以下是绝缘炭黑的一种常见复配工艺:
原料准备
绝缘炭黑选择:根据所需的绝缘性能、粒径分布等要求挑选合适的绝缘炭黑,不同型号的绝缘炭黑在性能上会有一定差异,确保其具有高的绝缘电阻3。
其他填料选择:常见的与绝缘炭黑复配的填料有白炭黑(二氧化硅)、滑石粉、云母粉等,这些填料应具有良好的绝缘性能且与绝缘炭黑的相容性较好。同时准备好分散剂、偶联剂等助剂,分散剂可以帮助各成分均匀分散,偶联剂能增强填料与基体材料的结合力。
基体材料准备:根据具体的应用场景选择合适的基体材料,如橡胶、塑料、涂料等。基体材料需要保证其自身的绝缘性能良好,并且能够与绝缘炭黑及其他填料良好地结合。
预混合
干法预混合:将绝缘炭黑、其他填料按照一定的比例放入高速混合机中,在常温或适当升高温度(一般不超过 60℃)的条件下进行干法预混合。预混合的时间根据混合机的转速和物料的量而定,通常为 15 - 30 分钟,目的是使各种填料初步混合均匀。
湿法预混合(可选):如果需要更好的混合效果,可以采用湿法预混合。将绝缘炭黑、其他填料和适量的溶剂(如乙醇、水等,根据基体材料的性质选择)加入到搅拌容器中,搅拌均匀后形成浆料。然后使用超声设备或机械搅拌器对浆料进行进一步的分散处理,时间为 30 - 60 分钟,以确保填料在溶剂中充分分散。
表面处理
偶联剂处理:对于经过预混合的物料,加入适量的偶联剂进行表面处理。偶联剂的种类和用量根据填料和基体材料的性质确定,一般为填料总量的 1% - 5%。将偶联剂与物料在适当的温度(通常为 40 - 80℃)下搅拌反应 30 - 90 分钟,使偶联剂能够充分包覆在填料的表面,提高填料与基体材料的相容性和结合力。
分散剂添加:在表面处理后的物料中加入分散剂,分散剂的用量一般为物料总量的 0.5% - 2%。继续搅拌 15 - 30 分钟,使分散剂能够均匀地分散在物料中,进一步提高填料的分散性,防止填料在后续的加工过程中发生团聚。
与基体材料混合
橡胶基体:如果基体材料是橡胶,将经过处理的填料与橡胶在开炼机或密炼机中进行混合。先将橡胶在开炼机上进行塑炼,使其具有良好的可塑性,然后将填料逐步加入到橡胶中,同时加入适量的硫化剂、促进剂等助剂。在密炼机中进行混合时,需要控制好密炼机的温度、转速和时间,确保填料能够均匀地分散在橡胶中,并且橡胶的硫化性能不受影响。
塑料基体:对于塑料基体,将填料与塑料颗粒在高速混合机中进行混合,然后通过挤出机进行挤出造粒。挤出机的温度设置要根据塑料的种类和特性进行调整,一般在 150 - 250℃之间。在挤出过程中,要保证物料的流动性和混合均匀性,使填料能够均匀地分散在塑料基体中。
涂料基体:当基体材料是涂料时,将填料与涂料的其他成分(如树脂、溶剂、颜料等)在搅拌容器中进行混合,使用高速搅拌器或砂磨机进行分散处理,使填料能够均匀地分散在涂料中,形成稳定的涂料体系。
后处理
干燥处理:对于经过复配的橡胶或塑料材料,如果在加工过程中使用了溶剂或含有水分,需要进行干燥处理。将材料放入烘箱中,在适当的温度(根据材料的性质而定,一般为 60 - 100℃)下干燥 2 - 4 小时,去除材料中的水分和溶剂,确保材料的绝缘性能不受影响。
粉碎筛分:对于复配后的颗粒状材料,如果需要得到特定的粒径分布,可以进行粉碎和筛分处理。使用粉碎机将材料粉碎成所需的粒径范围,然后通过筛分设备将不同粒径的颗粒分离出来,得到符合要求的产品。