炭黑

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摘要炭黑是一种黑色粉末状物质,通常是烃类在受到严格控制的气相不完全燃烧或热解的工艺条件下生成的。 其主要成分是碳元素,同时还含有少量的氧、氢、硫等元素。炭黑粒子大致呈球形,其粒径范围约为10到500微米。 许多炭黑粒子会发生熔结或聚结现象,形成三维键枝状或纤维状的聚集体。 在橡胶加工...

炭黑

炭黑是一种黑色粉末状物质,通常是烃类在受到严格控制的气相不完全燃烧或热解的工艺条件下生成的。

其主要成分是碳元素,同时还含有少量的氧、氢、硫等元素。炭黑粒子大致呈球形,其粒径范围约为10到500微米。 许多炭黑粒子会发生熔结或聚结现象,形成三维键枝状或纤维状的聚集体。 在橡胶加工过程中,炭黑作为增强材料和填料被混入橡胶中以增强其性能。 炭黑可以说是最古老的工业产品之一。

炭黑成分

炭黑是一种主要由碳元素组成的物质,其碳含量通常在90%以上。此外,炭黑中还包含少量的氢、氧、氮等元素,但它们的总含量通常不超过10%。炭黑的具体化学组成和物理性质受多种因素的影响,包括制备方法、原料来源以及处理工艺等。

炭黑的化学成分主要涉及以下几个方面:

1、碳元素:炭黑的主体是碳元素,其含量一般在90%以上。碳是一种非金属元素,具有卓越的导电性、耐磨性、耐热性和耐化学性等特点。

2、氢元素:炭黑中含有一些少量的氢元素,通常不超过1%。氢是一种非金属元素,具有良好的导电性和一定的化学反应性。

3、氧元素:炭黑中还含有一些少量的氧元素,其含量一般不超过5%。氧是一种非金属元素,具有良好的氧化性和还原性。

4、氮元素:少量的氮元素也存在于炭黑中,其含量通常不超过1%。氮是一种非金属元素,具有较好的化学反应性和氧化性。

炭黑原料

生产炭黑的主要原料包括石油、天然气和煤炭等碳质原料。

1、石油

石油作为生产炭黑的主要原料之一,含有丰富的烃类化合物,可通过热解反应分解成碳黑和氢气。不同类型的烃类化合物在热解过程中形成不同特性的碳黑。例如,烷烃类化合物在热解时生成颗粒细小、比表面积大的碳黑,而芳香烃类化合物则会产生颗粒较大、比表面积小的碳黑。

2、天然气

天然气也是生产炭黑的主要原料之一。其中的甲烷可通过热解反应分解成碳黑和氢气。相较于石油,天然气中甲烷含量更高,因此制得的碳黑颗粒更细、比表面积更大。

3、煤炭

煤炭同样是炭黑生产的主要原料之一。其中的有机物可通过热解反应分解成碳黑和气体。与石油和天然气相比,煤炭中的有机物种类更为丰富,因此制得的碳黑品种更为多样化。煤炭生产的碳黑颗粒相对于石油和天然气生产的碳黑更大、比表面积更小。

炭黑结构

炭黑的结构主要由聚集体的形状、大小以及聚集体之间的附聚体程度决定,这是一种传统的用于表征炭黑链枝复杂程度和聚集体不规则性的方法。炭黑的结构可以分为一次结构(原生结构)和二次结构。一次结构指的是原生聚集体形成的结构,这种结构相对牢固,在通常的橡胶混炼加工中不容易破坏。因此,一次结构是炭黑在橡胶配合体中实际存在的结构。而二次结构是指炭黑聚集体通过范德华力凝聚成的附聚体,这种结构相对不牢固,容易受到压缩、造粒或混炼加工的影响而发生变化。

炭黑聚集体的形状复杂,形成了附聚体,导致炭黑中存在大量的空隙,形成了空隙容积。炭黑结构越复杂,空隙容积越大,反之,结构简单的炭黑的空隙容积较小。大多数初收集的粉状炭黑的密度在30-48kg/m3之间,此时空隙容积可达到97%(炭黑的密度按1860kg/m3计算)。造粒过程对炭黑的密度起到增密作用。

炭黑结构的测定主要采用两种方法,即吸油值法和压缩比容法。这两种方法都基于对炭黑中空隙容积的测定,从而表征炭黑的结构特征。

炭黑分类

炭黑作为一种重要的工业原料,被广泛应用于橡胶、塑料、印刷油墨、油漆等多个行业。根据制备方法、性质和应用等不同标准,炭黑可以分为多个分类。

首先是制备方法的分类,包括热解炭黑、炉黑、气相法炭黑和油炸炭黑。热解炭黑是通过高温裂解天然气、石油沥青等碳质原料得到的,具有均匀的颗粒和优异的加工性能,被广泛应用于橡胶和塑料等领域。炉黑是将天然气或石油沥青在炉内加热至高温,使其裂解而得到的炭黑,颗粒较大,表面积较小,具有良好的加工性能和流动性,广泛应用于橡胶、涂料和塑料等领域。气相法炭黑是将烃类气体喷入高温的炉内,通过化学反应得到的炭黑,颗粒较小,表面积较大,具有良好的增强和色素性能,广泛应用于橡胶和塑料等领域。油炸炭黑是将天然气或石油沥青在高温下加热裂解,再用液态烃类介质将其冷却得到的炭黑,颗粒均匀且表面光滑,具有优异的均质性和加工性能,广泛应用于橡胶和塑料等领域。

其次是根据性质的分类,包括活性炭黑、色素炭黑、增强炭黑和电导炭黑。活性炭黑具有活性表面,具有吸附和分离等特殊性质,广泛应用于水处理、空气净化、医药和化妆品等领域。色素炭黑是具有良好黑度和色素性能的炭黑,广泛应用于印刷油墨、涂料、塑料和橡胶等领域。增强炭黑是用于提高材料的机械强度和硬度的炭黑,广泛应用于橡胶、塑料和涂料等领域。电导炭黑具有良好的电导性能,广泛应用于导电、防静电、电磁屏蔽和电池等领域。

最后是根据应用的分类,包括橡胶炭黑、印刷油墨炭黑、塑料炭黑和涂料炭黑。橡胶炭黑用于橡胶加工,能够提高橡胶的强度、硬度和耐磨性,广泛应用于轮胎、密封件、输送带和运动器材等领域。印刷油墨炭黑用于印刷油墨,能够提高油墨的黑度、均匀性和附着力,广泛应用于广告、包装和出版等领域。塑料炭黑用于塑料加工,能够提高塑料的强度、硬度和耐磨性,广泛应用于电器、汽车、建筑和家电等领域。涂料炭黑用于涂料制备,能够提高涂料的均匀性、耐候性和附着力,广泛应用于建筑、汽车和家居等领域。

炭黑厂家排名

2023年度炭黑行业十强企业”名单隆重公布。名单显示,江西黑猫炭黑股份有限公司以102.1亿元的主营业务稳居中国炭黑行业第一名;金能科技股份有限公司紧随其后,以54.4亿元的主营业务收入名列行业十强企业第二名;而龙星化工股份有限公司以40.2亿元的主营业务收入获得了行业十强企业的第三名。

1、江西黑猫炭黑股份有限公司

2、金能科技股份有限公司

3、龙星化工股份有限公司

4、山西永东化工股份有限公司

5、山西安仑化工有限公司

6、苏州宝化炭黑有限公司

7、山西三强新能源科技有限公司

8、烁元新材料(东营)股份有限公司

9、云南云维飞虎化工有限公司

10、青州市博奥炭黑有限责任公司

炭黑价格多少钱

一般来说,高质量的炭黑价格较高,因为它具有更好的物理和化学性质。以下是一些常见的炭黑价格范围:

- 工业炭黑:每吨1000美元至3000美元之间

- 医药炭黑:每吨2000美元至5000美元之间

- 食品炭黑:每吨3000美元至6000美元之间

- 化妆品炭黑:每吨5000美元至10000美元之间

炭黑价格的趋势受多种因素影响,如原材料价格、产能情况和环保政策等。目前,炭黑价格整体呈下降趋势。

首先,原材料价格下降是影响炭黑价格的重要因素。近年来,国际原油价格持续走低,炭黑的主要原料之一的石油沥青价格也随之下降。由于原材料价格的下降,炭黑的生产成本相应减少,从而推动了炭黑价格的下降。

其次,产能过剩是炭黑价格下降的另一个原因。随着炭黑生产技术的不断进步,产能不断提升,市场供应量出现过剩现象。供大于求的市场格局使得厂家之间的竞争日益激烈,为了吸引客户,部分厂家不得不降低价格,导致整体市场价格下降。

此外,环保政策的加强也对炭黑价格造成了一定的影响。随着环保意识的增强,相关环保政策逐渐加强。为了达到环保要求,炭黑生产厂家需要投入更多成本用于环保设施的建设和运营,这使得炭黑的生产成本上升。然而,由于炭黑市场供应过剩,厂家难以转嫁成本,并且为了维持竞争力,不得不降低价格,从而导致炭黑价格整体下降。

炭黑用途及作用

炭黑在各个行业都有广泛的应用。以下是炭黑常见的应用领域:

1. 橡胶工业:炭黑作为橡胶工业中最重要的填料之一,用于制造轮胎、橡胶管、橡胶板、橡胶鞋、橡胶密封件等,可以强化橡胶的物理性能和耐用性。

2. 油墨工业:炭黑作为重要的油墨原料,用于制造印刷油墨、涂料和颜料,能够提升油墨的色深、遮盖力和稳定性。

3. 塑料工业:炭黑作为塑料工业中的填料,用于制造各种塑料制品,可以增加塑料的强度、抗磨损性和维持颜色的稳定性。

4. 电子工业:炭黑在电子工业中被用于制造导电材料、电容器、电池和屏蔽材料,能够增强电子器件的导电性和抗静电性能。

5. 化工工业:炭黑常用作化工产品的原料,如橡胶助剂、塑料助剂、颜料、涂料、油墨、染料和粘合剂,能够提升产品的性能和稳定性。

6. 食品工业:炭黑作为食品添加剂,用于面包、糖果、巧克力等食品的着色剂,能够增强产品的色泽和稳定性。

7. 医药工业:炭黑被应用于药品制造中,可以提升药物的稳定性、吸附性和分散性。

炭黑的生产方法

目前主流的炭黑产品主要有以下三种方法生产:

1、炭黑炉法炼制

这种方法使用天然气或高芳烃油料在反应炉中通过不完全燃烧或热解的方式来生产炭黑,也被称为炉黑。炉黑是炭黑产品中产量最大、品类最多的一种。根据使用的不同,可以调节炭黑颗粒的熔结和聚结程度。根据原料的不同形态,炉黑生产可以分为两类,一种是气炉法,使用天然气作为原料和燃料;另一种是油炉法,使用天然气、焦炉气或液态烃作为燃料,高芳烃油料(如乙烯焦油和蒽油)作为原料。在炉黑生产过程中,反应炉是核心设备,使用不同结构尺寸的反应炉来生产不同类型的炉黑产品。

2、炭黑槽法炼制

这种方法使用天然气作为原料,通过火焰与槽钢接触而生产出的炭黑产品,称为槽黑。在生产过程中,通过特殊工艺使其表面氧化呈酸性。槽黑可以延缓橡胶硫化速度,增强聚烯烃的耐候性,同时具有良好的流动性和印刷性能。

3、炭黑热裂法炼制

这种方法使用天然气、焦炉气或重质液态烃作为原料,在无氧、无焰环境下进行高温热解,生成炭黑,称为热裂黑。热裂黑主要分为中热裂黑、不污染的中热裂黑和细热裂黑三个品种。

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