CN110709478A

CN110709478A - 具有80-150m2/g的stsa、至少180ml/100g的oan和至少110ml/100g的coan的炭黑以及混有该炭黑的橡胶配混料

Info

Publication number: CN110709478A
Application number: CN201880037506.6A
Authority: CN
Inventors: J.崔; T.F.克拉克; D.多施
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: JP2023010727A; BR112019022706B1; CA3062139A1; FR3065963B1; CN110709478B; FR3065963A1; US10927261B2; AR111849A1; BR112019022706A2; JP2020518701A; NL2020868B1; US20180319992A1; NL2020868A; CA3062139C; WO2018204174A1

Abstract

描述了炭黑，例如，具有高结构的补强级炭黑。该炭黑可具有以下性质：80m²/g～150m²/g的统计厚度表面积(STSA)、至少180mL/100g的吸油值(OAN)、以及至少110mL/100g的挤压吸油值(COAN)。还描述了混有该炭黑的橡胶配混料。

Description

具有80-150M2/G的STSA、至少180ML/100G的OAN和至少110ML/ 100G的COAN的炭黑以及混有该炭黑的橡胶配混料

背景技术

本发明涉及炭黑以及混有该炭黑的橡胶配混料。

炭黑已被用于调节组合物的机械、电子和光学性质。炭黑和其它填料已被用作橡胶、塑料、纸张或织物应用中所用的组合物的配混和制备中的颜料、填料、和/或补强剂。炭黑或其它填料的性质是决定这些组合物的各种性能特性的重要因素。弹性体类组合物的重要用途涉及轮胎的制造，而且，经常加入其它成分以赋予最终制品或其组件(组分)特定的性质。炭黑已被用于调节弹性体类组合物以及其它类型组合物的功能性质、电导率、流变学、表面性质、粘度、外观及其它性质。

如前所述，炭黑和其它填料可以为包括弹性体类组合物在内的多种材料提供补强的益处。除了常规的填料属性外，还期望提供能够改善一种或多种弹性体性质(例如滞后性、耐磨性或刚度)的填料。然而，在过去，对于使用炭黑或其它填料的一些弹性体类组合物，填料典型地能够改善一种性质，但损害另一种性质。因此，持续地需要提供这样的用于弹性体类组合物的填料，其优选地能够增强弹性体性质而不引起对于另一种性质的损害。

发明内容

本发明的特征是提供新型的炭黑，其具有炭黑性质的独特组合。

本发明的额外的特征是提供这样的炭黑，当存在时，其促进橡胶或其它弹性体类组合物的一种或多种有益的性质，而不引起对于橡胶或其它弹性体类组合物的其他性质的任何显著损害。

本发明的进一步特征是提供这样的炭黑，当其存在时，可以赋予橡胶组合物有益的性质平衡。

本发明的额外的特征是提供具有高结构的炭黑，当其存在时，可以具有在保持橡胶组合物的刚度的同时改善滞后性的能力。

本发明的进一步特征是提供具有高结构的炭黑，其可用于储能装置以及其它电(电气)或电化学的组件和装置，例如，电极(诸如锂离子电池的正极)和电容器(诸如电化学电容器)。

本发明的额外的特征是提供以所述炭黑改性的橡胶配混料。

本发明的附加特征和优点将在下面的描述中部分地阐述，并且，会因为该描述而部分地明晰，或者，可以通过本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点将借助于说明书和所附权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和获得。

为了实现这些和其它优点，并且，根据本发明的目的，如在本文中所具体体现和广泛描述的，本发明涉及具有以下性质的炭黑：80～150m²/g的统计厚度表面积(STSA)、至少180mL/100g的吸油值(OAN)、和至少110mL/100g的挤压吸油值(COAN)。

本发明进一步涉及包含至少一种聚合物及所述炭黑的橡胶配混料。该橡胶配混料可为经硫化的橡胶组合物、能够硫化的橡胶组合物、或者未经固化的橡胶组合物。

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述这两者都只是示例性和说明性的，并且，旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

并入在本申请中并构成本申请的一部分的附图说明了本发明的一些特征，并且，与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

图1是可用于制造根据本申请实例的炭黑的炭黑反应器的截面图。

图2是可用于制造根据本申请实例的炭黑的另一相关的炭黑反应器的截面图。

具体实施方式

本发明涉及炭黑以及包含该炭黑的橡胶组合物。本发明的炭黑可为补强级炭黑。具有在规定范围内的分析性质的本发明炭黑可以在保持刚度和传导性的同时赋予橡胶组合物改善的补强性质和低的滞后性，从而避免或减少在总体性质方面的不利的折衷。配混料的滞后性是指使橡胶配混料变形所施用的能量与橡胶配混料恢复到其初始的未变形状态时所释放的能量之间的差值。例如，具有较低滞后值的轮胎可具有降低的滚动阻力，且因此可降低使用该轮胎的车辆的燃料消耗。对于轮胎的部件(例如胎体)，为了物理结构和性能，必须保持足够的刚度。相对于本申请中所用的标准炭黑(例如，N300、N500或其它已用于轮胎的胎体或侧壁材料中的“N”系列炭黑)，本发明的炭黑可在较低负载量下用于非胎面轮胎的组件并同时保持刚度。

为了使车辆改善其燃料经济性，存在着显著的监管和环境压力。轮胎在决定乘用车、轻型卡车和重型卡车车辆的燃料消耗方面起到重要作用。与提供摩擦和抓地性能的胎面相比，其余胎体或其它非胎面组件的功能是不同的，且因此，填充材料的选择也倾向于不同。本发明的炭黑可用于轮胎组件(例如胎体或其它非胎面部件)，以代替N300、N500或其它已用于这样的组件的N系列炭黑。如所述的，本发明的炭黑能够提供这样的能力：在经补强的轮胎部件或其它橡胶组件中，使用炭黑以降低滞后性，但仍保持刚度和传导性。在本发明中可提供不同寻常地高结构炭黑，其能够打破(避免或减轻)刚度的损失与滞后性的改善(降低)之间的折衷。如由来自本文实施例中所公开的实验研究的结果所示的，对于其中可将tanδ(delta)_最大认为是滚动阻力贡献的度量的橡胶配混料应用，本发明的炭黑能够为以其改性的橡胶配混料提供这样的刚度和滞后性，即与含有已经过比较测试的市售炭黑(例如，

M炭黑、

6炭黑或

E6炭黑、

10H炭黑、

7H炭黑、或者其它炭黑，例如N100、N200、或N300系列炭黑或其它ASTM炭黑)的等价硬度的类似组合物相比，刚度G'(10％)(MPa)与滞后性tanδ_最大之比至少高约5％、或至少高约10％、或至少高约15％、或至少高约20％、或至少高25％、或其它更大的值。

鉴于这些改善的效果，本发明炭黑可有利地用于橡胶配混料中。受益于本发明炭黑的橡胶配混料可包括经挤出、模塑或铸造的橡胶制品。该橡胶制品可以是，例如，轮胎、轮胎组件、软管、管、带、密封物、衬里、或其它橡胶制品。可以使用本发明炭黑进行补强的轮胎组件包括胎体、侧壁、胎圈包胶(bead encasing rubbers)、带、胎面、或其它轮胎部件。作为选择，可以使用本发明炭黑来对非胎面组件(例如轮胎胎体、侧壁、胎圈包胶、或其它轮胎部件)进行改性。

结构是对炭黑聚集颗粒的复杂性的度量。出于本发明的目的，炭黑的结构的特征在于针对材料测定的吸油量(oil absorption)和挤压吸油量性质。将由吸油量表征的结构测定为吸油值(OAN)，如通过ASTM D2414-13a测定的，其中，OAN值表示为相对于100克炭黑的油的毫升数。OAN值也被称为邻苯二甲酸二丁酯吸收值(DBP)。挤压OAN(COAN)测量被用于测定炭黑的COAN值。COAN值是在受控压缩后测定的炭黑OAN值，表示为相对于100克经压缩的炭黑的油的毫升数。COAN值也被称为挤压邻苯二甲酸二丁酯吸收值(CDBP，24M4DBP)。如本文所用的，除非另有说明，否则COAN值基于改变形式的ASTM标准D3493-13a。出于本文的目的，将ASTM测试方法D3493-13a的程序用于本文所公开的COAN测量，其中，改变之处在于：在该测试方法的程序中所描述的压缩缸(compression cylinder)中，挤压15g炭黑，并且然后在吸收仪中对这些经挤压的15g炭黑中的10g进行测试，该吸收仪用于根据ASTM测试方法的程序测定吸油值，在此之后，将结果缩放(scale)至100g的物料。根据所述ASTM标准测定的所述OAN和COAN值也适用于根据与其对应的JIS标准(例如，JIS K 6221)测定的值。

出于本申请的目的，根据ASTM标准D6556-10定义和测定炭黑的表面积。如在ASTM标准D6556-10中所解释的，该测试方法涵盖了通过多层气体吸附行为的Brunauer、Emmett和Teller(Brunauer,Stephen；Emmett,P.H.；Teller,Edward(1938)."Adsorption ofGases in Multimolecular Layers".Journal of the American Chemical Society.60(2):309-319)理论采用多点测定的氮表面积以及基于统计厚度表面积法(STSA)的外部表面积的测定。总表面测量(NSA测量)基于B.E.T.理论且其包括囊括孔直径小于2nm

的微孔在内的总表面积，然而基于统计厚度表面积法(STSA)的外部表面积被定义为可接近橡胶的比表面积。

如所述的，本发明炭黑的特征在于由外部表面积(STSA)值、以及为相同材料测定的OAN和COAN值定义的性质的组合。

本发明的一个选择提供了具有以下性质的炭黑：

a)80m²/g～150m²/g的STSA，

b)OAN≥180mL/100g，和

c)COAN≥110mL/100g。

另一个选择提供了具有以下性质的炭黑：

a)90m²/g～150m²/g的STSA，

b)OAN≥180mL/100g，和c)COAN≥120mL/100g。

另一个选择提供了具有以下性质的炭黑：

100m²/g～150m²/g的所述STSA；

至少200mL/100g的所述OAN；和

至少120mL/100g的所述COAN。

作为选择，STSA(即，性质a))可为80m²/g～150m²/g、或为90m²/g～150m²/g、或为100m²/g～150m²/g、或为90m²/g～145m²/g、或为95m²/g～145m²/g、或为100m²/g～145m²/g、或为90m²/g～140m²/g、或为95m²/g～140m²/g、或为100m²/g～140m²/g、或为105m²/g～135m²/g、或为110m²/g～130m²/g、或为115m²/g～125m²/g、或其它值。

作为选择，OAN(即，性质b))可为至少180mL/100g、或至少190mL/100g、至少200mL/100g、或至少210mL/100g、或至少220mL/100g、或至少230mL/100g、或为180mL/100g～320mL/g、或为190mL/100g～320mL/g、或为200mL/100g～320mL/g、或为210mL/100g～320mL/g、或为180mL/100g～310mL/g、或为190mL/100g～310mL/g、或为200mL/100g～310mL/100g、或为210mL/100g～310mL/g、或为180mL/100g～300mL/g、或为190mL/100g～300mL/g、或为200mL/100g～300mL/g、或为210mL/100g～300mL/g、或为220mL/100g～290mL/100g、或为230mL/100g～280mL/g、或其它值。

作为选择，COAN(即，性质c))可为至少110mL/100g、或至少120mL/100g、至少130mL/100g、或至少140mL/100g、或为110mL/100g～160mL/g、或为115mL/100g～160mL/g、或为120mL/100g～160mL/g、或为110mL/100g～155mL/g、或为115mL/100g～155mL/100g、或为115mL/100g～155mL/g、或为110mL/100g～150mL/g、或为115mL/100g～150mL/g、或为120mL/100g～150mL/g、或为110mL/100g～145mL/g、或为115mL/100g～145mL/g、或为120mL/100g～145mL/g、或为125mL/100g～145mL/100g、或为130mL/100g～140mL/g、或其它值。

本发明炭黑可具有STSA、OAN和COAN(即，性质a)、b)和c))中的任意所示值以任意方式的组合。

除了STSA、OAN和COAN(即，性质a)、b)和c))的所示性质以外关于本发明炭黑可具有其它性质，这些可包括，但不限于，以下额外性质中的一种或多种：

d)碘吸附值(ASTM-D1510-13)，其为85mg/g～220mg/g、或为90mg/g～220mg/g、或为100mg/g～220mg/g、或为100mg/g～210mg/g、或为85mg/g～210mg/g、或为90mg/g～210mg/g、或为100mg/g～210mg/g、或为85mg/g～200mg/g、或为90mg/g～200mg/g、或为100mg/g～200mg/g、或为110mg/g～200mg/g、或为115mg/g～190mg/g、或为120mg/g～180mg/g、或其它值；

e)碘吸附值/STSA之比，其为0.9～1.5、或为0.95～1.5、或为1～1.5、或为0.9～1.45、或为0.95～1.45、或为1～1.45、或为0.9～1.4、或为0.95～1.4、或为1～1.4、或为0.9～1.35、或为0.95～1.35、或为1～1.35、或为0.9～1.3、或为0.95～1.3、或为1.0～1.3、或为1.05～1.25、或为1.10～1.20、或其它值。碘吸附值/STSA之比将未经蚀刻的炭黑与经过蚀刻的炭黑区分开，例如，经过蚀刻的炭黑会具有较大的碘吸附值/STSA之比；

f)BET表面积，其为70m²/g～200m²/g、或为90m²/g～200m²/g、或为80m²/g～170m²/g、或为70m²/g～135m²/g、或为50m²/g～140m²/g、或为105m²/g～135m²/g、或为110m²/g～130m²/g、或为115m²/g～125m²/g、或其它值；

g)ΔD₅₀，其为75nm或更小、或者70nm或更小、或者65nm或更小、或者60nm或更小、或者55nm或更小、或者50nm或更小、或为40nm～75nm、或为45nm～70nm、或为50nm～65nm、或为55nm～60nm、或其它值；

h)雏晶尺寸(L_a)，其为

或更小、或者

或更小、或者

或更小、或者

或更小、

或更小、或者或更小、或者

或更小、或者

或更小、或者

或更小、或者

或更小、或为

或为或为

或为

或其它值；

i)平均初级粒度，其为约8nm～约50nm、或者约12nm～约24nm、或者约13nm～约23nm、或者约14nm～约22nm、或者约15nm～约21nm、或者约16nm～约20nm、或其它值；

j)表面能，其为约1mJ/m²～约15mJ/m²、或为约2mJ/m²～约13mJ/m²、约3mJ/m²～约12mJ/m²、或为约4mJ/m²～约11mJ/m²、或为约5mJ/m²～约10mJ/m²、或其它值；

k)着色强度(ASTM-D3265-15a)，其为105％～140％、或为110％～140％、或为115％～135％、或为120％～130％、或具有其它值。

作为选择，本发明的炭黑可具有性质a)、b)和c)的组合，或者，性质a)、b)和c)与额外的指定性质d)～k)中的一种或多种以任意组合形式的组合。举例而言，除了性质a)、b)和c)外，本发明的炭黑可具有性质d)～k)中的至少一种、两种、三种、四种、五种、六种、七种、或全部八种。该炭黑可具有性质a)～k)的任意组合。可使用由Brookhaven Instruments制造的型号为BI-DCP的Disc Centrifuge Photosedimentometry，根据ISO 15825方法来测量性质g)的ΔD₅₀。可通过ASTM-D3849-14a测定性质i)的平均初级粒度。可用于测定性质h)(即，雏晶尺寸L_a(即，微晶炭黑的有序畴的尺寸，其如美国专利No.9,287,565中所公开的通过拉曼光谱法测定))以及j)(即，表面能)的方法公开在美国专利No.9,287,565中，该专利通过引用在此全文引入。其它的性质a)～f)及k)可如前所述地或者如在本文实施例中所述地测定。

本发明的橡胶配混料可通过与任何弹性体(包括用于炭黑配混的那些)进行配混而由炭黑制备。可将任何合适的弹性体与炭黑配混以提供本发明的弹性体类配混料。这样的弹性体包括，但不限于：1,3-丁二烯、苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、丙烯腈、乙烯和丙烯的聚合物(例如，均聚物、共聚物、或三元共聚物)、橡胶。优选地，该弹性体具有约-120℃～约0℃的玻璃化转变温度(Tg)，如通过差示扫描量热法(DSC)测得的。实例包括，但不限于，丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、以及它们的充油衍生物。也可使用前述弹性体的任意共混物以及这些聚合物的功能衍生物。

作为选择，适合用于本发明的橡胶是天然橡胶及其衍生物(例如氯化橡胶)。本发明的炭黑可与诸如以下的合成橡胶一起使用：约10～约70重量％的苯乙烯与约90～约30重量％的丁二烯的共聚物，例如，19份苯乙烯与81份丁二烯的共聚物、30份苯乙烯与70份丁二烯的共聚物、43份苯乙烯与57份丁二烯的共聚物、以及50份苯乙烯与50份丁二烯的共聚物；共轭二烯的聚合物和共聚物例如聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯及其类似物，以及这样的共轭二烯和能够与其共聚的含烯属基团的单体(例如苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、丙烯腈、2-乙烯基-吡啶、5-甲基2-乙烯基吡啶、5-乙基-2-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、经烷基取代的丙烯酸酯、乙烯基酮、甲基异丙烯基酮、甲基乙烯基醚、α-亚甲基羧酸、及其酯和酰胺(例如丙烯酸和二烷基丙烯酸酰胺))的共聚物；还适用于本文的是乙烯与其它高α-烯烃(例如丙烯、丁烯-1和戊烯-1)的共聚物。考虑到本公开的益处，其它合适的弹性体对于本领域技术人员将是显而易见的。

作为选择，本发明的橡胶配混料可包含：弹性体(一种或多种)和本发明的炭黑；以及固化剂、偶联剂；和，任选地，额外的不同于本发明炭黑的补强填料、各种加工助剂、油填充剂、抗降解剂和/或其它添加剂。例如，在橡胶组合物的制造中，可使用一种或多种固化剂，例如，硫、硫供体、活化剂、促进剂、过氧化物、以及用于实现弹性体组合物硫化的其它体系。橡胶配混料中的炭黑的负载水平可取决于组合物的预期用途。作为选择，炭黑的量可包括1重量％～90重量％、或者5重量％～85重量％、或者10重量％～80重量％、或者20重量％～75重量％、或者25重量％～70重量％、或者30重量％～65重量％、或者35重量％～60重量％、或者其它量，基于橡胶配混料的总重量计。

混有炭黑及其它成分的橡胶配混料可通过任何合适的方法生产。该方法可包括采用干混技术、湿混技术、多级混合工艺的那些、或者用于混合和加工成分的其它方法，例如，美国专利No.5,916,956、6,048,923、7,582,688、8,586,651和8,536,249中所公开的那些，所述专利通过引用在此全文引入。如所述的，所得的橡胶配混料可用于生产各种弹性体类制品，例如，车辆轮胎组件(例如，胎体、侧壁、胎圈胶(bead rubber)、胎面)、工业橡胶制品、密封物、同步带、动力传送带等、以及其它橡胶物品。

作为选择，炭黑可为槽黑、炉黑和灯黑。炭黑优选为炉法炭黑。作为优选的选择，炭黑的生产涉及使用多级炭黑反应器。如本文中所用的，“多级反应器”配备有多个原料注入位置，其中，一个或多个后续的注入位置位于第一注入位置的下游。更优选地，该多级反应器具有至少两级(两级、三级、四级、或更多级)，其中，通常存在至少两次原料(例如，两次、三次、四次、或更多次原料)引入的发生。

图1和2示出了两种类型的相关炭黑反应器的说明性部分，考虑到本文所述的工艺条件，所述炭黑反应器可用于采用多级炉工艺生产本发明的炭黑。

图1和2中所示的两个反应器中的用于生产本发明高结构炭黑的工艺条件和反应器布置可涉及在完全骤冷的上游的两个过渡区(transitions)，在所述两个过渡区中，引入(即，注入)产生炭黑的原料，所述两个过渡区被体积间隔增大的间隔通道隔开，允许在所述两个过渡区之间选择中间注入骤冷水和/或使用水冷金属间隔通道。可以在这些反应器中生产炭黑，其中，将产生炭黑的原料在第一过渡区(阶段)中引入并与热气流组合以形成前体，并且，在间隔通道中的停留时间之后，在第二过渡区(阶段)处在所述前体的下游，随后引入产生炭黑的第二原料，并在此后使反应物流骤冷以终止反应。

对于图1中的反应器2，将所述过渡区标记为12和22、将间隔通道标记为18、并且将完全骤冷位置标记为58。在图1中所示的反应器2中，间隔通道18衬有衬套19，所述衬套19可为耐火砖。在图1中所示的反应器2中，可经由内置注入口24A、或24B、或者这两者，向间隔通道18中注入中间部分骤冷物，例如，通过采用中间骤冷流体(例如，水或其它骤冷流体(诸如氮气))。

对于图2中的反应器200，将所述过渡区标记为212和220、将间隔通道标记为180、并且将完全骤冷位置标记为580。在图2中所示的反应器200中，间隔通道180由布置成筒状结构的水冷金属片材形成。例如，间隔通道180可作为水冷的导热金属壁外壳，例如，具有其中可连续地通过冷却水的整体式水夹套的金属管结构体。在图2中所示的反应器200中，可经由一个或多个注入口240，向间隔通道180中注入中间部分骤冷物，例如，通过采用中间骤冷流体(例如水或其它骤冷流体)。作为选择，注入口24A、24B、或240可为带有水夹套的管，该管包括排水通路和用于冷却水在注水探头内流动的单独的通路。

由在这些反应器(2、200)中的所述过渡区(图1中的12和22，以及，图2中的212和220)之间的间隔通道提供的增大的体积允许更多的再循环，以及在由位于各反应器的所述过渡区处的两个单独的原料-注入位置限定的平面之间的更长的停留时间，这两者均可增强炭黑在每个阶段期间形成尽可能多的结构的能力。此外，在第二过渡区(图1中的22、图2中的220)之后，可为反应器直径尺寸的急剧膨胀(图1中的50、图2中的500)，这也可有助于使炭黑中的结构构建最大化。不希望受任何特定理论的束缚，图1和2中所示的两种相关的反应器几何形状可用于产生一系列不同寻常的高结构炭黑，例如，其特征在于OAN和COAN。

关于图1中所示的反应器2的其它特征，反应器2包括燃烧室10，在该燃烧室中引入了燃烧气体(液体或气态燃料)13，该燃烧气体与氧化剂15(包括，例如，氧气、空气)混合(例如，通过孔口(未示出)引入到腔室10中)并通过本领域已知的任意方法点燃。所得的热气流F流过截头圆锥形区域11，以将直径收敛到通常为圆柱形的区域，该圆柱形区域包含多个串联的管状部分(12、18和22)。在任一个过渡区(12、22)中引入的产生炭黑的原料可以任何常规方式引入，例如，作为单个物流或多个物流引入。所述原料的引入能够以任意速率发生。对于多个物流，每个流的速率可以相同或不同。在图1中，原料注入口32和42位于前部和末端管状部分内，该前部和末端管状部分分别限定了第一过渡区12和第二过渡区22，其中，第二过渡区22位于第一过渡区12的下游。虽然图1说明了每个过渡区(12、22)具有单个原料注入口(32、42)，但典型地，在每个过渡区12和22处周向(沿圆周，circumferentially)布置超过一个原料注入口，以将多个原料流(物流)30注入到第一过渡区12中并且将多个原料流40注入到第二过渡区22中。可采用任何能够引入产生炭黑的原料的方式。举例而言，可在所述过渡区处，通过多个物流，将产生炭黑的原料注入到反应器中，所述产生炭黑的原料在过渡区12处进入热燃烧气流的内部区域中，而且，在第二过渡区22处进入反应物流中，以确保产生炭黑的原料与燃烧气体/反应物流的高速率的混合和剪切。如所示的，间隔通道18位于过渡区12和22之间。

在图1的配置中，燃料在燃烧室10处被点燃，并且，所得的流被引导到由区域12、18和22组成的通道状区域，在该通道状区域中，燃料在第一过渡区12处与原料注入的第一注入区接触。进入间隔通道18内的后续流允许在与第二过渡区22处引入的原料的第二进料的接触之前，在所述原料注入位置之间的更长的停留时间以及所述再循环。如图1中所示的，间隔通道18可具有在其与第一过渡区12邻接的前端处的恒定直径的圆柱形部分以及在其后端处的直径朝向第二过渡区22收缩的锥形耐火件。如所示的，可在间隔通道18中提供中间部分水骤冷或其它骤冷流体。然后，离开过渡区22的气体/炭黑颗粒混合物流入一个或多个直径增大的反应器区域(50、52和54)中，所述反应器区域可以衬有衬套56(例如，将一个或多个直径增大的反应器区域衬以耐火材料)，并且随后骤冷。骤冷典型地通过在骤冷位置58处的喷水来进行，该骤冷位置与过渡区22的距离可以改变。可利用位于位点57处的注入骤冷流体59的骤冷58来停止所述产生炭黑的原料的反应。Q是从过渡区22的下游端55(其可与反应器区域50的起点重合)到位点57的距离，并且会根据骤冷的位置而变化。

除了位于所述过渡区之间的间隔通道的结构方面的所示差异之外，图2中所示的反应器200的操作方式通常可与图1中的反应器2的操作方式相似。在图2的配置中，燃料在燃烧室110处被点燃，并且，所得的流被引导到由区域212、180和220组成的通道状区域，在该通道状区域中，燃料在第一过渡区212处与原料注入的第一注入区320接触。进入间隔通道180内的后续流允许在与在第二过渡区220处引入的原料的第二进料420的接触之前，在所述原料注入位置之间的更长的停留时间以及所述再循环。如所示的，可在间隔通道180中提供中间部分水骤冷或其它骤冷流体。然后，离开过渡区220的气体/炭黑颗粒混合物流入一个或多个直径增大的反应器区域(500)中，并然后在骤冷位置580处骤冷。

对于引入到图1中的反应器2的间隔通道18或图2中的反应器200中的间隔通道180的中间骤冷流体，相比于原料的比率，所注入的流体(例如，骤冷水)与在第一过渡区(12、120)处所引入的产生炭黑的原料的量的重量比可为相对小的。作为选择，所注入的流体(例如，骤冷水)与在第一过渡区(12、120)处所引入的产生炭黑的原料的量的重量比可为0～约1:1、或者约0.05:1～约1:1、或者约0.1:1～约1:1、或者约0.2:1～约0.5:1、或者约0.3:1～约0.7:1、或者约0.4:1～约0.8:1、或者其它量。

在图1和2中，多个D数字代表反应器的多个部分的多个内径尺寸，而且，多个L数字代表反应器的多个部分的多个长度。如所示的，Q是从第二过渡区的末端到最终骤冷的距离。这些D、L和Q参数的实例在本文实施例部分中说明。可以使用其它值。本文相对于炭黑反应器的任何区域或阶段使用的术语“直径”是水力直径(D_H)，其由下式计算：4A/P，其中，A是横截面积和P是周长长度。

关于与产生炭黑的原料组合的热气流，该热气流也可以被认为是热燃烧气体，该热燃烧气体可以通过使固态、液态和/或气态的燃料与合适的氧化剂物流接触而产生，所述氧化剂例如，但不限于，空气、氧气、空气与氧气的混合物、或者类似物。替代地，可在不添加液态或气态燃料的情况下，使经过预热的氧化剂物流通过。适用于与氧化剂物流接触以产生热气体的燃料的实例包括任何易燃的气体、蒸气、或液体物流，例如，天然气、氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、醇或煤油。通常地，优选使用具有高含量的含碳组分的燃料，且尤其是烃。空气与用于生产本发明炭黑的燃料的比率可以为约0.6:1至无穷大(例如，1:1(化学计量比)至无穷大)、或者0.6:1～10:1、或者1:1～10:1。如所述的，为了促进热气体的产生，氧化剂物流可以被预热。优选地，在将产生炭黑的原料引入到反应器中的任何位置的上游形成热气流。

产生炭黑的原料可以是导致炭黑形成的任何常规的产生炭黑的原料。举例来说，可以使用任何烃材料。合适的原料可以是任何在反应条件下能够易于挥发的产生炭黑的烃原料。例如，可以使用不饱和烃(诸如乙炔)；烯烃(诸如乙烯、丙烯、丁烯)；芳族化物(诸如苯、甲苯和二甲苯)；某些饱和烃；以及其它烃(诸如煤油、萘、萜烯、乙烯焦油、芳族循环料(aromatic cycle stocks)等)。优选地，在第二(下游)过渡区处引入产生炭黑的原料没有完全地使反应骤冷(猝灭)。在第二过渡区处引入的产生炭黑的原料可以是与在第一(上游)过渡区中引入的产生炭黑的原料相同类型的原料或与其不同的原料。此外，可将向预先存在的炭黑颗粒施用额外的原料重复任意次数，直到原料至炭黑的反应停止。每次加入额外的原料，整个反应混合物的温度通常都会下降，且炭黑的粒度增大。以此方式，原料的额外引入可以充当用于冷却炭黑的部分骤冷剂。

引入到反应器(2、200)中的产生炭黑的原料的总量可基于它们的进料速率(单位为重量/时间)分别地在第一过渡区(12、120)和第二过渡区(22、220)之间以约15:85～85:15、或者约20:80～80:20、或者30:70～70:30、或者60:40～40:60进行分配。作为选择，在第二过渡区处引入的产生炭黑的原料包含在整个过程中所使用的产生炭黑的原料的总量的至少15重量％。在第二过渡区处引入的产生炭黑的原料可包含在整个过程中所使用的产生炭黑的原料的总量的约15重量％～约80重量％。其它范围包括在整个过程中所使用的产生炭黑的原料的总量的约25重量％～约70重量％或约30重量％～约60重量％。

作为选择，第一和第二过渡区可以具有各自的第一和第二温度区，该第一和第二温度区彼此之间具有温度差。在该选择中，第一温度区和第二温度区可具有200℃或更高的温度差，且优选地300℃或更高的温度差。关于温度差的合适范围可为，例如，约200℃～约900℃或约400°～约700℃。可采用关于温度差的其它温度范围。通常地，关于该温度差，第一温度区具有较高的温度且第二温度区具有较低的温度，由此产生了温度差，尽管这仅仅是优选的实施方式。温度的差异可通过许多方式实现，例如，通过在间隔通道中的所示的中间骤冷的作用，或者，通过避免燃烧气体的任何进一步引入，或者，通过在第二温度区中避免燃烧气体的形成或使燃烧气体的形成最小化，或者，通过这些的任意组合。可采用用于实现该差异的其它手段。举例而言，可在反应器(或反应器的部分)的第二过渡区处引入产生炭黑的原料或其后的位置的周围使用水夹套。替代地，或组合地，蒸汽可在该位点处引入。此外，或替代地，其它骤冷剂(例如氮气、水、或其它合适的骤冷剂)可用于在引入产生炭黑的第二原料处或其后的位点实现温度降低。优选地，在本发明的任何实施方式的第一温度区中均不存在水夹套或者其它骤冷装置或手段，且优选地，任何这样的骤冷的发生恰好在第二过渡区处引入产生炭黑的原料之前、在第二过渡区处引入产生炭黑的原料的过程中、或者刚好在第二过渡区处引入产生炭黑的原料之后。

在使热燃烧气体与产生炭黑的原料的混合物完全骤冷之后，冷却后的气体可向下游进入任何常规的冷却和分离装置，由此，收取炭黑。炭黑与气体流的分离可通过常规装置(例如，沉淀器、旋风分离器或袋式过滤器)容易地实现。关于使反应完全骤冷以形成最终炭黑，可采用任何用于使在第二过渡区处引入产生炭黑的原料的下游的反应骤冷的常规手段，而且，这些常规手段是本领域技术人员已知的。举例来说，可注入骤冷流体(其可为水或用于使化学反应停止的其它合适的流体)。炭黑可原样使用，或任选地，可经造粒或者经进一步的加工或处理(例如，经表面改性)。

任选地，炭黑的生产可进一步包括控制至少一种以下物质的引入：该物质是或者包含至少一种元素周期表IA族或IIA族元素(或其离子)。金属离子的电荷可在个体炭黑颗粒之间提供斥力。该斥力可使颗粒免于聚集，从而降低炭黑的整体结构。有鉴于此，炭黑中的至少一种IA族或IIA族元素的存在可能不利于提供具有非常高结构的炭黑。作为选择，为了提供结构方面的一些有限调整，在反应的一个或多个阶段处，选定的少量的至少一种IA族或IIA族元素可被容忍或甚至被少量引入，条件是所得的碳产物仍满足本文所指定的OAN和COAN要求，例如，所述至少一种IA族或IIA族元素以约10ppm或更低，例如，约5ppm或更低、约2ppm或更低、约1ppm或更低、约0.5ppm或更低、约0.2ppm或更低、或约0.1ppm或更低的量存在。优选地，所述至少一种IA族或IIA族元素以约0ppm的量存在。所述至少一种IA族或IIA族元素的物质或包含至少一种IA族或IIA族元素的物质可包含至少一种碱金属或碱土金属，例如，锂、钠、钾、铷、铯、钫、钙、钡、锶、或镭、或其组合。所述物质可为固体、溶液、分散体、气体、盐、或其任意组合。若使用，则可在完全骤冷之前引入该物质。如所示的，若使用或允许存在，则该包含IA族或IIA族金属的物质的量可为任意量，只要能够形成仍符合针对结构指定的所述OAN和COAN值的炭黑即可。

作为选择，炭黑可被改性。例如，本发明的炭黑可包括连接至表面的化学基团和/或偶联剂、或者包括吸附于其上的化学基团、或者具有位于炭黑表面上的覆盖物(例如，化学覆盖物，诸如，氧化硅覆盖物或其它覆盖物)、或者具有经氧化的表面、或者它们的任意组合。本发明的炭黑可具有连接的化学基团(例如有机基团)。一种用于使化学基团连接至炭黑的工艺可涉及至少一种重氮盐与炭黑的反应。可采用将化学基团连接至炭黑的其它方法。所述化学基团以及用于使这些基团连接至炭黑的方法可包括在以下美国专利和公开中所示的那些：5,851,280、5,837,045、5,803,959、5,672,198、5,571,311、5,630,868、5,707,432、5,554,739、5,689,016、5,713,988、8,975,316、9,388,300、WO96/18688、WO97/47697、和WO97/47699，所述美国专利和公开均通过引用在此全文引入。本发明的炭黑可具有吸附于其上的化学基团(例如有机基团)。所述化学基团以及用于使这些基团吸附至炭黑的方法可包括美国专利No.8,975,316和9,175,150中所示的那些，所述美国专利通过引用在此全文引入。

替代地，或者此外，可使用偶联剂。偶联剂可以是或包括一种或多种硅烷偶联剂、一种或多种锆酸酯偶联剂、一种或多种钛酸酯偶联剂、一种或多种硝基偶联剂、或者它们的任意组合。偶联剂可以是或包括双(3-三乙氧基硅烷基丙基)四硫烷(例如，来自EvonikIndustries的Si 69、来自Struktol Company的Struktol SCA98)、双(3-三乙氧基硅烷基丙基)二硫烷(例如，来自Evonik Industries的Si 75和Si 266、来自Struktol Company的Struktol SCA985)、3-硫氰酸基(thiocyanato)丙基-三乙氧基硅烷(例如，来自EvonikIndustries的Si264)、γ-巯基丙基-三甲氧基硅烷(例如，来自Evonik Industries的VP Si163、来自Struktol Company的Struktol SCA989)、γ-巯基丙基-三乙氧基硅烷(例如，来自Evonik Industries的VP Si 263)、锆二新烷醇基(neoalkanolato)二(3-巯基)丙酸酯基(propionato)-O、N,N'-双(2-甲基-2-硝基丙基)-1,6-二氨基己烷、S-(3-(三乙氧基硅烷基)丙基)辛烷硫醇酯(例如，来自Momentive,Friendly,WV的NXT偶联剂)、和/或本领域技术人员已知的其它氧化硅偶联剂。

替代地，或者此外，可用其它氧化硅改性剂或疏水剂处理炭黑颗粒。这样的试剂可共价或非共价地连接至炭黑颗粒。示例性的疏水(hydrophibizing)剂包括硅酮流体。可用的硅酮流体的非限制性实例包括聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、苯基甲基硅氧烷共聚物、氟烷基硅氧烷共聚物、二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、苯基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、苯基甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物、甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、聚环氧烷改性的硅酮、D3、D4和D5型的环状聚硅氧烷、及其类似物。也可以使用经改性的硅酮流体，例如，经羟基封端的硅氧烷。

替代地，或者此外，氧化硅改性剂可包含疏水硅烷。例如，疏水硅烷可为下式化合物：R³ _4-nSiX_n，其中，n为1-3，各R³独立地选自氢、C₁-C₁₈烷基、C₃-C₁₈卤代烷基和C₆-C₁₄芳族基团，而且，各X独立地为C₁-C₁₈烷氧基或卤素。替代地，或者此外，氧化硅改性剂包含硅氮烷。例如，疏水剂可为六甲基二硅氮烷、八甲基三硅氮烷、环状硅氮烷、及其类似物。在某些实施方式中，氧化硅改性剂包含电荷改性剂，例如，美国专利申请公开2010/0009280中所公开的那些中的一种或多种，该美国专利申请公开内容通过引用在此引入。替代地，或者此外，美国专利申请公开2011/0244382A1中所公开的二甲基硅氧烷共聚物可被用于处理炭黑颗粒，该美国专利申请公开内容通过引用在此引入。

本发明的炭黑可通过使含硅的物质(例如氧化硅)沉积在炭黑表面的至少一部分上以覆盖(包覆)该炭黑来进行改性。炭黑可覆盖有氧化硅。氧化硅覆盖材料以及用氧化硅覆盖炭黑的方法可包括美国专利No.6,197,274和6,541,113中所示的那些，所述美国专利通过引用在此全文引入。氧化硅覆盖物可部分或完全地覆盖炭黑的表面。

炭黑可被氧化。合适的氧化剂可包括，但不限于，酸(例如，硝酸)和臭氧。偶联剂可与氧化炭黑一起使用，例如，美国专利No.6,057,387中所示的偶联剂(该美国专利通过引用在此全文引入)、或者如本文所述的其它偶联剂。

将通过以下实施例进一步阐明本发明，这些实施例仅旨在作为本发明的示例。

实施例

实施例1

在利用如图1或图2中所示的多级反应器配置的反应器试验中生产本发明的炭黑。该反应器的尺寸和组件概述在下表1中。

在每次试验中，用于燃烧反应的主燃料是在约环境温度(约77°F)下引入到反应器中的天然气，采用了120％的一次燃烧(主燃)，所引入的K⁺或其它IA/IIA族元素的金属离子浓度为零(0ppm)，并且，采用约433～282kg/小时的总的产生炭黑的原料的速率。在引入至反应器中之前，将液态原料预热至175℃。在图1中的位置32和42以及图2中的位置320和420处，围绕反应器的圆周以等距间隔的环形图案(轴面)布置原料引入孔口。所利用的原料具有下表2中所述的性质。

表1：反应器的几何形状/组件

表2：原料的性质

氢/碳比率	1.07
		氢(重量％)	8.09
碳(重量％)	90.55
		硫(重量％)	0.77
氮(重量％)	0.23
		氧(重量％)	--
Wtd比重	1.0615

若使用中间骤冷水，则借助于加压雾化器将其作为细小喷雾引入。对于图1的反应器，若使用中间骤冷水，则仅在两个所示位置24A或24B之一处引入。然后，用在产生炭黑的第二原料的下游的水将反应中所形成的炭黑完全骤冷，以形成本发明的炭黑。

表3中示出了额外的工艺条件，包括总燃烧(OAC)、分别在第一和第二原料引入之间的原料分配。

表3：炭黑工艺参数

根据ISO 15825方法，使用由Brookhaven Instruments制造的型号为BI-DCP的Disc Centrifuge Photosedimentometry测定粒度分布的测量。针对每个选定的炭黑样品生成体积加权的聚集体粒度分布(ASD)图。表4提供了试验1-6和8-10的粒度分布的平均直径(D_平均)、众数直径(D_众数)、D₁₀、D₅₀、D₉₀、ΔD₅₀、D₇₅/D₂₅、ΔD₅₀/D_众数、(D₉₀-D₁₀)/D₅₀、以及等式(1)的值。等式(1)的值如下算出：133.33*(ΔD₅₀/D_众数)/COAN。表4中还包括了由等式(1)为几种市售炭黑算得的值。所述市售炭黑以商品名

M(“VM”)、

6(“V6”)、

E6(“PE6”)、和

10H(“V10H”)(Cabot Corporation)销售。

表4：粒度和分布

表5中示出了试验1-11的炭黑的物理性质以及以商品名

M(“VM”)、6(“V6”)、 E6(“PE6”)、和

10H(“V10H”)(CabotCorporation)销售的所述市售炭黑的物理性质。在各相应的试验中形成的炭黑具有表5中所示的碘吸附值、OAN、COAN、STSA、BET、和色度。OAN、COAN、STSA、和BET通过上文中所述的各自的方法测定，而且，碘吸附值通过ASTM D1510方法测定，且色度通过ASTM D3265方法测定。在表5中，nm³是指标准立方米，其中，“标准”定义为校准至0℃和1atm压力的气体的体积。

表5：所选的炭黑产物和对比物的性质

实施例2

制备混有实施例1的所选炭黑(试验/产物1-11)和表5中所提到的市售炭黑(VM、V6、PE6、V10H)之一的橡胶组合物。测定每种改性橡胶的模量(300％)、刚度(G'10％)、以及损耗滞后(最大的tanδ或tan delta)。在这些实验中，将炭黑用于具有下表6中所示的完整配方的橡胶配方中，以研究使用本发明的炭黑与前述市售炭黑以及从Cabot Corporation以商品名

7(“V7”)、CRX^TM 1444(“CRX1444”)、和CRX^TM 1346(“CRX1346”)商购获得的那些炭黑相比的效果。所述配方包括N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-/苯二胺(Flexsys,St.Louis，MO(“6PPD”))、CALIGHT RPO加工用油、抗氧化剂DQ(“AO DQ”)粒料(Akrochem,Akron,OH)、Akrowax^TM 5031珠料(Akrochem,Akron,OH)。在最后的道次中，加入硫和促进剂N-叔-丁基苯并噻唑-2-次磺酰胺(“TBBS”)。

表6：橡胶配方

按照在下表7中概述的在BR Banbury 1600混合机中的三阶段混合，对橡胶组合物中所用的组分(如表6中所列的)进行混合。

表7：混合条件

硫化在设定为150℃的热压机中进行，持续时间由常规橡胶流变仪确定(即，T90+T90的10％，其中，T90为达到90％硫化的时间)。

采用以下测试以获得每种改性橡胶的性能数据：

通过ASTM D 412-06标准测试方法对以下测定300％模量(MPa)

-SBR处方和评估程序中的炭黑；

-在10Hz的恒定频率、恒定温度下，并且，以应变剪切模式，使用型号为ARES-2K的Rheometrics Dynamic Spectrometer测量tanδ。应变扫描如下运行：在0℃下，0.1％～120％双应变幅度。每10倍频(per decade)取十个点进行测量，并报告所测得的最大tanδ。测定储能模量G'，并将其作为tanδ的这些测量结果的一部分进行报告。G'往往与材料的刚度有关。

表8-11中示出了在各种炭黑负载量下由这些测试获得的性能数据。为了使硬度相匹配，市售对比炭黑的不同负载量均大于所要求保护的炭黑的负载量。

表8：性能数据

表9：性能数据

表10：性能数据

表11：性能数据

如由表8-11中的结果具体所示的，本发明的炭黑在用其改性的橡胶配混料中提供了这样的刚度和滞后，其刚度G'(10％)(MPa)与滞后tanδ_最大的比率比包含等价量的VM、PE6、或V6的橡胶配混料高至少约5％或甚至至少约10％。

此外，如由表8-11的数据所示的，用本发明炭黑改性的橡胶制品相对于用市售炭黑改性的橡胶制品具有更低的tanδ_最大和更高的刚度值。

通常，本发明可进一步包括以下的一个或多个方面。总的来说，在给定的STSA下，高的COAN和低的ΔD₅₀能够提高G'，但同时，低的ΔD₅₀可能对tanδ产生负面影响。根据这些结果，高COAN结合STSA和OAN性质能够产生打破G'和tanδ折衷的炭黑(例如，在提供降低的滞后时避免刚度的不利损失)。

本发明的炭黑的另一方面是相对于所列举的至少110mL/100g的COAN值而言的低的窄聚集体尺寸分布(ASD)(其由ΔD₅₀/D_众数表示)，即，对于这样的高结构炭黑的ASD分布的宽度。对于这样的高结构炭黑，该ASD是窄的，而且，不希望被理论所束缚，可有助于打破在本发明的所研究的橡胶组合物中所看到的刚度和滞后的折衷。

在一个方面中，相对于COAN的窄的ASD由等式(1)表示：133.33*(ΔD₅₀/D_众数)/COAN<1。该等式代表了量度在聚集体尺寸分布方面的变化量的能力。小于1的数字代表了在聚集体尺寸分布方面的更好的受控或低的变化，然而，等于或大于1的数值代表了在聚集体尺寸分布方面的更大的变化(其代表了以前可市售获得的具有高COAN的炭黑)。换句话说，采用至少一些具有高COAN的炭黑，这将导致在聚集体尺寸分布方面的不期望的变化的增加。在过去，难以一起实现窄的聚集体尺寸分布以及本文所述的炭黑的其它性质。本发明能够克服该困难，并且，本发明炭黑的小于1的等式(1)的数值代表了该能力。可增大COAN，而不增加在聚集体尺寸方面的变化。本发明的炭黑可具有小于1、或小于0.99、或小于0.9、或小于0.8、或0.4～0.99、或0.45～0.85、或0.5～0.825、或0.6～0.8的等式(1)的值、或其它值。

本发明以任何顺序和/或以任何组合包括以下方面/实施方式/特征：

1.炭黑，具有以下性质：

80m²/g～150m²/g的STSA；

至少180mL/100g的OAN；和

至少110mL/100g的COAN。

2.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，具有以下性质：

90m²/g～150m²/g的所述STSA；

至少180mL/100g的所述OAN；和

至少120mL/100g的所述COAN。

3.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，具有以下性质：

100m²/g～150m²/g的所述STSA；

至少200mL/100g的所述OAN；和

至少120mL/100g的所述COAN。

4.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有0.9～1.5的碘吸附值/STSA之比。

5.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该碘吸附值/STSA之比为1～1.3。

6.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该碘吸附值为90mg/g～220mg/g。

7.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该OAN为至少200mL/100g。

8.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该OAN为至少220mL/100g。

9.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该OAN为200mL/100g～310mL/100g。

10.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该COAN为至少130mL/100g。

11.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该COAN为120mL/100g～150mL/100g。

12.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有70m²/g～200m²/g的BET表面积。

13.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有90m²/g～200m²/g的BET表面积。

14.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有70m²/g～130m²/g的BET表面积。

15.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有75nm或更小的ΔD₅₀。

16.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑进一步包含133.33*(ΔD₅₀/D_众数)/COAN<1的性质。

17.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有或更小的L_a雏晶尺寸。

18.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有24nm或更小的初级粒度。

19.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有约12nm至24nm的初级粒度。

20.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有约1mJ/m²～约15mJ/m²的表面能。

21.任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑，其中，该炭黑具有110％～140％的着色强度。

22.改性炭黑，包含通过以下中的至少一种而改性的任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑：连接至其表面的至少一种偶联剂、连接至其表面的至少一种化学基团、吸附在其表面上的至少一种化学基团、表面包覆、表面氧化、或者其任意组合。

23.任意前述或后续实施方式/特征/方面的改性炭黑，其中，所述至少一种化学基团为至少一种有机基团。

24.橡胶配混料，包含至少一种聚合物以及任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑。

25.经硫化的橡胶配混料，包含至少一种聚合物以及任意前述或后续实施方式/特征/方面的炭黑。

本发明可包括在语句和/或段落中所阐述的以上和/或以下的这些各种特征或实施方式的任意组合。将本文中所公开的特征的任意组合看作本发明的一部分且对于可组合的特征没有限制。

申请人将所有引用的参考文献的全部内容具体引入本公开内容中。此外，当量、浓度或者其它值或参数以范围、优选范围、或者优选上限值和优选下限值的列举而给出时，这应理解为具体公开了由任意上限或优选值与任意下限或优选值的任意配对形成的所有范围，不论这些范围是否单独公开。对于本文所列举的数值范围，除非另有说明，所述范围意图包括其端点、以及在所述范围内的所有整数和分数。当限定范围时，本发明的范围不限于所列举的具体值。

本领域技术人员将通过考虑本说明书和本文中所公开的本发明的实践而明白本发明的其它实施方式。本说明书和实施例应视为仅为示例性的，并且本发明的真实范围和精神应由所附权利要求及其等同物所表明。

Claims

1.炭黑，具有以下性质：

80m²/g～150m²/g的STSA；

至少180mL/100g的OAN；

至少110mL/100g的COAN。

2.权利要求1的炭黑，具有以下性质：

90m²/g～150m²/g的所述STSA；

至少180mL/100g的所述OAN；

至少120mL/100g的所述COAN。

3.权利要求1的炭黑，具有以下性质：

100m²/g～150m²/g的所述STSA；

至少200mL/100g的所述OAN；

至少120mL/100g的所述COAN。

4.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有0.9～1.5的碘吸附值/STSA之比。

5.权利要求4的炭黑，其中，该碘吸附值/STSA之比为1～1.3。

6.权利要求4的炭黑，其中，该碘吸附值为90mg/g～220mg/g。

7.权利要求1的炭黑，其中，该OAN为至少200mL/100g。

8.权利要求1的炭黑，其中，该OAN为至少220mL/100g。

9.权利要求1的炭黑，其中，该OAN为200mL/100g～310mL/100g。

10.权利要求1的炭黑，其中，该COAN为至少130mL/100g。

11.权利要求1的炭黑，其中，该COAN为120mL/100g～150mL/100g。

12.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有70m²/g～200m²/g的BET表面积。

13.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有90m²/g～200m²/g的BET表面积。

14.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有70m²/g～130m²/g的BET表面积。

15.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有75nm或更小的ΔD₅₀。

17.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有

或更小的L_a雏晶尺寸。

18.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有24nm或更小的初级粒度。

19.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有约12nm至24nm的平均初级粒度。

20.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有约1mJ/m²～约15mJ/m²的表面能。

21.权利要求1的炭黑，其中，该炭黑具有110％～140％的着色强度。

22.改性炭黑，包含通过以下中的至少一种而改性的权利要求1的炭黑：连接至其表面的至少一种偶联剂、连接至其表面的至少一种化学基团、吸附在其表面上的至少一种化学基团、表面包覆、表面氧化、或者其任意组合。

23.权利要求22的改性炭黑，其中，所述至少一种化学基团为至少一种有机基团。

24.橡胶配混料，包含至少一种聚合物以及权利要求1的炭黑。

25.经硫化的橡胶配混料，包含至少一种聚合物以及权利要求1的炭黑。