CN107955209A - 一种炭黑湿法处理制备浆液的方法 - Google Patents

一种炭黑湿法处理制备浆液的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107955209A
CN107955209A CN201711141978.XA CN201711141978A CN107955209A CN 107955209 A CN107955209 A CN 107955209A CN 201711141978 A CN201711141978 A CN 201711141978A CN 107955209 A CN107955209 A CN 107955209A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon black
deionized water
treating
wet
hydrophobic grouping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711141978.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王宏
安鲁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Black Cat Carbon Black Technology Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Black Cat Carbon Black Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Black Cat Carbon Black Technology Co Ltd filed Critical Qingdao Black Cat Carbon Black Technology Co Ltd
Priority to CN201711141978.XA priority Critical patent/CN107955209A/zh
Publication of CN107955209A publication Critical patent/CN107955209A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及炭黑浆液制备技术领域，公开了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法。该制备方法采用剪切机将去离子水与改性剂剪切，使去离子水带有疏水基团，将带有疏水基团的去离子水和炭黑共混，然后采用超声波超声、搅拌和乳化，形成炭黑浆液。该制备方法既可以使炭黑很好地分散于橡胶中，又表现出纳米材料的特性；本发明制备的炭黑浆液能够作为各种染色需要的黑色水溶性环保型炭黑浆料，可保持炭黑浆料的长期存放，无沉淀。

Description

一种炭黑湿法处理制备浆液的方法
技术领域
本发明涉及炭黑浆液的制备方法，特别涉及一种炭黑湿法处理制备浆液的方法。
背景技术
炭黑由炭组成，但通常被定为无机颜料类，炭黑是烃类经气相不完全燃烧或热烈解而成的黑色粉末状物质，由于生产工艺的不同，通过不同的工艺条件可得到各种性质不同的产品，按炭黑性能区分有"补强炭黑"、"导电炭黑"、"耐磨炭黑"等，也可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。目前，橡胶的湿法混炼技术日益成熟，并涌现了一些产品，并且湿法混炼是提高轮胎绿色性能的重要途径之一，普通的炭黑粒径越小其力学性能越好、表面积越大会导致其越难分散，而分散不好就会导致其发挥不出应有的性能或者导致其应用的范围受限，现有技术中还没有有效的湿法处理将炭黑制成浆液提高炭黑的分散性能。
另外，染色需要的各种色素炭黑都是粒状或粉状，用户使用时需把炭黑、各种助剂(提高分散、流动性)、化工溶液等混合在一起进行研磨，最终形成黑色浆料，但是现有技术中的很多助剂和化工溶液很多是非环保物质，且研磨过程也增加产品成本及影响环境。
因此，提供一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，将炭黑制备成可直接使用的黑色染料浆液，或者提高炭黑的分散性能，具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术中的炭黑的分散性能差、炭黑染色存在不环保的技术问题，本发明提供了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，具体包括如下步骤：
(1.1)在室温下，采用剪切机将去离子水与改性剂剪切，使去离子水带有疏水基团，所述改性剂在去离子水中的质量浓度为1-5％，所述改性剂为硼酸脂、甲基乙烯酸脂、铝酸酯、钛酸酯或磷酸酯中的一种或几种；
(1.2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以20:1-5:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声完成后的搅拌带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；
(1.3)将表面带有亲水基团的炭黑进行乳化，乳化完成后得到表面均有流动性、且无炭黑沉积、无炭黑颗粒存在的炭黑浆液。
在所述步骤(1.1)中，剪切速度为1500-2000r/min，剪切时间为10-20min。
在所述步骤(1.2)中，超声时间15-20min，搅拌转速为1000r/min。
在所述步骤(1.3)中，乳化速度为3000r/min，乳化时间为20-30min。
本发明提供了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，其有益效果在于：一方面，本发明制备的炭黑浆液能够使炭黑能很好地分散在橡胶中，炭黑在橡胶中分散的越均匀，越能表现出炭黑纳米材料的特性，而普通的炭黑力学性能越好其粒径越小、表面积越大从而导致其越难分散，而分散不好就会导致其发挥不出应有的性能或者导致其应用的范围受限，本炭黑浆液很好地改善了这一缺点，既可以使炭黑很好地分散于橡胶中，又表现出纳米材料的特性；另一方面，在非橡胶领域的炭黑色素的应用方面，本发明制备的炭黑浆液能够作为各种染色需要的黑色水溶性环保型炭黑浆料，炭黑浓度在5-30％或5％以下的，均可通过添加蒸馏水实现任意浓度的调节，只需要通过低速搅拌，可保持炭黑浆料的长期存放，无沉淀。
具体实施方式
本发明公开了一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明当中。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
(1)采用高速剪切机在室温的情况下将去离子水与硼酸脂1％的质量浓度高速剪切，剪切速度为1500r/min，剪切时间为10min，使去离子水带有疏水基团；
(2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以20:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声时间15min，超声完成后将带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物用高速搅拌机搅拌，转速为1000r/min，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；
(3)将带有亲水基团的炭黑采用乳化机进行乳化，乳化速度为3000r/min，乳化时间为30min，乳化完成后得到炭黑浆液。
实施例2
(1)采用高速剪切机在室温的情况下将去离子水与甲基乙烯酸脂按1％的质量浓度高速剪切，剪切速度为2000r/min，剪切时间为10min，使去离子水带有疏水基团；
(2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以10:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声时间15min，超声完成后将带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物用高速搅拌机搅拌，转速为1000r/min，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；
(3)将带有亲水基团的炭黑采用乳化机进行乳化，乳化速度为3000r/min，乳化时间为20min，乳化完成后得到炭黑浆液。
实施例3
(2)采用高速剪切机在室温的情况下将去离子水与硼酸脂和磷酸酯的混合物以3％的质量浓度高速剪切，剪切速度为1800r/min，剪切时间为15min，使去离子水带有疏水基团；
(2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以5:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，
超声时间18min，超声完成后将带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物用高速搅拌机搅
拌，转速为1000r/min，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；
(3)将带有亲水基团的炭黑采用乳化机进行乳化，乳化速度为3000r/min，乳化时间为25min，乳化完成后得到炭黑浆液。
实施例4
将实施例1的改性剂硼酸脂改为常用的硅烷化试剂，将制得的炭黑浆液的样品和实施例1的炭黑浆液应用到成品橡胶中，成品橡胶的配方除了炭黑浆液，其他成分均一样，对制备得到的成品橡胶的性能作试验对比，对比结果见表1。
表1成品橡胶的性能对比
表1数据实现，本发明采用的改性剂改性的炭黑浆液应用到橡胶成品的中，得到的橡胶成品无论从拉伸强度、100％M、300％M、耐磨性还是撕裂性都全面优于现有技术中常用的硅烷改性剂改性的炭黑橡胶成品。并且本发明制备的炭黑浆液能够作为各种染色需要的黑色水溶性环保型炭黑浆料，炭黑浓度在5-30％或5％以下的，均可通过添加蒸馏水实现任意浓度的调节，只需要通过低速搅拌，可保持炭黑浆料的长期存放而不产生沉淀。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种炭黑湿法处理制备浆液的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1.1)在室温下，采用剪切机将去离子水与改性剂剪切，使去离子水带有疏水基团，所述改性剂在去离子水中的质量浓度为1-5％，所述改性剂为硼酸脂、甲基乙烯酸脂、铝酸酯、钛酸酯或磷酸酯中的一种或几种；
(1.2)将带有疏水基团的去离子水和炭黑以20:1-5:1的质量比进行共混，然后采用超声波超声，超声完成后的搅拌带有疏水基团的去离子水和炭黑混合物，搅拌完成后使炭黑表面带有亲水基团；
(1.3)将表面带有亲水基团的炭黑进行乳化，乳化完成后得到表面均有流动性、且无炭黑沉积、无炭黑颗粒存在的炭黑浆液。
2.如权利要求1所述的炭黑湿法处理制备浆液的方法，其特征在于，在所述步骤(1.1)中，剪切速度为1500-2000r/min，剪切时间为10-20min。
3.如权利要求1所述的炭黑湿法处理制备浆液的方法，其特征在于，在所述步骤(1.2)中，超声时间15-20min，搅拌转速为1000r/min。
4.如权利要求1所述的炭黑湿法处理制备浆液的方法，其特征在于，在所述步骤(1.3)中，乳化速度为3000r/min，乳化时间为20-30min。
CN201711141978.XA 2017-11-17 2017-11-17 一种炭黑湿法处理制备浆液的方法 Pending CN107955209A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711141978.XA CN107955209A (zh) 2017-11-17 2017-11-17 一种炭黑湿法处理制备浆液的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711141978.XA CN107955209A (zh) 2017-11-17 2017-11-17 一种炭黑湿法处理制备浆液的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107955209A true CN107955209A (zh) 2018-04-24

Family

ID=61964789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711141978.XA Pending CN107955209A (zh) 2017-11-17 2017-11-17 一种炭黑湿法处理制备浆液的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107955209A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111662576A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 青岛四维化工有限公司 一种准原位改性热解炭黑的制备方法
CN114381290A (zh) * 2022-02-12 2022-04-22 安徽固瑞特新材料科技有限公司 一种湿法制备橡胶用超细废旧轮胎热裂解碳黑的方法
CN114940836A (zh) * 2022-05-26 2022-08-26 东华大学 一种自分散纳米生物质炭及高浓度聚酯母粒的制备方法
CN115970569A (zh) * 2023-03-17 2023-04-18 青岛黑猫新材料研究院有限公司 一种炭黑的中间产物处理系统及方法
CN116041986A (zh) * 2022-12-22 2023-05-02 山西盛达威科技有限公司 一种水溶性炭黑的制备方法
CN116041986B (zh) * 2022-12-22 2024-06-28 山西盛达威科技有限公司 一种水溶性炭黑的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11323229A (ja) * 1998-05-18 1999-11-26 Minolta Co Ltd 記録用インク
CN1532241A (zh) * 2003-03-25 2004-09-29 深圳市海川实业股份有限公司 疏水性碳黑水性色浆
CN1544512A (zh) * 2003-11-24 2004-11-10 中国石油天然气集团公司 一种粉末丁苯炭黑母炼胶的生产方法
CN101910325A (zh) * 2007-12-27 2010-12-08 东海碳素株式会社 表面处理炭黑水性分散体及其制造方法
US20140000478A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Steven Evans Surface modification of carbon black
CN105250146A (zh) * 2015-11-13 2016-01-20 上海联锴日用化工有限公司 一种高炭黑含量的炭黑水性色浆及其制备方法
CN105400297A (zh) * 2015-12-25 2016-03-16 上海金狮化工有限公司 一种色浆及其制备方法
CN106916491A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 苏州宝化炭黑有限公司 高固含量、高着色力的炭黑水性色浆制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11323229A (ja) * 1998-05-18 1999-11-26 Minolta Co Ltd 記録用インク
CN1532241A (zh) * 2003-03-25 2004-09-29 深圳市海川实业股份有限公司 疏水性碳黑水性色浆
CN1544512A (zh) * 2003-11-24 2004-11-10 中国石油天然气集团公司 一种粉末丁苯炭黑母炼胶的生产方法
CN101910325A (zh) * 2007-12-27 2010-12-08 东海碳素株式会社 表面处理炭黑水性分散体及其制造方法
US20140000478A1 (en) * 2012-06-27 2014-01-02 Steven Evans Surface modification of carbon black
CN105250146A (zh) * 2015-11-13 2016-01-20 上海联锴日用化工有限公司 一种高炭黑含量的炭黑水性色浆及其制备方法
CN106916491A (zh) * 2015-12-24 2017-07-04 苏州宝化炭黑有限公司 高固含量、高着色力的炭黑水性色浆制备方法
CN105400297A (zh) * 2015-12-25 2016-03-16 上海金狮化工有限公司 一种色浆及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张兴华: "《水基涂料-原料选择•配方设计•生产工艺》", 31 January 2000, 中国轻工业出版社 *
林丽隽: ""水性炭黑色浆的制备及性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
董国君等: "《表面活性剂化学》", 31 August 2013, 中国科学技术大学出版社 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111662576A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 青岛四维化工有限公司 一种准原位改性热解炭黑的制备方法
CN114381290A (zh) * 2022-02-12 2022-04-22 安徽固瑞特新材料科技有限公司 一种湿法制备橡胶用超细废旧轮胎热裂解碳黑的方法
CN114940836A (zh) * 2022-05-26 2022-08-26 东华大学 一种自分散纳米生物质炭及高浓度聚酯母粒的制备方法
CN114940836B (zh) * 2022-05-26 2023-03-10 东华大学 一种自分散纳米生物质炭及高浓度聚酯母粒的制备方法
CN116041986A (zh) * 2022-12-22 2023-05-02 山西盛达威科技有限公司 一种水溶性炭黑的制备方法
CN116041986B (zh) * 2022-12-22 2024-06-28 山西盛达威科技有限公司 一种水溶性炭黑的制备方法
CN115970569A (zh) * 2023-03-17 2023-04-18 青岛黑猫新材料研究院有限公司 一种炭黑的中间产物处理系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107955209A (zh) 一种炭黑湿法处理制备浆液的方法
CN102127343B (zh) 高细度水性色浆及制备方法
CN1057071C (zh) 表面改性的颗粒，其制造方法和含有它的颜料或其他组合物
CN1865365A (zh) 超细水性碳黑色浆及其制备方法
CN108559018B (zh) 纳米级水性窄分子量分布丙烯酸共聚酯及其制备方法
KR20080093625A (ko) 나노 다이아몬드 입자를 이용한 수지 코팅 방법
EP2125175B1 (de) Verfahren zum hochdruckdispergieren von reaktiven monomeren
CN107699054A (zh) 一种纳米uv喷墨色浆及制备方法
CN114133792A (zh) 一种水性纳米颜料分散体
CN113122024B (zh) 一种纳米片层状炭黑乳液及其制备方法和应用
CN107254211A (zh) 高端水性涂料用改性纳米碳酸钙粉体的制备方法
CN106366697A (zh) 一种应用于水性涂料的陶瓷白活性碳酸钙的制备方法
KR101583752B1 (ko) 에폭시 수지내 고용량의 베타형 나노입자 고속 분산방법
CN107793853A (zh) 一种以废弃陶瓷为再生填料的环保型乳胶漆及其制备方法
CN116239900A (zh) 一种粉状亲水炭黑的制备方法
CN107778531A (zh) 一种炭黑干法处理制备浆液的方法
JP2002285064A (ja) 光輝性水性インキ組成物
JP3400836B2 (ja) 顔料分散方法
CN102146236B (zh) 高稳定性水性色浆及制备方法
CN106479246A (zh) 活性钙和钛白粉组合物在涂料上的应用
CN102500288A (zh) 一种碳纳米微球/改性二氧化钛纳米溶胶复合材料及其制备方法
JP5590319B2 (ja) 木材注入用防腐防蟻処理粒子液の作製方法
DE3049379A1 (de) Pigmentdispersion
CN112159606A (zh) 一种水性纳米通用色浆及其制备方法
CN110105803A (zh) 一种涂料用耐碱水性钛白浆及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180424

RJ01 Rejection of invention patent application after publication