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大连连晟2018-06-12 15:55:17

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色素炭黑 

色素炭黑 color black 在油墨、油漆、涂料、塑料等制品中作着色颜料用的炭黑。按着色强度(或黑度)和粒子大小一般分为高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四种。主要是油炉法生产和槽法生产。

基本信息

中文名称

色素炭黑

    

色强度(或黑度)和粒子大小

              

油墨、油漆、涂料、塑料等

          生产方式

油炉法生产和槽法生产

介绍

色素炭黑 color black 在油墨、油漆、涂料、塑料等制品中作着色颜料用的炭黑。按着色强度(或黑度)和粒子大小一般分为高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四种。主要是油炉法生产和槽法生产。

用途

色素炭黑作为一种无机黑色颜料,在各个领域都有广泛的应用,现将其用途及作用详细明细;

密封胶类:色素炭黑在密封胶行业中有不可或缺的作用:如汽车密封胶,色素炭黑除染色外可延长使用寿命,吸收紫外线以起到抗紫外线的效果,色素炭黑在其中还可以起到耐酸碱耐腐蚀的作用,在其他密封胶行业中与此类似。

色浆类:色素炭黑在色浆中的作用主要是染色,炭黑作为黑色染料在所有的染料中性价比是比较高的,当然还有一点就是,炭黑的物化性能比较稳定一旦做成成品不易发生化学反应,此点要优于有机染料。

色母类:色素碳黑(鞋材EVA发泡用) ,色素碳黑无卤电缆料专用,(塑料发泡专用)色素炭黑,色素碳黑吹膜色母用,色素碳黑塑料色母用,色素碳黑PVC电缆料用,色素碳黑PVC胶粒用,色素碳黑涤纶母粒用,色素碳黑高光泽蓝相色母用,色素碳黑化纤色母用,色素碳黑短纤色母用,色素碳黑压延膜用,色素碳黑PE电缆料用。

油墨类:高色素碳黑一体机油墨用,高色素炭黑墨水墨汁用,色素碳黑塑料编制袋油墨用,色素碳黑塑料油墨用,色素碳黑塑料复合油墨用,色素炭黑塑料凹版油墨用,色素炭黑凹印油墨用,色素炭黑丝印油墨用,

涂料类:色素炭黑金属涂料用,色素炭黑塑料涂料用,色素炭黑汽车涂料用,色素炭黑船舶涂料用。

油漆类:色素炭黑摩托车漆汽车漆用,色素炭黑耐高温漆用,色素炭黑环氧地坪漆用,色素炭黑防腐漆用,色素炭黑绝缘漆用,色素炭黑耐热漆用,色素炭黑醇酸漆用,色素炭黑耐候涂料用等。

特种碳黑及建筑材料类:高色素碳黑环保炭黑铅笔芯用,复合肥用色素炭黑,色素炭黑耐火材料用,色素炭黑混凝土发泡板用,超细色素碳黑,水溶性色素碳黑,色素碳黑环保炭黑,色素碳黑耐高温炭黑,色素碳黑绝缘炭黑,高光泽兰相色素碳黑,色素碳黑人造革用,色素炭黑水泥勾缝用,色素碳黑化妆品睫毛膏用。

注意事项

1)色素炭黑的几个典型参数

黑度(反射率)——炭黑黑度通常以反射率测定仪测定的数据来表示,在大部分情况下也反映了该炭黑的原始粒径,是衡量该炭黑市场价格的重要参数之一。反射率越低,炭黑黑度越高,粒径也越小。反之亦然。

挥发份——炭黑表面携带含氧基团的数量,反映了炭黑的表面物理性能、电化学性能和应用性能,也是衡量该炭黑市场价格的重要参数之一。

结构——炭黑结构是炭黑微粒子聚集体形成的链枝程度的表征值,它表示了炭黑内部的空隙程度。通常以吸油值(DBP吸收值)表示。

高、低结构炭黑与应用性能之间地关系示意图

2) 炭黑分散的重要的意义

颜料在应用过程中都必须分散到符合光学性能的微粒子状态,炭黑是所有颜料中最难分散的一种颜料之一,因此炭黑分散的好坏会直接影响到炭黑的黑度、色相和遮盖能力,直接影响到用户最终的使用效果。

炭黑的分散过程主要受到三个因素的影响

a)炭黑的本质特性:炭黑的原始粒径、结构和表面各种基团都会对分散产生很大的影响。通常情况下炭黑的原始粒径小、结构低、挥发份低分散困难,反之则相对容易些。

b)使用者的配方:炭黑使用者的配方,基料、溶剂和树脂的性能都会非常显著地影响炭黑的最终分散情况,尤其是炭黑用树脂的选择。

c)分散设备:不同的分散设备在相同条件下的分散效果是完全不同的。正确选用分散设备是使用者必须重视的。

3)选择炭黑的基本思路

使用者在选择炭黑前首先要考虑的是:你想用炭黑来达到什么要求?着色、调色、抗紫外线还是起导电作用。最重要的是一定要和炭黑的专业技术工程师进行沟通,共同对物料体系进行技术评价,选择比较合适的炭黑品种。通常情况是:

着色用——选择黑度高、粒径小的炭黑,但一定要保证炭黑经过合理的、完全的分散,否则反而会背道而驰,达不到原来要求。

配色用——选择黑度低、粒径大、易分散的炭黑。

抗紫外线用——主要用在塑料和橡塑里,选择中等粒径、结构稍高些的炭黑,它们的抗紫外线性能最佳。

一、着色用炭黑

色素炭黑一般都能较好的给塑料着色,可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑,着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。 用极细的色素炭黑可以完成黑度要求特别高的着色; PE垃圾袋,塑料袋,电缆材料之类产品只需中等水平黑度,可以用比表面积较低,结构较高的炭黑品种;塑料调色时,炭黑称量和配料时出现的微小误差,均会导致明显的色差,因此,宜采用粒径较大,着色力较差的低色素炭黑,这样炭黑用量可以稍大,称量误差相对小些,并有分散性较好、价格较低的优点。

对于灰色塑料,采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色,而采用粗粒子色素炭黑可产生蓝相灰色。

与其它有机颜料相比,炭黑除分散较困难外,其他性能均较好。科学的炭黑配合量,可提供较好的抗静电或导电性。

炭黑基本上是无毒的,但较易飞扬和污染,故常以色母粒形式供塑料行业使用,在消除污染的同时也改善了炭黑在塑料中的分散。

炭黑作为塑料用颜料,常用的剂型有粉状和粒状。粒状炭黑飞扬较少,但分散较难,故在塑料着色中采用粉状炭黑。

二、紫外线防护性的应用

炭黑在塑料工业中用途之一是防紫外光老化,由于炭黑有较高的吸光性,因而能有效的防止塑料受阳光照射而产生光氧化降解。炭黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有:把光能转化为热能;保护塑料表面而免遭一定波长的射线照射;截取而产生防老化作用,从而阻止催化降解。紫外线对聚烯烃特别有害,试验证明当一定细度的炭黑的浓度为百分之二时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。

炭黑对塑料的紫外线老化的防护作用,取决于炭黑的粒径、结构和表面化学性。

炭黑的粒径较小时,因表面积增大,其吸收光或遮光能力增加,故紫外线防护作用增强,但粒径小于20nm,其防护作用趋于同一水平,原因是当粒径过小时,逆向散射减小,而继续向前的光会威胁聚合物的稳定性。

结构较低,即聚集体尺寸较小时,因聚集体几何体积较小,会增强对聚合物的防护作用,这也是结构较低的炭黑较黑的原因。

炭黑表面含氧基团较多,即挥发份较高时,能消除聚合物分解时产生的基因,因此防护作用也增强。

三、其中注塑色母粒又分为高级和普通型

高级色母粒主要用于化妆品包装盒,汽车用ABS,高级PVC合成革,家用电器外壳及其他高级制品。其要求色母粒用颜料分散均匀,尤其要求着色制品无色点,色斑。用炭黑应该选用粒径小,低结构的色素炭黑,因为黑度主要基对于光的吸收,粒径越小光吸收越高,光反射越弱,黑度就越高,产品一般乌黑发亮。

普通级色母粒主要用于PE垃圾袋,电缆,管材等之类产品,高级薄膜要求颜料颗粒小,分散均匀,在膜上不应该有大于0.6mm色点,普通薄膜可以选用粒径较大,结构较高,中等黑度,分散性较好的普通色素炭黑既可以。

纤维色母粒主要分为丙纶,涤纶。主要用于化纤丝,地毯,无纺布等。要求炭黑含有高纯度,好分散性,高着色力,无杂质,颜料颗粒小于1um

四、炭黑分散设备

炭黑形状 分散设备

粉状 三辊机、碾磨机、园盘分散机、挤出机、高速混合机

粒状 密炼机、双辊机、球磨机、砂磨机

制作工艺

炉法
由天然气或高芳烃油料在反应炉中经不完全燃烧或热解生成炭黑,[1]此种炭黑称为炉黑,是炭黑品种中产量最大、品种最多的一类。炉黑与槽黑及热裂黑的显著区别是,其粒子的熔结或聚结程度可根据不同用途来调节。所以,同一粒径范围的炉黑,又分为若干不同结构的衍生品种。另外,炉黑的含氧量通常比槽黑低(少于1%),表面呈中性或弱碱性。炉黑生产的特点是,燃料在反应炉中燃烧,提供原料裂解所需的热量。燃烧和裂解过程同时发生。根据所用原料形态的不同,炉黑生产可分为气炉法和油炉法两种。气炉法所用原料和燃料均是天然气。油炉法的燃料可以是天然气、焦炉气,也可以是液态烃,原料则选用高芳烃油料,如乙烯焦油和蒽油等。在炉黑生产工艺流程中,反应炉是核心设备。生产不同品种的炉黑需采用不同结构尺寸的反应炉。空气和燃料在反应炉中燃烧,原料经雾化后喷入燃烧的火焰中,经高温热解生成炭黑。炭黑悬浮于燃余气中形成烟气。烟气经急冷后送空气预热器、油预热器进一步降温,最后送入袋滤器,分离出的炭黑送到造粒机中造粒,然后在干燥机中干燥。

槽法
以天然气为主要原料,以槽钢为火焰接触面而生产炭黑,此种炭黑称为槽黑。与炉黑及热裂黑相比,其粒子较细而比表面积较大。同时,由于采用特定的生产方式,其表面受到氧化,含有较多的含氧官能团而呈酸性。这类炭黑粒子的聚结程度较低。因含有较多的含氧官能团,可延缓橡胶的硫化速度,提高聚烯烃的耐候性以及赋予油墨良好的流动性和印刷性能。  热裂法热裂法热裂法热裂法   以天然气、焦炉气或重质液态烃为原料,在无氧、无焰的情况下,经高温热解生成炭黑,称为热裂黑。它是炭黑品种中比表面积最低的一类,基本上以单个球形粒子存在,不熔结或聚结成聚集体,其表面含氧量亦很少(0.1%0.3%)。热裂黑主要有三个品种:中热裂黑、不污染的中热裂黑和细热裂黑。中热裂黑的氮吸附比表面积为610m2/g,细热裂黑则为1015m2g

质量指标

外观 黑色微细粉末

灰分 ≤0.3%

比表面积 200~600m2/g

pH2-4

加热减量 ≤4%

着色力 ≥150%

选用方法

 色素炭黑的运用首要依据个人的商品来选用,色素碳黑做为颜料,在油墨、涂料、油漆、色浆、密封胶、塑料、陶瓷、塑胶、电缆等工业出产范畴运用规模较广。不一样的范畴对色素碳黑的功能需求也不一样,甚至在一样范畴,因为出产的商品质量不一样,对质料的功能需求也会有较大的不同。  

我们都晓得,色素碳黑的粒径越小,其黑度就越高。可是因为粒子间的聚合能较大,所以在涣散时就需求更大的能量,选用适宜的涣散剂与较好的涣散设备就显得至关重要。所以在出产对黑度需求不高的商品时,尽量不要挑选高色素炭黑,要挑选吸油量较低、黑度中等、上色力较好的中色素碳黑来运用,其价位不会很高,还能极好地满意出产需求。  
中色素炭黑不论怎样尽力也不会做出高色素碳黑的黑度与作用,在对黑度需求较高的商品(如高级汽车漆)里,选用高黑度,通过后处理改进涣散性的色素炭黑商品,会到达杰出的作用 。

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