CN101591479B - 无载体炭黑的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于炭黑工艺技术领域，特别涉及无载体炭黑的制备工艺，将直径为17nm～36nm炭黑粉料经过炭黑母粒形成、炭黑母粒长大、炭黑母粒压实、添加高分子包衣粉、添加分散剂、色相处理的工艺步骤，制得的炭黑母粒成品直径为2mm～3mm，炭黑母粒成品含有90％或以上的炭黑粉料，炭黑母粒成品具有纯度高、着色力强、光泽度高、易流动、高分散、不飞扬、环保的特点。
Description
技术领域：
本发明属于炭黑工艺技术领域，特别涉及无载体炭黑的制备工艺。
背景技术：
炭黑是一种无定形碳，轻、松而极细的黑色粉末，比表面积非常大，范围从10-3000m2/g，是有机物(天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。炭黑作为塑料用颜料，广泛应用于塑料行业中的。炭黑因为生产方法不同其表面化学性能各异。炭黑分为粉状炭黑和粒状炭黑，粉状炭黑较易飞扬和污染，故常以粒状炭黑形式使用；粒状炭黑飞扬较少，但具有分散较难、着色力不强、光泽度不高、不易流动等缺点，炭黑产品质量参差不齐。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种无载体炭黑的制备工艺，该制备工艺所得的炭黑母粒成品纯度高、着色力强、光泽度高、易流动、高分散、不飞扬、环保。
本发明的目的是这样实现的：
无载体炭黑的制备工艺，它包括以下工艺步骤：
第一步：炭黑母粒形成：将直径为17nm～36nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在60转/分～80转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到70℃～80℃，均匀喷入质量份为2的胶粘剂，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒。
第二步：炭黑母粒长大：炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒胶粘剂和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；每次喷入少量胶粘剂，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；胶粘剂的用量对于成品的大小均匀性、硬度、崩解以及压强等产生影响，胶粘剂粘性大、浓度高时，成品硬度较大，崩解较慢，压强高。
第三步：炭黑母粒压实：停止加入胶粘剂和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的胶粘剂被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒。
第四步：添加高分子包衣粉：用加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在70℃～85℃，转动机的转速控制在50转/分～60转/分，均匀撒放高分子包衣粉，高分子包衣粉的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层高分子包衣粉，更好保护炭黑母粒，以免崩解，增大压强，同时使无载体炭黑母粒的润活性得到较大的改善，易于流动；要求每次撒放5g～6g高分子包衣粉、次数要频繁。
第五步：添加分散剂：温度保持在68℃～72℃，将质量份为1的分散剂均匀投入炭黑母粒；添加分散剂可改善炭黑母粒分散难的特点，以使成品在塑料中更好的分散。
第六步：色相处理：炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上蓝色助剂，制得炭黑母粒成品。针对部分炭黑母粒可能存在色相偏红光的问题，可根据需要，在炭黑母粒成型后冷却后喷上蓝色助剂，使成品黑艳、相色偏蓝，光泽度高。
其中，所述炭黑母粒成品含有90％或以上的炭黑粉料。炭黑母粒成品的典型性能测试数据与炭黑粉料的性能测试数据一致。
所述炭黑母粒成品的直径为2mm～3mm。炭黑母粒成品与聚合物材料混合，不崩解、不飞扬、环保。
其中，所述的胶粘剂为改性玉米淀粉。
其中，所述的高分子包衣粉为钛脂酸偶联剂。
其中，所述的分散剂为石蜡粉。
其中，所述的蓝色助剂为群青。
本发明的有益效果：无载体炭黑的制备工艺，将直径为17nm～36nm炭黑粉料经过炭黑母粒形成、炭黑母粒长大、炭黑母粒压实、添加高分子包衣粉、添加分散剂、色相处理的工艺步骤，制得的炭黑母粒成品直径为2mm～3mm，炭黑母粒成品含有90％或以上的炭黑粉料，炭黑母粒成品具有纯度高、着色力强、光泽度高、易流动、高分散、不飞扬、环保的特点。
具体实施方式：
下面以具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不受下述实施例的限定。
实施例1：
无载体炭黑的制备工艺，它包括以下工艺步骤：
第一步：炭黑母粒形成：
将直径为17nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在60转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到70℃，均匀喷入质量份为2改性玉米淀粉，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；
第二步：炭黑母粒长大：炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒改性玉米淀粉和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；改性玉米淀粉每次喷入少量，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；
第三步：炭黑母粒压实：停止加入改性玉米淀粉和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的改性玉米淀粉被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；
第四步：添加钛脂酸偶联剂：用加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在70℃，转动机的转速控制在50转/分，均匀撒放钛脂酸偶联剂，钛脂酸偶联剂的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层钛脂酸偶联剂；要求每次撒放5g钛脂酸偶联剂、次数要频繁；
第五步：添加石蜡粉：温度保持在68℃，将质量份为1石蜡粉均匀投入炭黑母粒；
第六步：色相处理：炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上群青，制得的炭黑母粒成品含有90％或以上炭黑粉料，该炭黑母粒成品的直径为2mm。
实施例2：
第一步：炭黑母粒形成：
将直径为28nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在70转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到75℃，均匀均匀喷入质量份为2的改性玉米淀粉，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；
第二步：炭黑母粒长大：炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒改性玉米淀粉和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；改性玉米淀粉每次喷入少量，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；
第三步：炭黑母粒压实：停止加入改性玉米淀粉和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的改性玉米淀粉被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；
第四步：添加钛脂酸偶联剂：用加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在80℃，转动机的转速控制在55转/分，均匀撒放钛脂酸偶联剂，钛脂酸偶联剂的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层钛脂酸偶联剂；要求每次撒放5g钛脂酸偶联剂、次数要频繁；
第五步：添加石蜡粉：温度保持在70℃，将质量份为1的石蜡粉均匀投入炭黑母粒；
第六步：色相处理：炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上群青，制得的炭黑母粒成品含有90％或以上炭黑粉料，该炭黑母粒成品的直径为2.5mm。
实施例3：
第一步：炭黑母粒形成：
将直径为36nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在80转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到80℃，均匀喷入质量份为2的改性玉米淀粉，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；
第二步：炭黑母粒长大：炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒改性玉米淀粉和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；改性玉米淀粉每次喷入少量，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；
第三步：炭黑母粒压实：停止加入改性玉米淀粉和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的改性玉米淀粉被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；
第四步：添加钛脂酸偶联剂：用加温电热片，使炭黑母粒的温度保持在85℃，转动机的转速控制在60转/分，均匀撒放钛脂酸偶联剂，钛脂酸偶联剂的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层钛脂酸偶联剂；要求每次撒放6g钛脂酸偶联剂、次数要频繁；
第五步：添加石蜡粉：温度保持在72℃，将质量份为1石蜡粉均匀投入炭黑母粒；
第六步：色相处理：炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上群青，制得的炭黑母粒成品含有90％或以上炭黑粉料，该炭黑母粒成品的直径为3mm。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (3)
1.无载体炭黑的制备工艺，其特征在于：它包括以下工艺步骤：
第一步：炭黑母粒形成：将直径为17nm~36nm炭黑粉料倒入转动机，启动转动机，转动机的转速控制在60转/分~80转/分，升温使炭黑粉料的表面温度达到70℃~80℃，均匀喷入质量份为2的胶粘剂，使炭黑粉料润湿，在转动机的滚动作用下，炭黑粉料聚集形成炭黑母粒；
第二步：炭黑母粒长大：炭黑母粒在转动机内滚动，同时向炭黑母粒表面反复均匀地交替喷洒胶粘剂和炭黑粉料，使炭黑粉料层积于炭黑母粒表面；每次喷入少量胶粘剂，次数要频繁，并随时观察炭黑母粒的大小；
第三步：炭黑母粒压实：停止加入胶粘剂和炭黑粉料，转动机继续转动，多余的胶粘剂被挤出炭黑母粒表面，炭黑母粒被压实，形成具有一定机械强度的炭黑母粒；
第四步：添加高分子包衣粉：用加温电热片，使炭黑母粒的温度保持70℃~85℃，转动机的转速控制在50转/分~60转/分，均匀撒放高分子包衣粉，高分子包衣粉的质量份为7，使炭黑母粒的外表面都包上一层高分子包衣粉；要求每次撒放5g~6g高分子包衣粉、次数要频繁；
第五步：添加分散剂：温度保持在68℃~72℃，将质量份为1的分散剂均匀投入炭黑母粒；
第六步：色相处理：炭黑母粒成型后冷却，冷却后在其表面喷上蓝色助剂，制得炭黑母粒成品；
所述的胶粘剂为改性玉米淀粉；所述的高分子包衣粉为钛酸酯偶联剂；所述的分散剂为石蜡粉；所述的蓝色助剂为群青。
2.根据权利要求1所述的无载体炭黑的制备工艺，其特征在于：所述炭黑母粒成品含有90%或以上的炭黑粉料。
3.根据权利要求1所述的无载体炭黑的制备工艺，其特征在于：所述炭黑母粒成品的直径为2mm~3mm。
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