色素炭黑MA100技术参数
色素炭黑MA100技术参数:
CAS:1333-86-4
规格:10Kg/pack
应用推荐:涂料
执行标准:GB/T3778-2003
性能特征:分散型好、高黑色度、流动性好。
物理指数
粒径:24Nm
氮附着比表面积:
110
着色力:118%
DPB吸有量(粉状):100
DPB吸有量(粒状):95
挥发量:1.5%
PH值:3.5
聚氯乙烯黑度:10
从泛用型号查询。通过查询三菱炭黑的参数表资料了解显示得知,三菱炭黑的参数表可从泛用型号查询的,三菱碳黑MA100作为黑色颜料广泛应用于报纸油墨、印刷油墨、树脂、皮革、涂料、碳粉、纸着色、墨汁及陶瓷等为主的各领域。
着色颜料分为有机和无机两大类,几乎能涵盖所有的色相体系。金属颜料主要包括浮型和非浮型铝粉、各种色调的铜金粉和珠光颜料、金属镍粉和不锈钢粉等。功能颜料主要包括荧光颜料、夜光颜料、耐高温颜料、导电颜料等。体质颜料广义地讲有钛白粉(锐钛型和金红石型)、碳酸钙(轻质和重质等)、硫酸钡(沉淀型和天然重晶石型)、滑石粉、膨润土、石英粉等。
配制高质量的粉末涂料离不开选择高质量的颜填料。颜填料对粉末性能的影响见表1。
2 颜填料选择的一些基本原则
2.1 颜料的选择
· 颜料种类繁多,性能不一,并非什么颜料都能用在粉末涂料中。粉末涂料由于自身的工艺特殊性,选择颜料时应注意以下几点。
· 颜料分散性要好,最佳分散粒度为0.2~0.9?m,不易结块。
· 颜料遮盖力和着色力要强。
· 热稳定性要好,至少需耐温160℃以上。
· 颜料要具备一定的耐光耐候性,如不易褪色,抗粉化,物理性能要持久。
· 颜料吸油量适中,抗渗色性要好。
2.2 填料的选择
在粉末涂料中加入一定量的填料可增加涂层的硬度等机械性能,并能降低成本,是调整粉末涂料成本的有效途径。
粉末涂料中应用的填料主要是碳酸钙和硫酸钡,而像膨润土、滑石粉、石英粉等可看成功能性填料,总体用量非常少。
根据生产工艺和原料等因素,碳酸钙可分为轻质碳酸钙和重质碳酸钙两类,这两类碳酸钙在粉末上都有应用。
硫酸钡也有两类:沉淀型和重晶石型。前者为化学反应制成,后者由天然重晶石研磨而成。
选择填料应注意的问题是:
·填料白度要高,可减少钛白粉的用量。
·杂质要少,考虑到粉末涂料的工艺特殊性,填料中杂质多将影响涂膜的表面装饰性(涂层表面颗粒多,流平差)。
·粒度过于粗的填料不要选用,因其不易分散,对螺杆有磨损。
·填料要松散,不能结块,含水量要低。
3 调配色提示
(1)习惯上色彩大体可分为红、橙、黄、绿、蓝、紫、黑、白等几大类。各颜色之间存在着一定的关系。我们可用三个参数来表征任何一个颜色,即色调、饱和度和明度。
色调是区别各个颜色的基本特性,决定于光源的光谱组成,及物体表面反射光波对人眼所产生的感觉,体现了颜色在“质”方面的特性。
饱和度为颜色在“质”的基础上所表现出的彩色纯度,又称为“彩度”。
明度是人眼对物体颜色明亮程度的感觉,每个人在判断上有差异。
(2)红、黄、蓝是三原色,不能再分解。其它颜色都是由这三种颜色搭配而成的。
(3)技术员在调色时须注意所要求的颜色属于哪一类,以哪种颜色为主色,并要考虑颜基比(PVC值)和颜料的遮盖力以及成本核算。有关这方面的内容将另文详述。
4 各类颜料简述
4.1 着色颜料
4.1.1 无机颜料
① 炭黑
炭黑为最重要的黑色颜料,由于生产工艺的不同,炭黑的色相、着色力、分散性都有很大的差别。主要有乙炔黑、槽法炭黑、灯黑等。炭黑具有良好的抗紫外线性能。
适用于粉末涂料的炭黑推荐卡博特(Cabot)的REGAL 330R和日本三菱的MA-100,它们均是蓝相炭黑,色相纯正,典型数据可参考表2。
② 氧化铁颜料
这类颜料主要分为三类:铁黄、铁红和铁黑(包括铁棕)。氧化铁颜料在粉末涂料中应用很普遍,价格低廉,无毒,易分散。这里列举德国拜耳和国内某厂的系列氧化铁颜料的基本性能参数(见表3和表4)。
③ 铬系颜料
主要包括铬黄、钼铬红、铬绿等三类。该类颜料色泽鲜艳,耐酸碱性能好,着色力强,易分散,在国内粉末界使用非常普遍。铬系颜料耐热性和耐候性较氧化铁系颜料差一些。铬黄按照色相,又可细分为柠檬黄、淡铬黄、中铬黄、深铬黄、桔铬黄等,应用较为普及的是柠檬黄和中铬黄。铬黄的基本性能见表5。
各厂家生产的铬系颜料品质差异很大,需注意选择。用于粉末涂料的铬系颜料推荐采用上海铬黄颜料厂的产品,以及国外厂家如加拿大的DCC公司,德国巴斯夫和瑞士等的相关品种,但国外公司的产品价格较高。
④ 群青,群青的化学名称等铝磺化硅酸钠,色相丰富,从粉红到紫色都有,耐热性良好,无迁移性,无毒,易分散。耐酸碱性差,户外粉一般不采用。
国产群青的色相品种较少,鲜艳度低,着色力偏低。推荐采用英国HOLLIDAY公司的系列产品,如RS-05、RS-08和RS-32等牌号。
这里顺便介绍该公司的锰紫,化学名焦磷酸锰铵,具有独特的颜色,色调柔和高雅,耐温可达250℃,无迁移性,耐光达7~8级,多用在白色粉末中。
⑤ 其它无机颜料
铁蓝,分子式:Fe4[Fe(CN)6]3?XH2O。具有较好的综合性能,使用面不广。
钛绿、钛蓝都是钛酸盐,同时含有金属镍(Ni)、锌(Zn)和铝(Al)。钛绿耐碱,耐热性差,一般用于户内场合。钛蓝性能尚可。它们的应用面不广。
4.1.2 有机颜料
① 酞菁蓝
酞菁类颜料。国内粉末厂多选用酞菁蓝BGS,属国标产品,色光为绿相蓝,β晶体,有较好的分散性和着色力。 进口酞菁蓝建议采用巴斯夫的L7072D和L7090,或德国科莱恩的B2G。
从综合性能和多年的使用实践看,国产酞菁蓝尚无满足粉末涂料的及其要求品种,绝大部分粉末厂多选用进口酞菁蓝加以弥补。
要获得色相纯正的酞菁绿不易,国产酞菁绿大多呈黄相,主要供应商有上海染化一厂和上海染化十一厂、江苏双乐化工、安徽合雅化工等。
进口酞菁绿,主要用于汽车品种,多推荐德国科莱恩、瑞士汽巴、德国巴斯夫以及日本的大日本油墨等公司的产品。聚酯型等粉末要求一定的耐候年限,应选择进口酞菁绿,质量才有保障。
③ 有机黄
主要是单、双偶氮类颜料,品种很多,有永固黄、联苯胺黄、耐晒黄、分散黄、颜料黄等。除分散黄和颜料黄外,绝大多数有机黄的耐候性差,不宜用于户外耐久性的涂料(参见表10)。
如没有特殊要求,这些颜料都可选用。科莱恩公司生产的该类产品,性能超群,可在耐候性粉末中选用,主要有HOSTAPERM黄 6GL,黄H6G、H2G、H3G、HR70、M2R70。国内颜料厂推荐杭州百合化工公司的产品,它们的部分黄颜料效果也较好。
有机黄类颜料具有较高的吸油量,在粉末中使用量高时,易出现分散不良和渗色等弊端。调色时应注意。
④ 有机红
与有机黄一样,也有很多种类。常用的品种有永固红、耐晒大红、甲苯胺红等。选择有机红配制粉末涂料,必须考虑耐热性,许多有机红耐温只有120℃,无法满足粉末的生产和应用工艺要求。必须选择耐温>180℃的品种。普通有机红不能应用于户外耐候的场合。
其中有几个品种值得关注,如永固红F2RK和F5RK。它们是单偶氮的色酚AS系列颜料。红色纯净,流动性优良,遮盖力和着色力相当好,是世界范围内粉末涂料行业广泛采用的红色颜料。
⑤ 有机橙
品种较少,粉末涂料中用得也少。这里推荐科莱恩的几个产品:
·NOVOPERM橙H5G70,为单偶氮的苯并咪唑酮颜料,黄光橙,深色,具有卓越的耐光性,遮盖力和流动性好。
·NOVOPERM 橙HL,结构与上同。总体上各项性能优越。
·PERMANENT 橙RL70,与上同系列。从经济角度考虑,是替代钼铬红的最理想选择。遮盖力和流动性非常好。
⑥ 有机紫
重要的有机紫颜料有两类,即喹吖啶酮紫和永固紫,参见表11。
喹吖啶酮紫坚牢度优良,耐温性好,但价格高,难以普遍推广。
永固紫颜色纯净,耐温性好,综合性能优良,在粉末中应用较普遍。
4.3 金属粉颜料
4.3.1 铝粉
分浮型和非浮型两大类。浮型铝粉金属感强,遮盖力高,粉末涂料中加入少量的铝粉即能完全覆盖涂层表面;非浮型铝粉的表面经过特殊包膜处理,主要体现金属闪烁效果。用电子显微镜观察,铝粉呈薄片状。在粉末涂料中,铝粉必须采用后混,且须温和搅拌。高速或强力搅拌将破坏铝粉尤其是浮型铝粉的片状结构,使其失去金属效果。含铝粉的粉末涂料不宜用于室外涂装,因为铝粉主要成份是金属铝,虽然非浮型铝粉经硅等材料包膜,但在自然曝晒的环境中,铝粉在光照和湿度等条件下,很快就会发生氧化等化学物理变化,表现为金属感减弱,涂膜发灰发暗,出现灰斑等。
铝粉生产工艺也较特殊,虽然国内众多的铝粉厂曾相继推出一些铝粉新产品,以期进入粉末涂料市场,但经几年的跟踪调查,其质量、表面效果和稳定性都无法与国外老牌企业相比,所以国内粉末厂无论大小,都尽量选用进口铝粉。
国外著名的铝粉供应商有:德国爱卡和苏伦克,奥地利的班得鲁兹,美国的斯利伯拉恩等。常用的品牌有:爱卡的IV,V,X;苏伦克的PP1170和PP110等;班德鲁兹的AL7080和AL2081等。
4.3.2 铜金粉
主要成分为铜,根据不同的色相要求掺加部分的锌和锡等。铜金粉色相丰富多彩,有古铜、红金、青红金、纯金光、柠檬光及品种。选用不同色相和粒度的铜金粉拼混入粉末中,可得到从丝柔到粗亮的效果。铜金粉色调柔和,古朴淡雅。
铜金粉的主要成份皆为活泼金属,暴露于空气中易氧化,不宜用于户外耐候的场合;铝粉能耐温高达1000℃,而铜金粉恰相反,普通铜金粉耐温在180℃左右,而且在180℃下较长时间要变色发黑。许多厂家用二氧化硅包膜铜金粉,以期提高耐温性。
4.3.3 珠光颜料
珠光颜料是在透明的云母片表面,牢固地包覆一层厚度严格控制的透明高
折射率的金属氧化物膜(TiO2、Fe2O3、Cr2O3),依靠对光线的折射和透射来体现色相和光泽,再现自然界珍珠、贝壳、昆虫及金属所具有的优雅光泽和颜色。
珠光颜料主要有银白、彩虹、金色三大系列(具体指标见附录)。应后混入粉末中,不能挤出,那样会破坏颜料的结构而失去珠光效果。珠光颜料在粉末中的添加量不宜超过2%,否则喷涂困难,颜料易堆积在枪口和枪管内,影响喷涂效率和质量。
4.3.4 其它金属颜料
主要有不锈钢粉、镍粉等,使用面很窄,且效果不突出,此处不作推荐。
4.4 功能颜料
4.4.1夜光颜料
为碱土金属铝酸盐系稀土蓄能发光材料,耐光性优异。在粉末涂料中添加量较大(>10%),采用后混工艺。发光时间>12h(参见常州华珠颜料公司的相关产品)。
4.4.2 导电颜料
用得较多的是导电炭黑,平均粒径25nm,比表面积125~200㎡/g。现已开发出浅色导电颜料,为灰色粉末状,电阻率<100Ω?m。配制粉末涂料时采用夜光颜料可以降低涂层表面电阻,使其具有抗静电效果,防止涂层表面积灰尘和聚积电荷,适于电子产品装配台和机房地板等场合的应用。
应当注意,金、银、铜等金属粉颜料和抗静电剂(阳离子季铵盐、阴离子烷基酸酯),都有类似抗静电作用,大多在挤出时加入,加入量过大将导致粉末电阻过低,粉末喷涂时的带电性将变差。
4.4.3 高温颜料
一般为无机氧化物,主要颜色有黄、蓝、绿、黑。耐温>800℃,具有优异的耐候性。
4.4.4 荧光颜料
用于制作荧光粉末涂料,应当选择耐温性好的荧光颜料,同时要考虑其分散性和着色力。目前能用于粉末涂料的荧光颜料主要有桃红色和绿色。
4.5 体质颜料
4.5.1 钛白粉
是最好的白色颜料,由于使用量大而常归入体质颜料中。用于粉末涂为可有效地散射可见光而赋予涂膜白度(whiteness)、亮度(brightness)和不透明度(opacity)。在苛刻的条件下依然具有化学惰性、不可溶性和热稳定性。
商用钛白粉通常有两种结晶形态,即锐钛型(Anatase)和金红石型(Rutile)。
R型(金红石型)钛白粉在粉末中用得最多,它不是纯的钛白粉,大都经过沉淀或机械掺合氧化铝或二氧化硅,使其附着于钛白粉粒子表面,以改进性能,如遮盖力、易分散性、耐候性和抗褪色性。国内常用的钛白粉品种有镇江钛白粉厂的ZR940,甘肃华原核工的R214,杜邦公司的R706和R902,美联的RCL575和RCL69以及科美基的CR828和CR822等。
为降低粉末涂料成本,在适当的场合,也可选用A型(锐钛态型)钛白粉,但由此制成的粉末涂为不耐高温和光照,光泽也不稳定,必须充分考虑。
4.5.2 其它白色颜料
主要有立德粉、硫化锌、铅白、氧化锌等。在粉末涂料中用得越来越少,它们与钛白粉性能的比较见表12。
2. 美联 RCL-575技术资料
RCL-575采用氯化法生产,经氧化铝/有机物包膜处理,为金红石型二氧化钛颜料。
主要物理性能见表14。
3. 选用钛白粉时应考虑的几个问题
3.1 分散性(Dispersion)
颜料在库存或包装过程中所形成的结块(clumps),在分散和搅拌后能与树脂
等其它成份混合均匀。良好的分散不仅可消除涂膜中出现的斑点(specks)和条纹(streaks),且可保证有最大的光散射率。
3.2 耐候性 (Weatherability)
涂膜暴露于自然环境中会产生劣化(degrade)。若含有足量的R型钛白粉,
可有效地吸收具破坏性的紫外线,将其转化为热能而防止涂层降解。钛白粉本身会发生光化学反应,暴露于阳光中会催化某些有机树脂的氧化反应,导致涂层机械强度的减弱或丧失,涂层粉化(chalk)。粉化涂层包含了松散的钛白粉和由表面磨损留下的离解树脂。经铝和硅等无机物表面处理过的钛白粉能够减低这种劣化的程度。
3.3 抗裂孔性(Lacing Resistance)
裂孔现象(粉末涂料固化过程中偶而会出现的针孔现象)通常缘于小分子物质的挥发。经铝和硅等无机物表面处理的钛白粉通常可增加挥发物被吸收的数量。一些质量不佳的钛白粉在高温挤出时即出现裂孔。钛白粉如果储存不当,也会因吸收湿气而导致裂孔的出现。
3.4 导电性(Electrical Properties)
钛白粉是优良的绝缘体,具有高电阻系数和高介电强度,因此测量钛白粉的导电性没有意义。
3.5 结晶形态与反应性
商用钛白粉有两种结晶形态--R型和A型。A型不宜用于户外场合,它在保护有机聚合物抵抗高能和紫外线方面效果很差,且会引起聚合物的光氧化,导致许多性能的丧失,并形成聚合物和钛白粉的粉化积层。
附录二 铝粉及珠光颜料
注:1. 沉淀硫酸钡,PH=6.5~8.5,折光系数1.67,耐酸碱,白度高,易分散,不透明,无毒。
2.轻质碳酸钙,PH=7.6~9.8,折光系数1.48,耐碱,遇酸分解,一般不溶于水,白度高,有一定消光作用。
3.白炭黑,耐光,耐高温,不耐纯碱和氢氟酸,可作消光剂。
4.石英粉,耐酸碱,耐磨。
5.硅灰石(硅酸钙),吸油量低,电性能好,无毒。
炭黑(碳黑)按其制作工艺、原料不同,可分为:1.导电炭黑;2.色素炭黑;3.橡胶炭黑;4.乙炔炭黑;5.冶金炭黑;6.喷雾炭黑;7.半补强炭黑;8.绝缘炭黑等。
希望能对您有所帮助,谢谢采纳!
主要为化学气相沉积(CAV)法,又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气(或空气)和氢气,高温下反应而成。反应式为:
SiCl4+ 2H2+ O2—>SiO2+4HCl
空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后,在蒸发器中加热蒸发,并以干燥、过滤后的空气为载体,送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化(火焰温度1000~1800℃)后,与一定量的氢和氧(或空气)在1800℃左右的高温下进行气相水解;此时生成的气相二氧化硅颗粒极细,与气体形成气溶胶,不易捕集,故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒,然后经旋风分离器收集,再送入脱酸炉,用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4~6即为成品。
德国迪高沙(Degussa)公司和美国卡伯特(Cabot)公司的气相法生产技术全球领先。他们的生产装置规模大,自动化程度高,产品成本低,牌号(尤其是应用于特殊领域的功能性专用产品牌号)多,品质好,如表面积分布均匀、含水量低。我国沈阳化工股份有限公司及上海氯碱化工股份有限公司也采用气相法生产,但在生产规模、生产技术、自动化程度及产品牌号等方面远不及国外大公司。广州吉必盛科技实业有限公司是目前国内产量最大,牌号最全,技术最先进的气相二氧化硅供应商,是气相二氧化硅国家标准GB20020-2005负责起草单位。
(2)沉淀法
沉淀法又叫硅酸钠酸化法,采用水玻璃溶液与酸反应,经沉淀、过滤、洗涤、干燥和煅烧而得到白炭黑。反应式为:
Na2SiO3 + 2H+ —>白炭黑 + 2Na+ + H20
国内大部分生产企业采用沉淀法。
新方法
新方法主要以非金属矿及其延伸物为硅源,采用沉淀法制备白炭黑。其技术关键是将结晶的二氧化硅和硅酸盐转变成非晶态二氧化硅。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄榄石、蛇蚊石、高岭土、硬质高岭土、煤矸石、粉煤灰等。
着重介绍以高岭土或硬质高岭土、煤矸石或粉煤灰为原料制备白炭黑的工艺技术。
(1)以高岭土或硬质高岭土为原料
先将高岭土或硬质高岭土粉碎至50~60目,然后在500~600℃高温下焙烧2小时,再将焙烧土与浓度30%的工业盐酸按1:2.5(重量)配料,在90℃左右酸浸7小时,经中和、过滤、洗涤、干燥得到白炭黑,产品质量符合GB10507-89标准;同时得到高效净水剂聚合氯化铝。焙烧及酸浸反应式如下:
焙烧:Al2O3??2Si02??2H20 —>Al2O3??2Si02 + 2H20
酸浸:Al2O3??2Si02 + 6HCl + 9H20 —>2AlCl3??6H20 + 2SiO2
(2)以煤矸石或粉煤灰为原料
先将煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目,然后分两步:
第一步生产硅酸钠:将粉碎的煤矸石或粉煤灰与纯碱按重量比1:50混合均匀,经高温冶融(1400~1500℃,1小时)、水萃浸溶(100℃以上,4~5小时)、过滤去杂质、浓缩滤液到45~46波美度即得到硅酸钠。
第二步生产白炭黑:先将硅酸钠配成水玻璃溶液(模数为2.4~3.6,SiO2含量为4~10%),然后在5~20%的硫酸中酸浸(28~32℃,8~16小时),再升温至80℃,搅拌,调节PH值为5~7,熟化20分钟,再经过滤洗涤、干燥、分选,得到白炭黑。该白炭黑为活性,纯度高。
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(国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试),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。比重1.8-2.1 由天然气制成的称“气黑”,由油类制成的称“灯黑”,由乙炔制成的称“乙炔黑”。此外还有“槽黑”“炉黑”。按炭黑性能区分有“补强炭黑”、“导电炭黑”、“耐磨炭黑”等。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。
CAS No.: 1333-86-4
色素炭黑特性与应用关系·
一、黑度与粒径
黑度直接与炭黑的粒径相关,粒径越小,比表面积愈大,炭黑的黑度越高。这是因为尽管原生粒子已熔合成原生聚集体,但是其比表仍能起作用,原生粒子细,则凝聚体的比表面积越大。所显现的颜色更黑,防紫外线作用更佳。由于细粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高,所以着色力更强。但是当粒径减小时,由于蓝光被优先吸收,为此色调变成棕相。
细微原生粒子赋予炭黑更大的比表面积,同时增加分散难度,一般通过表面处理可调整润湿性和改善分散性。
炭黑粒径比表面积和性能关系(比表面积由国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试)
性能 高比表面积小粒径 低比砻婊?大粒径 性能 高比表面积小粒径 低比表面积大粒径
主色黑度 更深 更浅 着色性 更高 更低
粘度 更高 更低 导电性 更高 更低
紫外光吸收 更好 更差 分散 更难 更易
润湿 更慢 更快 成本 更高 更低
二、结构
炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在,而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合。在凝聚过程中,由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑。而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑,则称为低结构炭黑。见下图:
高结构 低结构
炭黑的结构即炭黑聚集体的形态,一般链枝越多越密其结构越高,反之则结构越低,炭黑结构对性能的影响,见下表:
炭黑结构对性能的影响
性能 高结构 低结构 性能 高结构 低结构
分散 更易 更难 导电性 更高 更低
润湿 更慢 更快 粘度 更高 更低
主色黑度 更低 更高 填充量 更低 更高
光泽 更低 更高 着色力 更低 更高
三、表面化学性
炭黑的生产方法不同其表面化学性能各异。炭黑表面具有不同的含氧官能团(如羧基、内脂基、酚基、羰基等)。一般含氧官能团高的炭黑,挥发份高,其色调可调性能好,其流动度也较高。炭黑样品加热至825±25oC后以百份重量损失表示炭黑挥发份。炭黑含氧基因越多,挥发份也越大。
四、吸湿性和密度
炭黑是一种表面积大的物质,因此有一定的吸湿性。中炭黑的吸湿量主要由表面积大小来决定。可加强措施,尤其在包装、贮存和运输的过程采取办法以减少产品的吸湿性。因为水分(吸湿量)过高会对加工过程带来麻烦,所以要求对某些品种炭黑有特殊包装。
粉状的色素炭黑还是粒状的色素炭黑用于给定的塑料掺混物取决于分散的类型和树脂的特性,但加工能力也是很重要的因素,目前多数分散设备都能发挥剪切力,足以将粒状分散均匀。
·炭黑在塑料行业中的应用·
在选择之前,必须确定其用途,例如用于着色、防紫外光、或导电等等。
一、着色用炭黑
色素炭黑一般都能较好的给塑料着色,可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑,着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。用极细的色素炭黑可以完成黑度要求特别高的着色; PE垃圾袋,塑料袋,电缆材料之类产品只需中等水平黑度,可以用比表面积较低,结构较高的炭黑品种;塑料调色时,炭黑称量和配料时出现的微小误差,均会导致明显的色差,因此,宜采用粒径较大,着色力较差的低色素炭黑,这样炭黑用量可以稍大,称量误差相对小些,并有分散性较好、价格较低的优点。
对于灰色塑料,采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色,而采用粗粒子色素炭黑可产生蓝相灰色。
与其它有机颜料相比,炭黑除分散较困难外,其他性能均较好。科学的炭黑配合量,可提供较好的抗静电或导电性。
炭黑基本上是无毒的,但较易飞扬和污染,故常以色母粒形式供塑料行业使用,在消除污染的同时也改善了炭黑在塑料中的分散。
炭黑作为塑料用颜料,常用的剂型有粉状和粒状。粒状炭黑飞扬较少,但分散较难,故在塑料着色中采用粉状炭黑。
二、紫外线防护性的应用
炭黑在塑料工业中用途之一是防紫外光老化,由于炭黑有较高的吸光性,因而能有效的防止塑料受阳光照射而产生光氧化降解。炭黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有:把光能转化为热能;保护塑料表面而免遭一定波长的射线照射;截取原子团而产生防老化作用,从而阻止催化降解。紫外线对聚烯烃特别有害,试验证明当一定细度的炭黑的浓度为百分之二时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。
炭黑对塑料的紫外线老化的防护作用,取决于炭黑的粒径、结构和表面化学性。
炭黑的粒径较小时,因表面积增大,其吸收光或遮光能力增加,故紫外线防护作用增强,但粒径小于20nm,其防护作用趋于同一水平,原因是当粒径过小时,逆向散射减小,而继续向前的光会威胁聚合物的稳定性。
结构较低,即聚集体尺寸较小时,因聚集体几何体积较小,会增强对聚合物的防护作用,这也是结构较低的炭黑较黑的原因。
炭黑表面含氧基团较多,即挥发份较高时,能消除聚合物分解时产生的基因,因此防护作用也增强。
回答者:匿名 9-27 20:53
色素炭黑特性与应用关系·
一、黑度与粒径
黑度直接与炭黑的粒径相关,粒径越小,比表面积愈大,炭黑的黑度越高。这是因为尽管原生粒子已熔合成原生聚集体,但是其比表仍能起作用,原生粒子细,则凝聚体的比表面积越大。所显现的颜色更黑,防紫外线作用更佳。由于细粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高,所以着色力更强。但是当粒径减小时,由于蓝光被优先吸收,为此色调变成棕相。
细微原生粒子赋予炭黑更大的比表面积,同时增加分散难度,一般通过表面处理可调整润湿性和改善分散性。
炭黑粒径比表面积和性能关系(比表面积由国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试),
性能 高比表面积小粒径 低比表面积 大粒径 性能 高比表面积小粒径 低比表面积大粒径
主色黑度 更深 更浅 着色性 更高 更低
粘度 更高 更低 导电性 更高 更低
紫外光吸收 更好 更差 分散 更难 更易
润湿 更慢 更快 成本 更高 更低
二、结构
炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在,而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经化学键结合。在凝聚过程中,由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑。而原生凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑,则称为低结构炭黑。见下图:
高结构 低结构
炭黑的结构即炭黑聚集体的形态,一般链枝越多越密其结构越高,反之则结构越低,炭黑结构对性能的影响,见下表:
炭黑结构对性能的影响
性能 高结构 低结构 性能 高结构 低结构
分散 更易 更难 导电性 更高 更低
润湿 更慢 更快 粘度 更高 更低
主色黑度 更低 更高 填充量 更低 更高
光泽 更低 更高 着色力 更低 更高
三、表面化学性
炭黑的生产方法不同其表面化学性能各异。炭黑表面具有不同的含氧官能团(如羧基、内脂基、酚基、羰基等)。一般含氧官能团高的炭黑,挥发份高,其色调可调性能好,其流动度也较高。炭黑样品加热至825±25oC后以百份重量损失表示炭黑挥发份。炭黑含氧基因越多,挥发份也越大。
四、吸湿性和密度
炭黑是一种表面积大的物质,比表面积可达到100m2/g以上,最大达到3000m2/g以上(比表面积由国产3H-2000III型氮吸附比表面积仪测试),因此有一定的吸湿性。中炭黑的吸湿量主要由表面积大小来决定。可加强措施,尤其在包装、贮存和运输的过程采取办法以减少产品的吸湿性。因为水分(吸湿量)过高会对加工过程带来麻烦,所以要求对某些品种炭黑有特殊包装。
粉状的色素炭黑还是粒状的色素炭黑用于给定的塑料掺混物取决于分散的类型和树脂的特性,但加工能力也是很重要的因素,目前多数分散设备都能发挥剪切力,足以将粒状分散均匀。
·炭黑在塑料行业中的应用·
在选择之前,必须确定其用途,例如用于着色、防紫外光、或导电等等。
一、着色用炭黑
色素炭黑一般都能较好的给塑料着色,可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑,着色用炭黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。用极细的色素炭黑可以完成黑度要求特别高的着色; PE垃圾袋,塑料袋,电缆材料之类产品只需中等水平黑度,可以用比表面积较低,结构较高的炭黑品种;塑料调色时,炭黑称量和配料时出现的微小误差,均会导致明显的色差,因此,宜采用粒径较大,着色力较差的低色素炭黑,这样炭黑用量可以稍大,称量误差相对小些,并有分散性较好、价格较低的优点。
对于灰色塑料,采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色,而采用粗粒子色素炭黑可产生蓝相灰色。
与其它有机颜料相比,炭黑除分散较困难外,其他性能均较好。科学的炭黑配合量,可提供较好的抗静电或导电性。
炭黑基本上是无毒的,但较易飞扬和污染,故常以色母粒形式供塑料行业使用,在消除污染的同时也改善了炭黑在塑料中的分散。
炭黑作为塑料用颜料,常用的剂型有粉状和粒状。粒状炭黑飞扬较少,但分散较难,故在塑料着色中采用粉状炭黑。
无机化合物简称无机物,指除碳氢化合物及其衍生物以外的一切元素及其化合物,如水、食盐、硫酸等。绝大多数的无机物可以归入氧化物、酸、碱和盐4大类。生物体中的无机物主要有水及一些无机离子,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO-3、SO42-、HPO42-等。参见“生物元素”条。
有机物就比较复杂了,想要真地了解它,希望你能把他读完……呵呵~~~
有机物
有机物是有机化合物的简称,所有的有机物都含有碳元素。但是并非所有含碳的化合物都是有机化合物,比如CO,CO2。除了碳元素外有机物还可能含有其他几种元素。如H、N、S等。虽然组成有机物的元素就那么几种(碳最重要),但到现在人类却已经发现了超过1000万中有机物。而它们的特性更是千变万化。因此,有机化学是化学中一个相当重要的研究范畴。
有机物即碳氢化合物(烃)及其衍生物,简称有机物。除水和一些无机盐外,生物体的组成成分几乎全是有机物,如淀粉、蔗糖、油脂、蛋白质、核酸以及各种色素。过去误以为只有动植物(有机体)能产生有机物,故取名“有机”。现在不仅许多天然产物可以用人工方法合成,而且可以从动植物、煤、石油、天然气等分离或改造加工制成多种工农业生产和人民生活的必需品,象塑料、合成纤维、农药、人造橡胶等。与无机物相比,有机物的种类众多,一般挥发性较大、熔点和沸点较低,反应较慢(较复杂)。溶于有机溶剂,且能燃烧。碳原子可用共价键彼此连接生成多种结构,组成数量巨大的不同种类的有机分子骨架。按照基本结构,有机物可分成3类:(1)开链化合物,又称脂肪族化合物,因为它最初是在油脂中发现的。其结构特点是碳与碳间连接成不闭口的链。(2)碳环化合物(含有完全由碳原子组成的环),又可分成脂环族化合物(在结构上可看成是开链化合物关环而成的)和芳香族化合物(含有苯环)两个亚类。(3)杂环化合物(含有由碳原子和其他元素组成的环)。在烃分子中,共价连接的碳原子是骨架,碳的其他键则与氢结合。烃骨架非常稳定,因为形成碳-碳单键和双键的碳原子同等享用它们之间的电子对。烃的氢原子可以被不同的功能团(官能团)取代产生不同类的有机物。功能团决定分子的主要性质,所以有机物也常根据其功能团分类。有机生物分子的功能团比其烃骨架在化学上活泼得多,它们能改变邻近原子的几何形状及其上的电子分布,从而改变整个有机分子的化学反应性。从有机分子中的功能团可以分析和推测其化学行为和反应。如酶(细胞的催化剂)可识别生物分子中的特殊功能团并催化其结构发生特征性变化,大多数生物分子是多功能的,含有两种或多种功能团。在这些分子中,每种类型的功能团有其自己的化学特征和反应。如氨基酸具有至少两种功能团——氨基和羧基。丙氨酸的化学性质就基本决定于其氨基和羧基。又如葡萄糖也是多功能的生物分子,其化学性质基本决定于羟基和醛基两种功能团。生物分子的功能团在其生物活性中起着重要的作用。生物分子中某些其他的功能团列于下表中。
例如甲烷
甲烷分子式CH4。最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、没有气味的气体,沸点-161.4℃,比空气轻,它是极难溶于水的可燃性气体。甲烷和空气成适当比例的混合物,遇火花会发生爆炸。化学性质相当稳定,跟强酸、强碱或强氧化剂(如KMnO4)等一般不起反应。在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应。
甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。
413kJ/mol、109°28′,甲烷分子是正四面体空间构型,上面的结构式只是表示分子里各原子的连接情况,并不能真实表示各原子的空间相对位置。
1.物质的理化常数:
国标编号 21007
CAS号 74-82-8
中文名称 甲烷
英文名称 methane;Marsh gas
别名 沼气
分子式 CH4 外观与性状 无色无臭气体
分子量 16.04 蒸汽压 53.32kPa/-168.8℃ 闪点:-188℃
熔点 -182.5℃ 沸点:-161.5℃ 溶解性 微溶于水,溶于醇、乙醚
密度 相对密度(水=1)0.42(-164℃);相对密度(空气=1)0.55 稳定性 稳定
危险标记 4(易燃液体) 主要用途 用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造
2.对环境的影响:
一、健康危害
侵入途径:吸入。
健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%-30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离,可致窒息死亡。皮肤接触液化本品,可致冻伤。
二、毒理学资料及环境行为
毒性:属微毒类。允许气体安全地扩散到大气中或当作燃料使用。有单纯性窒息作用,在高浓度时因缺氧窒息而引起中毒。空气中达到25~30%出现头昏、呼吸加速、运动失调。
急性毒性:小鼠吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用;兔吸入42%浓度×60分钟,麻醉作用。
危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
燃烧(分解)产物:一氧化碳、二氧化碳。
3.现场应急监测方法:
4.实验室监测方法:
气相色谱法《空气中有害物质的测定方法》(第二版),杭士平编
可燃溶剂所显色法;容量分析法《水和废水标准检验法》第20版(美)
5.环境标准:
前苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 300mg/m3
美国 车间卫生标准 窒息性气体
6.应急处理处置方法:
一、泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处,注意通风。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
二、防护措施
呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,但建议特殊情况下,佩带自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:一般不需要特别防护,高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴一般作业防护手套。
其它:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
三、急救措施
皮肤接触:若有冻伤,就医治疗。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
灭火方法:切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
第一部分:化学品名称
化学品中文名称:甲烷
化学品英文名称:methane
中文名称2:沼气
英文名称2:Marshgas
技术说明书编码:51
CASNo.:74-82-8
分子式:CH4
分子量:16.04
第二部分:成分/组成信息
有害物成分含量CASNo.
甲烷74-82-8
第三部分:危险性概述
危险性类别:
侵入途径:
健康危害:甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离,可致窒息死亡。皮肤接触液化本品,可致冻伤。
环境危害:
燃爆危险:本品易燃,具窒息性。
第四部分:急救措施
皮肤接触:若有冻伤,就医治疗。
眼睛接触:
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:
第五部分:消防措施
危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与五氧化溴、氯气、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它强氧化剂接触剧烈反应。
有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法:切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
第六部分:泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。也可以将漏气的容器移至空旷处,注意通风。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
第七部分:操作处置与储存
操作注意事项:密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
第八部分:接触控制/个体防护
职业接触限值
中国MAC(mg/m3):未制定标准
前苏联MAC(mg/m3):300
TLVTN:ACGIH窒息性气体
TLVWN:未制定标准
监测方法:
工程控制:生产过程密闭,全面通风。
呼吸系统防护:一般不需要特殊防护,但建议特殊情况下,佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
身体防护:穿防静电工作服。
手防护:戴一般作业防护手套。
其他防护:工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
第九部分:理化特性
主要成分:纯品
外观与性状:无色无臭气体。
pH:
熔点(℃):-182.5
沸点(℃):-161.5
相对密度(水=1):0.42(-164℃)
相对蒸气密度(空气=1):0.55
饱和蒸气压(kPa):53.32(-168.8℃)
燃烧热(kJ/mol):889.5
临界温度(℃):-82.6
临界压力(MPa):4.59
辛醇/水分配系数的对数值:无资料
闪点(℃):-188
引燃温度(℃):538
爆炸上限%(V/V):15
爆炸下限%(V/V):5.3
溶解性:微溶于水,溶于醇、乙醚。
主要用途:用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造。
其它理化性质:
第十部分:稳定性和反应活性
稳定性:
禁配物:强氧化剂、氟、氯。
避免接触的条件:
聚合危害:
分解产物:
第十一部分:毒理学资料
急性毒性:LD50:无资料
LC50:无资料
亚急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突变性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生态学资料
生态毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物积累性:
其它有害作用:该物质对环境可能有危害,对鱼类和水体要给予特别注意。还应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染。
第十三部分:废弃处置
废弃物性质:
废弃处置方法:处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。
废弃注意事项:
第十四部分:运输信息
危险货物编号:21007
UN编号:1971
包装标志:
包装类别:O52
包装方法:钢质气瓶。
运输注意事项:采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。
第十五部分:法规信息
法规信息化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992]677号),工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志(GB13690-92)将该物质划为第2.1类易燃气体。