空气)在1800℃左右的高温下发生气相水解。此时生成的气相二氧化硅颗粒极细,与气体形成气溶胶,不易捕集,故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒,然后经旋风分离器收集,再送入脱酸炉,用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4~6即为成品。天津相法白炭黑疏水性气相白炭黑具有疏水性(憎水性),而且不能在水中分散。
气相白炭黑在树脂复合材料中的应用:提升强度和延伸率。环氧树脂是基本的树脂材料,把气相白炭黑添加到环氧树脂中,在结构上完全不同于粗晶二氧化硅(白炭黑等)添加的环氧树脂基复合材料,粗晶SiO2一般作为补强剂加入,它主要分布在高分子材料的链间中,而气相白炭黑由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面欠氧等特点,使它表现出极强的活性,很容易和环氧环状分子的氧起键合作用,提高了分子间的键力,同时尚有一部分气相白炭黑颗粒仍然分布在高分子链的空隙中,与粗晶SiO2颗粒相比较,表现很高的流涟性,从而使气相白炭黑添加的环氧树脂材料强度、韧性、延展性均大幅度提高。
气相白炭黑应用:1、颜(染)料。有机颜(染)料虽具有鲜艳的色彩和很强的着色力,但一般耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性能往往不及无机颜料。通过添加气相白炭黑对有机颜(染)料进行表面改性处理,不但使颜(染)料抗老化性能大幅提高,而且亮度、色调和饱和度等指标也均出现一定程度的提高,性能可与进口高质量产品相媲美,极大地拓宽了有机颜(染)料的档次和应用范围。2、陶瓷。用气相白炭黑代替纳米Al2O3添加到95瓷里,既可以起到纳米颗粒的作用,同时它又是第二相的颗粒,不但提高陶瓷材料的强度、韧性,而且提高了材料的硬度和弹性模量等性能,其效果比添加Al2O3更理想。利用气相白炭黑来复合陶瓷基片,不但提高了基片的致密性、韧性和光洁度,而且烧结温度大幅降低。此外,气相白炭黑在陶瓷过滤网、刚玉球等陶瓷产品中应用效果也十分明显。白炭黑可用在消防剂、饲料、化妆品、消光剂、颜料、油漆等许多行业。
使用白炭黑/硅烷偶联剂制备低硬度丁基橡胶制品时,如果配方中还使用了炭黑补强,由于不同品种的补强剂在丁基胶料中的作用效果不同,因此橡胶制品厂家需要掌握三种原材料的添加时机,加入炭黑再加入白炭黑/偶联剂或者白炭黑/偶联剂添加速度过快等都会导致炭黑、白炭黑在丁基胶料中的补强的效果大打折扣。在同时含有炭黑/白炭黑/偶联剂的低硬度丁基胶料混炼过程中,车间操作人员应根据实际需求调整好辊距、辊温,在丁基橡胶包辊并进行适度捏炼之后,将白炭黑/偶联剂小量缓慢加入,并逐次适当增加每次的量,每次加完之后多炼一段时间直至完全添加,之后进行左右割胶适度回炼,再将炭黑分多次少量加入,以保证丁基胶料具备良好的柔韧性、流动性,有效避免低硬度丁基橡胶制品表面出现气泡、分模线处烂边等问题。丁基橡胶生产低硬度橡胶制品使用白炭黑补强时,橡胶制品厂家通常使用硅烷偶联剂对白炭黑进行改性,常见的品种有偶联剂Si-69,改性后丁基橡胶制品的耐老化性等会随着白炭黑用量的增加而增强。需要注意的是,一般硅烷偶联剂Si-69与白炭黑反应时,通常只有添加量的50%左右参与反应,使用过程中需要停放24小时左右。白炭黑做崩解剂在水分散粒剂WDG中使用可提高悬浮率,建议使用含量10%左右。天津m5白炭黑
气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅,产品纯度可达99%,粒径可达10~20nm。天津相法白炭黑
气相白炭黑应用:化妆品。对于化妆品来说,要求对紫外线屏蔽能力强,建议是既能防护紫外中波(UVB)对人体的危害,亦能对紫外长波(UVA)起防护作用。实质上,紫外屏蔽包括两方面,一是前面所述对紫外线的吸收,另一方面是对紫外线的反射,当前,世界上从紫外反射性能角度开发的抗紫外剂还未见报道。在防晒产品中以往多使用有机化合物为紫外线吸收剂,但是存在诸如为了尽可能保护皮肤不接触紫外线而提高添加量之后,会增加发生皮肤病以及产生化学性过敏等问题,而气相白炭黑为无机成分,易于与化妆品其它组分配伍,无毒、无味,不存在上述问题,且自身为白色,可以简单地加以着色,尤其可贵的是气相白炭黑反射紫外能力强、稳定性好,被紫外线照射后不分解,不变色,也不会与配方中其它组分起化学反应。气相白炭黑的这些突出特点为防晒化妆品的升级换代奠定了良好的基础。天津相法白炭黑