專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型炭黑品種的制作方法
炭黑是橡膠、油漆、油墨和電子工業(yè)不可缺少的重要原材料，且用量很大，目前供不應(yīng)求，尤其軟質(zhì)炭黑僅能滿(mǎn)足60%需要。另外，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，價(jià)格較昂貴。為此，尋找炭黑代用品是一項(xiàng)很有實(shí)際意義的工作。國(guó)內(nèi)近年來(lái)曾有人利用硅鋁炭黑(硅鋁炭黑應(yīng)用技術(shù)座談會(huì)，1986年)，石家莊第一橡膠廠(chǎng)(橡膠報(bào)刊摘要(15)2(1986))利用赤泥作為橡膠填充劑。但這些填料的補(bǔ)強(qiáng)效果遠(yuǎn)不如一般炭黑，因而在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。
本發(fā)明的目的是利用化肥廠(chǎng)生產(chǎn)化肥的工藝流程中最終排出的廢料為原料，經(jīng)簡(jiǎn)單的加工處理，得制可作為炭黑在橡膠工業(yè)中使用的產(chǎn)品。
上述廢料的主要成份是炭，實(shí)踐證明，經(jīng)處理后它可代替或部份代替炭黑使用，對(duì)于一個(gè)中等規(guī)模的化肥廠(chǎng)，每年大約有2～3千噸的廢料排，為避免造成環(huán)境污染，目前只好挖坑深埋，僅此一項(xiàng)處理費(fèi)用，需耗資數(shù)十萬(wàn)元，且占用大量土地。
本發(fā)明的特征在于，將上述廢料自然風(fēng)干后，在干燥爐(床)上加熱至120～160℃烘干，使其含水量小于10%后，粉碎過(guò)篩(80～150目)。得到的產(chǎn)物外觀(guān)與炭黑極其相似(以下我們簡(jiǎn)稱(chēng)它為CSF炭黑)，其基本特征參數(shù)如表1。它對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用與軟質(zhì)半補(bǔ)強(qiáng)炭黑(SRF)相當(dāng)(表2)。CSF炭黑還具有良好的導(dǎo)電性質(zhì)，當(dāng)其在橡膠中的填充量高于40%時(shí)，膠料的電阻率可達(dá)105歐姆·厘米。因此，它又是一種廉價(jià)的導(dǎo)電炭黑，可以代替乙炔炭黑等導(dǎo)電炭黑用于制造復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料。
CSF炭黑來(lái)源豐富，制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，僅為一般炭黑的 1/2 ～ 1/3 。
為了進(jìn)一步提高CSF炭黑的補(bǔ)強(qiáng)作用，生產(chǎn)CSF工藝流程中，添加0.1～5.0(重量份數(shù))絡(luò)合劑，絡(luò)合劑可以是鈦酸酯類(lèi)，如鈦酸二乙酯、二丁酯、二辛酯、二癸酯、二異丁酯、二異癸酯;鈦酸丁基異癸酯、鈦酸戊基癸酯、鈦酸辛基癸酯、鈦酸丁基月桂酯;鈦酸丁芐酯等。絡(luò)合劑亦可以是有機(jī)胺鹽，如以氨基二乙酸為基體的有機(jī)螯合劑，如氨基三乙酸及其鹽類(lèi)(NTA);乙二胺四乙酸及其鹽(EDTA);環(huán)己烷二胺基四乙酸及其鹽(CDTA);雙(胺基乙基)一一乙二醇二乙醚四乙酸及其鹽(EGTA);二乙基三胺五乙酸及其鹽(DTPA);三基乙基四胺基六乙酸及其鹽(TTHA)等絡(luò)合劑還可以是馬來(lái)酸、檸檬酸、葡萄糖酸、谷氨酸等。我們稱(chēng)這類(lèi)產(chǎn)品為CSF-2號(hào)炭黑，表3列出了添加0.2%鈦酸丁酯后的CSF的應(yīng)用性能比較。
實(shí)施例1取長(zhǎng)山化肥廠(chǎng)排出的廢料若干，經(jīng)水浸沉降分離，120℃脫水，粉碎精選，得到黑色粒狀粉料，用此產(chǎn)品代替SRF炭黑(半補(bǔ)強(qiáng)炭黑)及HAF(高耐磨)炭黑，在其它配方不變情況下，其結(jié)果參見(jiàn)表3。
實(shí)施例2取長(zhǎng)山化肥廠(chǎng)排出的廢料若干，經(jīng)水浸沉降分離，在120℃加熱烘干過(guò)程中，添加0.2%重量的EDTA，其對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果如下拉伸強(qiáng)度從236kg/cm提高至273kg/cm，撕裂強(qiáng)度可從38kg/cm提高至58kg/cm。
實(shí)施例3取長(zhǎng)山化肥廠(chǎng)排出的廢料若干，經(jīng)水浸沉降分離，在加熱烘干過(guò)程中，添加0.2%重量的鈦酸丁酯后，其對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用如下拉伸強(qiáng)度從236kg/cm提高至260kg/cm，撕裂強(qiáng)度從38kg/cm提高至62kg/cm。
權(quán)利要求
1.一種新型炭黑品種，其特征在于，它是由化肥廠(chǎng)生產(chǎn)化肥時(shí)，流程中最終排出的廢料為原料，經(jīng)過(guò)風(fēng)干，加熱烘干，控制水份含量小于10%，粉碎過(guò)篩后而制得。
2.按權(quán)利要求1所述的炭黑品種，其特征在于，將廢料自然風(fēng)干后，在干燥爐(床)上加熱至120～160℃烘干后，用80～150目篩過(guò)篩。
3.按權(quán)利要求1所述的炭黑，其特征在于，在烘干過(guò)程中，加入0.05～5%的鈦酸酯或有機(jī)胺鹽、馬來(lái)酸、檸檬酸、葡萄糖酸、谷氨酸等化合物，提高其補(bǔ)強(qiáng)性能。
4.按權(quán)利要求3所述，其特征在于，所加入的鈦酸酯類(lèi)是鈦酸二烴酯類(lèi)，如二乙酯、二丁酯、二辛酯、二癸酯、二環(huán)己酸、二異癸酯等;鈦酸丁基異癸酯，鈦酸戊基癸酯，鈦酸辛基癸酯，鈦酸丁基月桂酯，鈦酸丁
酯等。
5.按權(quán)利要求3所述的炭黑，其特征在于，所加的有機(jī)胺鹽類(lèi)化合物是，以氨基二乙酸-N(CH2COOH)2為基體的有螯合劑，如氨基三乙酸及其鹽類(lèi)(NTA);乙二胺四乙酸及其鹽(EDTA);環(huán)己烷二胺基四乙酸及其鹽(CDTA);雙-(胺基-乙基)-乙二醇二乙醚四乙酸及其鹽(EGTA);二乙基三胺五乙酸及其鹽(DTPA);三乙基四胺基六乙酸及其鹽(TTHA)等。
全文摘要
一種新型炭黑品種，其特性是它以化肥廠(chǎng)的產(chǎn)品廢渣為原料，經(jīng)水浸沉降分離，加熱脫水，粉碎精選等工序而制得，它可代替或部分代替普通炭墨使用。在加熱過(guò)程中，添加酞酸脂或有機(jī)胺鹽類(lèi)等化合物時(shí)，其對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用可有很大提高，此種炭黑的價(jià)格只為一般炭黑的1/3～1/2。
文檔編號(hào)C09C1/48GK1034378SQ8710079
公開(kāi)日1989年8月2日 申請(qǐng)日期1987年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年2月20日
發(fā)明者劉亞?wèn)|, 張新惠, 李柏林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所