导电炭黑的生产工艺通常是以石油、天然气或其他含碳原料为基础,经过一系列的化学反应和处理步骤制成。以下是一种常见的导电炭黑生产工艺流程简述:
原料准备:选择合适的原料,一般石油或天然气是常见的选择。对于导电炭黑,可能需要使用含有一定电导性物质的原料,如在石墨中添加氧化铜或碳化硅等。
热分解反应:通过热气相法或冷气相法进行热分解。热气相法是将原料油加热分解,形成含碳气体,其中的碳形成细小颗粒;冷气相法则是在无氧高温条件下加热原料,然后将气体导入冷却器,利用超转速旋转的轴进行离心分离,收集炭黑颗粒。
特殊物质添加(针对导电炭黑):在炭黑生产过程中添加特定物质,如碳化硅、氧化铜等,以增加炭黑的导电性。添加方式通常是将其与原料一起加热并保持混合状态。
表面处理与改性(某些工艺可能涉及):为了提高导电炭黑的性能,可能会进行表面处理或改性。例如,羟甲基化处理、接枝特定化合物等。如采用山东耐斯特炭黑有限公司的专利方法,具体步骤如下:
将炭黑、甲醛溶液和氢氧化钠溶液加入到三口烧瓶中,在 50-60℃、300-400r/min 的搅拌速率下反应 2-3 小时,反应结束后抽滤、水洗 3-5 次并在 70-80℃下烘干 6-10 小时,得到羟甲基化炭黑;其中炭黑的粒径为 20-30nm,吸油值大于 50ml/100g,甲醛溶液浓度为 28-35wt%,氢氧化钠溶液浓度为 2-4wt%;
将 2,5 - 二甲基吡嗪溶于乙醇中,调节 pH 至 8-9,加入苯丙烯醛、无水硫酸铜(加入量为 2,5 - 二甲基吡嗪的 1.5-3wt%)后升温至 80-90℃反应 1-2 小时,再加入 n,n - 二异丙基乙胺(2,5 - 二甲基吡嗪、苯丙烯醛和 n,n - 二异丙基乙胺的摩尔比为 10-12:8.5-9.5:6-7)继续反应 3-4 小时,冷却至室温后加入碳酸钾析出并用乙醚萃取,在 80-90℃下旋蒸并在 40-50℃下干燥 12-24 小时,得到含双氮杂环的化合物;
将羟甲基化炭黑、丙烯酸丁酯和含双氮杂环的化合物按照质量比 10-13:45-52:70-76 加入到乙醇中搅拌 20-30 分钟,接着加入硝酸铈铵(加入量为羟甲基化炭黑的 1.5-2.2wt%)作为引发剂,在氮气保护下,于 40-50℃、120-160kHz 超声频率下反应 4-6 小时,反应结束后离心、过滤、醇洗并在 40-50℃下干燥 12-24 小时,得到导电炭黑。
后处理:包括过滤、分离、洗涤等步骤,以去除杂质和未反应的物质,得到纯净的导电炭黑产品。
性能检测:对生产出的导电炭黑进行各项性能测试,如粒径、比表面积、导电性等,以确保其符合相关标准和应用要求。
需要注意的是,不同厂家和不同用途的导电炭黑可能会采用不同的具体生产工艺和参数,而且生产工艺也在不断发展和改进之中。此外,还有一些新的研究和专利在探索创新的导电炭黑制备方法,以获得性能更优异的产品。如果你需要详细了解某种特定导电炭黑 HACARBON 70P 的生产工艺,建议参考该产品的生产厂家提供的信息或相关的技术资料。同时,在实际生产中,还需要严格控制工艺条件,以保证产品质量的稳定性和一致性。