碳黑在什麼樹脂里最穩定

㈠ 炭黑在塗料油墨裡面的用途

你是想問炭黑在塗料裡面的作用吧？
炭黑在塗料裡面當然主要是調色用哦，用在黑色塗料裡面，炭黑是黑色塗料最好的原料，經過碾磨後可以直接用作黑色染料，水性油墨等。另外炭色還具防紫外線的作用，防老化的作用等

㈡ 樹脂中大概加多少含量的炭黑幾乎就沒流動性

碳黑(carbon black)，又名炭黑，是一種無定形碳。輕、松而極細的黑色粉末，表面積非常大，范回圍從答10~3000m2/g，是含碳物質(煤、天然氣、重油、燃料油等)在空氣不足的條件下經不完全燃燒或受熱分解而得的產物。比重1.8-2.1。由天然氣製成的稱"氣黑"，由油類製成的稱"燈黑"，由乙炔製成的稱"乙炔黑"。此外還有"槽黑"、"爐黑"。按炭黑性能區分有"補強炭黑"、"導電炭黑"、"耐磨炭黑"等。可作黑色染料，用於製造中國墨、油墨、油漆等，也用於做橡膠的補強劑。

㈢ 碳黑的主要性質

炭黑的生產工藝不同，則表面的化學性能也有差別。大多數炭黑的真實表面積大於由粒徑計算出的幾何表面積。這是由於炭黑特別是粒徑小於25nm的炭黑表面存在許多微孔。
據分析，可在炭黑表面檢測如酚基、醌基、羧基等基團，這些酸性基團濃度在氣黑和氧化爐黑的表面特別高。在爐黑中可檢測到吡喃酮結構，這種結構決定了爐黑的鹼性性質。揮發份含量可判斷表面官能團的濃度，也可測得炭黑的極性。另外由於炭黑的表面積較大，容易吸附揮發份環境中的水分，所以炭黑在運輸，貯存及使用過程中要特別注意吸濕問題。
大部分都是探討導電粒子接觸的幾何學研究。該理論認為，炭黑填充量越大，處於分散狀態的炭黑粒子或炭黑粒子集合體的密度也越大，粒子間的平均距離越小，相互接觸的幾率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合體形成的導電通路也越多。不同極性的高聚物與炭黑組成共混體系的極性越大，炭黑臨界體積分數就越大，意味著體系的導電性下降，因為炭黑表面含有很強的極性基團，基體極性大，作用增強，這時強度增加，卻妨礙導電粒子自身的凝集，以致導電性差。但是在多組分基體樹脂與炭黑組成的共混體系中，由於不同基體的極性不同，填充炭黑會產生偏析現象，這時導電性能取決於炭黑粒子在偏析相中的濃度和分布狀態，還取決於偏析相高聚物所佔比例。 顏料黑越細，炭黑聚集體之間接觸點便越多，結果它們之間內聚力越強，當把顏料黑摻入料，即開始進行始炭黑均勻分布時，則對分散要作的功便大，以把炭黑粒子分隔開來，最終達到最高的黑度和著色。與高結構炭黑相比，低結構炭黑較有可能達到高的濃度，但在分散過程中卻因此需要較大分散力。炭黑的分散性能受結構程度的影響，由於高結構炭黑具有良好的分散性能，所以其著色強度也就自然較強。
在使用粉狀炭黑時，會出現分散及令人頭疼的灰塵問題，因此，可使用母粒或漿狀物。
預制炭黑的價格要比單純使用顏料黑要高，但若考慮到清潔的工序、高的效率及技術投資少的優點，炭黑制劑是有其價值的。 光會使塑料老化，尤其是陽光中的紫外線會加速塑料的老化。在配合運用有機紫外光吸收劑和抗氧化劑可使壽命延長。然而顏料黑仍然被認為是最好的紫外線穩定劑。
顏料黑作為紫外光吸收劑，主要用作延長塑料製品在戶外使用壽命。
濃度為0.5%的小粒徑炭黑（20 nm）與2%的相對粗粒徑的炭黑（95 nm）差不多具有同樣的光保護作用。 炭黑按用途不同，通常分為色素用炭黑、橡膠用炭黑、導電碳黑和專用碳黑。
色素用炭黑—國際上，根據炭黑的著色能力，通常分為三類，即高色素炭黑，中色素炭黑和低色素炭黑。這種分類通常用三個英文字母表示，前兩個字母表示炭黑的著色能力，最後一個字母表示生產方法。
橡膠用炭黑—橡膠用炭黑原來是按粒徑大小來分類的，但後來改為按氮表面積分類。此外，命名時把炭黑顏料的硫化速度和結構等因素也考慮進去了，由4個系統構成。第一個英文字母代表膠料的硫化速度，以N代表正常硫化速度，S代表緩慢硫化速度。後面3個為阿拉伯數字。第一個數字代表炭黑氮表面積范圍，共列為0~9個等級。第二和第三個數字則由美國材料試驗協會負責炭黑和術語的D24.41委員會指定的，反映不同的結構程度，也就是炭黑大概的高低結構確定的，有一定的任意性。相對而言，數字越大，結構越高。 主要分為N220、N330、N550、N660、N990、N110、N115、N234、N326、N339、N375、N539、N550、N880等。

㈣ 影響炭黑分散的原因有哪些

分散是通過在色素炭黑表面形成樹脂或者高分子包裹層，從而使原先的顏料附聚體形成更穩定的小的附聚體，也就是說炭黑分散劑要發揮作用，必須和顏料表面有足夠強度的親和力或者作用力才能在顏料表面更強更穩定的吸附層，也就是包裹層；同時，炭黑分散體系中的溶劑和樹脂也會對顏料產生競爭吸附，分散劑還必須與顏料形成比樹脂和溶劑更強的吸附才能發揮分散作用。

炭黑系列中的色素炭黑是黑色塗料、油漆中比較好用的顏料。但是，有時候因為諸多原因，時間久了會產生絮凝的情況，這一現象想要得到良好的解決，首先要把炭黑的絮凝機理搞清楚。在各色的顏料中炭黑的分散是最為困難的，由於炭黑顆粒之間有著極強的聚集性，較高的高吸油量所造成的。另外，炭黑，特別是後氧化處理過的色素炭黑表面積一般都比較大，容易吸附周圍環境中的水分。

㈤ 氣相白炭黑的氣相白炭黑在各領域應用

以下是氣相白炭黑在各行業的應用 樹脂基復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等特點，但近年來材料界和國民經濟支柱產業對樹脂基材料使用性能的要求越來越高，如何合成高性能的樹脂基復合材料，已成為當前材料界和企業界的重要課題。氣相白炭黑的問世，為樹脂基復合材料的合成提供了新的機遇，為傳統樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，只要能將氣相白炭黑顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，完全能達到全面改善樹脂基材料性能的目的。
1、提高強度和延伸率。環氧樹脂是基本的樹脂材料，把氣相白炭黑添加到環氧樹脂中，在結構上完全不同於粗晶二氧化硅（白炭黑等）添加的環氧樹脂基復合材料，粗晶SiO2一般作為補強劑加入，它主要分布在高分子材料的鏈間中，而氣相白炭黑由於表面嚴重的配位不足、龐大的比表面積以及表面欠氧等特點，使它表現出極強的活性，很容易和環氧環狀分子的氧起鍵合作用，提高了分子間的鍵力，同時尚有一部分氣相白炭黑顆粒仍然分布在高分子鏈的空隙中，與粗晶SiO2顆粒相比較，表現很高的流漣性，從而使氣相白炭黑添加的環氧樹脂材料強度、韌性、延展性均大幅度提高。
2、提高耐磨性和改善材料表面的光潔度。氣相白炭黑顆粒比SiO2要小100—1000倍，將其添加到環氧樹脂中，有利於拉成絲。由於氣相白炭黑的高流動性和小尺寸效應，使材料表面更加緻密細潔，摩擦系數變小，加之納米顆粒的高強度，使材料的耐磨性大大增強。
3、抗老化性能。環氧樹脂基復合材料使用過程中一個致命的弱點是抗老化性能差，其原因主要是太陽輻射的280—400nm波段的紫外線中、長波作用，它對樹脂基復合材料的破壞作用是十分嚴重的，高分子鏈的降解致使樹脂基復合材料迅速老化。而氣相白炭黑可以強烈地反射紫外線，加入到環氧樹脂中可大大減少紫外線對環氧樹脂的降解作用，從而達到延緩材料老化的目的。 我國是塗料生產和消費大國，但當前國產塗料普遍存在著性能方面的不足，諸如懸浮穩定性差、觸變性差、耐候性差、耐洗刷性差等，致使每年需進口大量高質量的塗料。上海、北京、杭州、寧波等地的一些塗料生產企業敢於創新，成功地實現了氣相白炭黑在塗料中的應用，這種納米改性塗料一改以往產品的不足，經檢測其主要性能指標除對比率不變外，其餘均大幅提高，如外牆塗料的耐洗刷性由原來的一千多次提高到一萬多次，人工加速氣候老化和人工輻射暴露老化時間由原來的250小時（粉化1級、變色2級）提高到600小時（無粉化，漆膜無變色，色差值4.8），此外塗膜與牆體結合強度大幅提高，塗膜硬度顯著增加，表面自潔能力也獲得改善。
五、橡膠
橡膠是一種伸縮性優異的彈性體，但其綜合性能並不令人滿意，生產橡膠製品過程中通常需在膠料中加入炭黑來提高強度、耐磨性和抗老化性，但由於炭黑的加入使得製品均為黑色，且檔次不高。而氣相白炭黑在我國的問世為生產出色彩新穎、性能優異的新一代橡膠製品奠定了物質基礎。在普通橡膠中添加少量氣相白炭黑後，產品的強度、耐磨性和抗老化性等性能均達到或超過高檔橡膠製品，而且可以保持顏色長久不變。納米改性彩色三元乙丙防水卷材，其耐磨性、抗拉強度、抗折性、抗老化性能均提高明顯，且色彩鮮艷，保色效果優異。彩色輪胎的研製工作也取得了一定的進展，如輪胎側面膠的抗折性能由原來的10萬次提高到50萬次以上，有望在不久的將來，實現國產汽車、摩托車輪胎的彩色化。 1、在光學領域的應用納米微粒應用於紅外反射材料主要是製成薄膜和多層膜來使用。納米微粒的膜材料在燈泡工業上有很好的應用前景。高壓鈉燈以及各種用於拍照、攝影的碘弧燈都要求強照明，但是燈絲被加熱後69%的能量轉化為紅外線，這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉，僅有一少部分轉化為光能來照明，同時，燈管發熱也會影響燈具的壽命，如何提高發光效率，增加照明度一直是急待解決的關鍵問題。納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑。80年代以來，科研技術人員用納米Si0X和納米TiO2微粒製成了多層干涉膜，總厚度為微米級，襯在燈泡罩的內壁，結果不但透光率好，而且有很強的紅外線反射能力。據專家測算同種燈光亮度下，該種燈具與傳統的鹵素燈相比，可節約15%的電能。
2、新型有機玻璃添加劑飛機的窗口材料常用的是有機玻璃（PMMA），當飛機在高空飛行時窗口材料經紫外線輻射易老化，造成透明度下降。為解決此問題，利用納米Si0X極強的紫外反射性能，在有機玻璃生產過程中加入表面修飾後的納米Si0X，生產出的產品抗紫外線輻射能力提高一倍以上，抗沖擊強度提高80%。

㈥ 白炭黑加入環氧樹脂比例

白炭黑加入環氧樹脂比例是一比20至50。把氣相白炭黑添加到環氧樹脂中，其很容易和環氧環狀分子的氧起鍵合作用，可以提高分子間的鍵力，從而使氣相二氧化硅添加的環氧樹脂材料強度，韌性，延展性均大幅度提高。

㈦ 如何改性白炭黑，用什麼偶聯劑好，和它的制備工藝

1.制備氣相法白炭黑技術

氣相法白炭黑為白色無定型絮狀半透明固體膠態極微粒子，其化學式可以寫作SiO2·nH2O， 外觀為蓬鬆的白色粉末，無毒無味，不溶於水和酸，化學性質穩定，耐高溫，不燃燒，具有很高的電絕緣性。氣相法白炭黑以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性而在橡膠、塗料、醫葯、造紙等諸多工業領域得到廣泛的應用，並為許多工業領域的發展提供了新材料和技術保障，已成為當今世界材料科學中最能適應時代要求和發展最快的品種之一。
當前生產狀況
20世紀六、七十年代，氣相法白炭黑主要以四氯化硅為原料，生產工藝較易控制，但成本較高。目前氣相法白炭黑工業的一個發展趨勢是氣相法白炭黑製造公司與有機硅單體生產公司密切合作，利用廉價的有機硅副產物為主要原料，生產氣相法白炭黑。而氣相法白炭黑生產過程中副產的鹽酸，則返回有機硅單體廠用於有機硅單體的合成，同時所生產的氣相法白炭黑又大部分用於有機硅產品的後加工，形成一個資源循環利用、相互促進發展的良性循環，具有極好的社會經濟效益。

氣相法白炭黑的制備原理是硅鹵化合物在氫氣氧氣燃燒生成的水中進行高溫(>1000℃)水解反應；然後驟冷，經過聚集、脫酸等後處理工藝而獲得產品。其化學反應方程式如下：
SiCl4+2H2+O2 →SiO2+4HCl
CH3SiCl3+2H2+3O2 →SiO2+3HCl+CO2+2H2O
其中，CH3SiCl3是直接法合成甲基氯硅烷生產過程中不可避免的副產物，其比例約占單體總產量的10%～15%；由於Si原子上多出一個甲基，用其合成白炭黑的機理要比用SiCl4復雜得多。隨著甲基氯硅烷生產能力的大幅度提高，副產物CH3SiCl3的積壓也越來越嚴重，傳統方法是用於合成硅樹脂和防水塗料，但用量十分有限。由於這些副產物都是低沸點、高腐蝕的物質，其出路已成為我國有機硅單體工業發展的瓶頸。國際上通行的方法是將其用於制備氣相法白炭黑。如果實現了HCl的循環使用，還將有助於提高有機硅單體廠的氯利用率，對其提高綜合利用水平，降低單體生產成本有很重要的作用。
目前，世界上能夠生產氣相法白炭黑的國家有美國、德國、比利時、英國、日本、烏克蘭和中國，全世界氣相法白炭黑的生產能力已經超過11萬t/a， 我國氣相法白炭黑的生產廠家有沈陽化工股份有限公司、上海氯鹼化工股份有限公司。其中沈陽化工股份有限公司的產品規模和產量大、品種多，技術水平較高，產品質量和裝置消耗定額已經達到國外同類產品水平，該公司近幾年來通過消化吸收國外先進技術建成兩套親水性氣相法白炭黑生產裝置，生產能力為500t/a。
氣相法白炭黑的應用

◆ 在硅橡膠上的應用
氣相法白炭黑在硅橡膠中的用量非常大，尤其是在熱硫化硅橡膠中，其添加量可達40%～50%。雖然沉澱法白炭黑也可作為硅橡膠的補強填料使用，但由於吸水性和雜質含量較高，導致用其填充的硅橡膠的電性能、耐熱性等不如用氣相法白炭黑填充的硅橡膠；因此，氣相法白炭黑在該應用領域中占據著主導地位。未經補強的硅橡膠，其強度不超過0.4MPa，沒有使用價值，經氣相法白炭黑補強之後，其強度可提高40倍。所以，氣相法白炭黑是硅橡膠的優良補強劑。關於氣相法白炭黑的補強機理及模型非常多。比較認可的解釋是白炭黑表面的自由羥基與硅橡膠分子形成了物理或化學結合，在白炭黑表面形成硅橡膠分子吸附層，構成氣相法白炭黑粒子與硅橡膠分子聯成一體的三維網路結構，從而起到補強作用。由於白炭黑表面的羥基與硅橡膠分子鏈形成氫鍵結合，在硅橡膠混煉膠的貯存過程中容易造成結構化效應，隨著貯存時間的延長，混煉膠的塑性降低，加工性能變差，因此一般都需要添加適當的加工助劑(如羥基硅油等)或者選擇表面經過處理的氣相法白炭黑。白炭黑經過預處理後，表面的羥基數減少，有助於白炭黑在生膠中的分散以及減少白炭黑與硅橡膠分子鏈間形成的氫鍵，從而防止結構化效應。加工助劑的加入與表面處理的效果相同。隨著表面處理程度或加工助劑的增加，混煉膠的混煉時間縮短、可塑性增加，硫化膠的硬度下降。
◆ 在橡膠中的應用
白碳黑的最重要應用是用作橡膠的補強劑，其用量約占總產量的80-90%。當它用於製造透明或不透明淺色的橡膠製品時，可以提高製品的耐磨性、耐撕裂強度和硬度。用作紡織、糧食加工器材的膠輥和膠帶時，不僅可以大大提高其抗張力，而且能提高製品的硬度和耐磨性能。白碳黑加到合成膠中，除了能提高合成膠的強度和改善性能外，還能使產品美觀透明。在輪胎製作中，白碳黑的使用量急速上升，特別在改善輪胎的耐磨性，提高輪胎的壽命等方面白碳黑表現出獨特作用。據有關專家預測，至2005年將有85％的轎車輪胎使用白碳黑，在載重輪胎配料中使用白碳黑也會大幅度增加，輪胎中白碳黑的年使用量可達到12－80萬噸。
與炭黑相比，未經處理的白碳黑添加於橡膠中可能會干擾硫磺對橡膠的硫化過程，同時由於橡膠與填充料之間的相互作用較弱，因而使膠料的耐磨性較差。但是，白碳黑表面存在的活性羥基易於進行化學反應，因此白碳黑可以通過選定的偶聯劑的作用使白碳黑進行表面改性，改性後的白碳黑可以消除上述兩個方面的影響。
◆ 在塑料中的應用
塑料中添加白炭黑，可提高材料的強度、韌性，明顯提高防水性和耐老化性。在工程塑料中，利用共混法將氣相法白炭黑添加到不飽和聚酯中，當SiO2的質量分數達到5%時，試樣的耐磨性提高2倍，拉伸強度提高1倍以上，莫氏硬度為2
9，硬度接近大理石，沖擊強度也大大提高。在環氧樹脂中添加質量分數為3%的氣相法白炭黑，材料的抗沖擊強度提高40%，拉伸強度提高21%。若用硅烷偶聯劑對氣相法白炭黑進行改性後，沖擊強度可以提高124%，拉伸強度提高30%。用納米級白炭黑改性聚醯亞胺(PI)，拉伸強度可提高15倍， 斷裂伸長率提高3倍。在通用塑料中，利用氣相法白炭黑的高強度、高流動性和小尺寸效應，可提高塑料的緻密性、光潔度和耐磨性能。若通過適當的表面改性，則可在增強塑料的同時，對塑料增韌。將氣相法白炭黑添加到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中製成的SiO2/PMMA復合材料，缺口沖擊強度提高80%以上，且光學性能良好。
小結
目前世界上只有美國、德國、日本、烏克蘭、中國等少數幾個國家的少數企業可以生產氣相法白炭黑產品，而大規模的生產技術被Degussa、Carbot等幾個大公司壟斷，我國自己生產的白炭黑打破了西方國家多年來對我國的技術封鎖，但我國的白炭黑工業也存在生產規模小、品種牌號單一、科技開發落後、產品應用技術開發和市場開發工作不夠等不足，而我國白炭黑的需求增長很快，市場潛力巨大，所以熟悉掌握大規模生產白炭黑的技術已成為當務之急，此外，抓住當前的有利時機加強有機硅單體、氣相法白炭黑和有機硅後加工企業緊密合作，提高技術水平，也是發展的重點問題

2.氯氫化制備三氯氫硅技術（最理想技術）
SiCl4氫化新工藝,是將粉末狀鎳觸媒與硅粉按一定比例混合,裝入反應器中,在氫氣氛中和430℃溫度下對其進行4小時活化處理後,即可通入SiCl4與H2的混合氣體,進行氫化反應,反應溫度為400-500℃,壓力10-20Kg/cm2.在觸媒的壽命有效期內,不必添加,氫化反應可連續進行.$這種新工藝,操作簡單,SiCl4一次轉化率高、能耗較低.

一種將氣體SiCl↓〔4〕與氫氣混合後，通過含有一定比例觸媒的硅粉層進行氫化反應而生成SiHCl↓〔3〕的方法，其特徵在於所選用的觸媒為粉末狀鎳觸媒，該觸媒一次加入反應器中，經活化處理，氫化反應可連續進行，反應溫度為400～500℃、壓力10～20kg／cm↑〔2〕。

SiCl－〔4〕氫化新工藝，是將粉末狀鎳觸媒與硅粉按一定比例混合，裝入反應器中．在氫氣氛中和430℃溫度下對其進行4小時活化處理後，即可通入SiCl－〔4〕與H－〔2〕的混合氣體，進行氫化反應，反應溫度為400－500℃，壓力10－20Kg／cm＋〔2〕．在觸媒的壽命有效期內，不必添加，氫化反應可連續進行．這種新工藝，操作簡單，SiCl－〔4〕一次轉化率高、能耗較低．

一種將氣體SiCl↓〔4〕與氫氣混合後，通過含有一定比例觸媒的硅粉層進行氫化反應而生成SiHCl↓〔3〕的方法，其特徵在於所選用的觸媒為粉末狀鎳觸媒，該觸媒一次加入反應器中，經活化處理，氫化反應可連續進行，反應溫度為400～500℃、壓力10～20kg／cm↑〔2〕。

四氯化硅還原製取多晶硅少不了原料精製這一關鍵環節。
精製提純方法主要有：精餾法、吸附法、部分水解法、絡合法。根據原料的組成，可以單獨使用，也可組合使用。
1、精餾法
使用兩級篩板塔（每塔100塊塔板）即可得到較高純度的四氯化硅。但對於完全除去硼、磷的氯化物，還可以結合吸附法進行。
為避免精餾過程的污染，精餾設備一般可選用石英玻璃、聚四氟乙烯、高純不銹鋼等。
流程：原料經蒸發器蒸發後進入第一精餾塔的頂部，塔頂連續排放低沸物，釜液連續進入第二塔的塔釜，第二塔塔釜連續排放高沸物，純四氯化硅由第二塔塔頂連續派出。第一塔只有提留段，主要分離低沸物，第二塔只有精餾段，主要分離高沸物。
2、吸附法
固體吸附的基本原理是基於化合物中各組分化學鍵極性不同來進行吸附分離。吸附劑可選用硅膠、活性氧化鋁、，難點是超純吸附劑的制備。
資料介紹：經過精餾後的四氯化硅經過一次吸附，硼的質量分數可降低到6x10-9方，二次吸附可降低到2x10-10方。
3、部分水解法
原理是：鹵化硼和其他含硼絡合物以及鈦、鋁等元素的氯化物比四氯化硅更容易水解，形成不揮發的化合物。
水的加入方式最好用一股含水的濕氣體通過液態四氯化硅。
4、絡合法
效果較好的絡合劑是四氫呋喃吡咯二硫代氨基甲酸鈉，它能將硼、鈣、鋁、鈦、銅、鎂、鐵的質量分數降低到0.01--1x10-9次方。
5、其他方法
氯化法 ：氯化、氣提、精餾。
當四氯化硅含有微量有機物時，常加入少量硫酸，一方面硫酸中的水與四氯化硅形成硅膠，硅膠慢慢分散、吸附雜質、分層 、分離。