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炭黑的应用选择

来源:碳黑工业 | 作者:德隆导电炭黑 | 发布时间: 2023-09-15 | 511 次浏览 | 分享到:

色素炭黑作为黑色颜料之一,是应用最广且用量最大的颜料,具有性能稳定、价格低廉、染色性好等优良的性能;那么我们如何正确选用炭黑就至关重要,在使用炭黑前,我们就要先了解炭黑有哪些重要性能对应用有什么影响?

虽然色素炭黑国家标准测试指标有26项之多,但是影响使用性能的重点因素是:比表面积、DBP、表面活性这三大指标;炭黑对材料性能的影响,很大程度上也依赖于炭黑的比表面积和DBP指标。

当您在使用色素炭黑时,希望黑度高、着色强,可选用比表面积高的炭黑,但它的分散难度会相应增加,对材料的性能影响也会增大,添加量则需要降低;当您希望降低成本选用添加量更高的炭黑时,那么低吸油值、适中的比表面积的炭黑类型则是较好的选择。

另外色素炭黑在造纸、纤维、水泥、耐火材料中也有很大的应用,我们一起看看吧!

 

1、炭黑在造纸行业中的应用

炭黑用于造纸工业,作为黑色颜料以生产黑色、灰色、或深色的纸和硬纸板炭黑和其他有机颜料比,其价格相对便宜,耐光性和化学物质性好。而且他的着色性和遮光性好,还可使纸张具有导电性。因此用炭黑着色的纸张,常用于装潢材料、避光包装材料(如感光胶片用包装纸)、各种图册用纸、高压电缆用纸等。黑色纸的着色方法有两种,一种是整体着色法,即在纸浆中加入成型剂、增强剂、填充剂和炭黑在打浆机中混合分散后再抄纸的方法,炭黑的添加量大约为固体含量的6%-7%。另一种方法是将制成涂布液或油墨在纸张表面接触着色的方法。由于整体着色质量均匀稳定,耐久性好,所以是常用的方法。如果直接用粉状或粒状炭黑造纸,由于常用的炭黑有憎水性,在水性纸浆中难以混合和分散,而且容易污染设备和环境。因此可在炭黑中添加阳离子型或非离子型润湿剂,是炭黑交易在纸浆中分散混合。

  造纸用炭黑可选用粒径20-30nm,表面积80-120㎡/g,DBP为100-140ml/100g,着色力100-110%的色素炭黑。

 

2、炭黑在纤维中的应用

   纤维着色有两种方法,一种是传统的染色方法,即将纤维纺好或织成布后用有机染料染色:另一种是在纤维拉丝之前将颜料加入树脂中着色,即所谓的原液着色或熔体着色。目前应用最广泛的为原液着色对炭黑的要求是:黑度好(最好带蓝相),分散性好,较高的纯度。为此一般炭黑选用粒径20-25nm,DBP100-120ml/100g,未经氧化处理的油炉法色素炭黑,由于粒径过小和结构过低时,炭黑较难在树脂中良好分散,而粒径过大又会降低炭黑黑度,并导致添加量过大(一般拉丝前树脂中炭黑含量为1%-2%)结构过高则会使熔体粘度偏高。和在涂料、油墨应用中的炭黑不同,原液着色用炭黑不能用表面官能团较多的炭黑(即表面处理过的炭黑),炭黑的纯度很重要,因为在熔体拉丝前为了保证拉丝质量,必须经过孔径极小的筛网过滤,当杂质过多时会堵网影响生产,这也是不用表面处理炭黑的一个因素。当添加炭黑较多时,如添加导电碳黑量为10-15%时,除可着色外还可使其具有导电性能,可用于制作防静电工作服、防静电地毯等。

 

3、炭黑在水泥中的应用

  炭黑常用于水泥或石棉水泥着色,即黑色或灰色的找色剂,也用于屋面材料、石棉水泥板、水泥建筑板,以及高速公路的混凝土路面等。由于水泥或石棉水泥是在水性介质中操作和使用,因此和造纸一样对炭黑有同样要求,最好也应用添加润湿剂和易在水中分散的炭黑炭黑还可用作制造波特兰水泥的粉碎促进剂,可缩短粉碎时间,并使粒度变细增加干粉的流动性。如添加1.3%,可缩短三分之一的粉碎时间如将水泥干粉以0.2%-1%的沥青薄膜涂覆,再以0.2—1.5%的炭黑混合,就可制造一种透水性低,抗压强度大,对钢筋的粘合性强的波特兰水泥,这种水泥含有2%-5%的石膏,把炭黑和碳纤维加入混凝土中,可是混凝土具有导电性。

 

4、炭黑在耐火材料中的应用

炭黑能制作碱性耐火砖,如镁砖或硌镁砖的原材料,由于降低了高温材料的入侵和渗透耐火砖的寿命得以延长。应用配方如75-95份(质量)的熔融或烧结氧化镁,5—25份的石墨,2-10份的炭黑,2-10的沥青粉末和0.5-5份的脲甲醛树脂,材料经压膜成型后,在100-300°烘烤既得。