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塗料級氧化碳黑製造方法

2018-08-27

爐法碳黑製程簡易說明如下:
一般使用碳氫化合物來製造碳黑,把液態之原料噴霧到由天然氣和預熱空氣燃燒所產生之火焰上,由於溫度很高,在碳艘煙生成後,為了要抑制不利之二級反應,碳煙和氣體之混合物以水來驟冷 (Quench)。然後,為了進一步之冷卻,該混合物經過一熱交換器,它同時加熱製程空氣.其後,該碳煙和氣體之混合物進到一袋濾系統,使碳煙和氣體分開。反應之尾氣是可燃的;因此,大部分之情況皆把尾氣引導到後燃階段 (after burning stage),使所產生之熱量用於乾燥碳煙或製造蒸氣。 

塗料級碳黑目前多數爐法碳黑製程,再利用後酸化的方式處理成酸性碳黑,反應處理過後,碳黑pH值變小、含氧基團增多、親水性增強,比表面積增大,在樹脂系統的分散性提高。氧化方式主要有氣相法及液相法,簡述如下: 

氣相法:

是一種比較傳統的碳黑氧化改性方法,其氧化劑主要為氧氣,氧氣加氮氧化物、二氧化碳和臭氧等。 

液相法:
液相法亦稱化學氧化法,是氧化劑與碳黑反應,在碳黑表面生成羰基、羥基和羧基等的改性方法。該法是碳黑工業常用的改性方法,所用的氧化劑一般是強氧化性溶液。 

經液相法氧化改性的碳黑與氣相法相同,表面含氧基團含量也會明顯增大,但兩者會因選擇的氧化劑及反應條件的設定條件不同,造成表面留下的氧化機團有所差異,分散性也會有所差異,此特性為測試不同廠家生產的氧化酸性碳黑所需注意的部分。