导电炭黑的介绍

导电炭黑 conductive carbon black 具有低电阻或高电阻性能的炭黑。可赋予制品导电或防静电作用。其特点为粒径小，比表面积大且粗糙，结构高，表面洁净(化合物少)等。可应用于不同的产品，如导电橡胶、导电塑料、无线电元件等。主要品种有用于电池工业的乙炔炭黑等。

炭黑同碳黑。碳黑本身是半导体材料，导电碳黑具有较低的电阻率，能够使橡胶或塑料具有一定的导电性能，用于不同的导电或抗静电制品，如抗静电或导电橡胶、塑料制品、电缆料；还可以做干电池的原材料。

导电碳黑按其导电性能和制造方法可分为：导电炉法碳黑（CF）、超导电炉法碳黑（SCF）、特导电炉法碳黑（XCF）等。乙炔碳黑也是导电性能很好的碳黑。

应用范围：

1.防静电产品：导电发泡管，充电辊，静电消除器，防静电输送带，防静电胶板，防静电箱、中空板，防静电管，医用橡胶制品，地毯，复印机辊，印刷机辊， 电子组件包装薄膜，防爆电缆。

2.导电产品：电缆屏蔽料，面状发热体，导电薄膜，弹性电极，印刷电路，导电油墨、涂料及粘结剂。

我国中橡集团炭黑工业研究设计院早在20世纪90年代采用油炉法开发生产了V系列导电碳黑产品，近年在改进工艺的基础上又研制出了表面积更大、孔隙率更高、导电性更好的SL系列导电碳黑产品。

国外知名的导电碳黑有美国卡博特CABOT的VXC 系列导电碳黑，赢创德固赛公司生产的PRINTEX XE2-B,PRINTEX L6, HIBLAXK 40B2等。

炭黑：carbon black，CAS No.： 1333-86-4

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（全自动F-Sorb2400比表面积分析仪BET法测试），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。

化学性质

炭黑的生产工艺不同，则表面的化学性能也有差别。大多数炭黑的真实表面积大于由粒径计算出的几何表面积。这是由于炭黑特别是粒径小于25nm的炭黑表面存在许多微孔。

据分析，可在炭黑表面检测如酚基、醌基、羧基等基团，这些酸性基团浓度在气黑和氧化炉黑的表面特别高。在炉黑中可检测到吡喃酮结构，这种结构决定了炉黑的碱性性质。挥发份含量可判断表面官能团的浓度，也可测得炭黑的极性。另外由于炭黑的表面积较大，容易吸附挥发份环境中的水分，所以炭黑在运输，贮存及使用过程中要特别注意吸湿问题。

大部分都是探讨导电粒子接触的几何学研究。该理论认为，炭黑填充量越大，处于分散状态的炭黑粒子或炭黑粒子集合体的密度也越大，粒子间的平均距离越小，相互接触的几率越高，炭黑粒子或炭黑粒子集合体形成的导电通路也越多。不同极性的高聚物与炭黑组成共混体系的极性越大，炭黑临界体积分数就越大，意味着体系的导电性下降，因为炭黑表面含有很强的极性基团，基体极性大，作用增强，这时强度增加，却妨碍导电粒子自身的凝集，以致导电性差。但是在多组分基体树脂与炭黑组成的共混体系中，由于不同基体的极性不同，填充炭黑会产生偏析现象，这时导电性能取决于炭黑粒子在偏析相中的浓度和分布状态，还取决于偏析相高聚物所占比例。

油墨涂料行业的应用：

油墨所用碳黑主要是槽法（CHANNEL）碳黑和炉法碳黑，其中炉法是主要的生产方法，黑度高，价廉，级数多，不过其表面活性低，要进行表面处理（表面氧化）以提高表面活性。槽法碳黑，用在油墨中是最好的，因其表面活性高，亮度也高。但又因其产能低，价格相对较高。在所有的颜料当中，碳黑是最难磨的，因些选择上也是有相当难度的。碳黑的主要技术指标：比表面积，比表面积越大黑度越高，易浸润、易分散但易聚集，；粒径，粒径小，比表面积大，越黑但易显红相，粒径大则易分散显兰相；吸收值（DBP吸收值），其值高则碳黑结构高，粘度高，着色力低，光泽度低；着色力，是表示碳黑染色白体的能力；挥发分，是碳黑表面吸附含氧官能团（羟基、酯基、羧基等）的含量，它是碳黑表面化学性质的表现，和PH值有相关性，表面处理程度高的其憎水性增强，吸潮性降低；PH值，一般炉法碳黑呈碱性，只有经过表面处理后其值才在3～5之间且挥发分较高。筛选碳黑，要从整个油墨系统着手，即哪几个指标是起决定作用的，综合考虑，以达到最佳效果。国外碳黑厂商有美国卡博特（cabot）、德国德固塞(dugussu)，日本的三菱，日本的DIC等；国内有上海焦化、辽宁抚顺和丹东、河南奇昌、天津大港、福建南平等。一体机油墨要求细度很小，10um以下的细度，色相显红棕色相，需加入兰颜料以补色，达到从肉眼看更黑更柔和的感觉。一般加入碳黑量7%左右的酞菁蓝。红色颜料主要是选金光红、大红等。红色颜料的吸潮性很高，在使用中要注意这点，吸潮饱和的油墨光泽度很低，表面暗淡。

型号：导电炭黑

指标：（GB/T3782-2006标准） 项目 超导电炭黑（塑料级） 特导电炭黑（橡胶级） 普导电炭黑 外观 粉状 粉状 粒状 视比容（cm3/g） 4.0-5.0 4.0-5.0 3.5-4.0 吸碘值（g/kg） 650 550 550 盐酸吸液量（g/kg） 4 3.0 3.0 电阻率（Ω·m） 0.8-1.0 1.0-1.5 1.2-1.8 PH值 7-8 7-8 7-8 加热减量% 0.5 1.0-1.3 1.0-1.3 灰分% 1.0-1.5 1.5-2.0 1.5-2.0 粗粒粉% 0 0 0.02 杂质 ：无 无 无

国标橡胶炭黑型号有：

N110/N220/N234/N330/N345/N472/N550/N660/N650/N770/N772/N774/N880/N990等。

其他炭黑型号多为企标，不同厂家型号不同：

如德隆超导电炭黑DL-10/特导电炭黑TD-1

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N293属高结构超耐磨超导电炭黑（超导电炉黑）。

原生粒径：20-30nm。

外观：干法造粒/湿法造粒。

说明：目前国内生产超导电炭黑N293牌号的厂家已经很少了，近乎消失；与其性能相近的流通市场的目前有N472、导电炭黑8600等，此类都属于炉法导电炭黑，吸油值在140左右的。

国产同类产品性能更好的还有德隆公司生产的新型国产超导电炭黑DL-10和特导电炭黑TD-1，较以上炉法超导电炭黑不同的是DL-10、TD-1的导电性能、结构、表面积更高，更突出的特导电炭黑TD-1的吸油值高达430ml/g，在国产超导电炭黑行业中可谓是具有超强的竞争力。

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依照碳黑功能与用途的不同，可大致分类为：轮胎及橡胶应用碳黑、色素碳黑、乙炔碳黑、半补强碳黑及导电碳黑：

由于碳黑原生粒子是由许多类石墨分子层层堆叠而成，这样的多孔隙结构使得碳黑具有一定的表面物理与化学特性，使碳黑具有优异的着色性、防紫外线、补强性、耐磨性与导电性等，而这些特性会受到碳黑原生粒径、碳黑结构复杂度以及碳黑粒子表面官能基的影响。

导电炭黑可以分为油炉法导电炭黑、重油副产导电炭黑、电石乙炔炭黑。炭黑95 %以上用于橡胶制品,炭黑作为导电性材料,特别是乙炔炭黑,主要用于干电池中,在塑料中用作导电性功能填料是一个较新的领域。但乙炔炭黑的生产造成的环境污染比较严重,而且乙炔炭黑在橡胶、塑料中的加工性较差,制成品的力学性能也较差。合成氨重油造气时副产的导电炭黑,由于其制造成本太高,而且它在塑料中的分散性非常差,使塑料制品的力学性能损失严重,因而不能用作导电材料,其在塑料中的使用价值、用量非常有限。油炉法炭黑品种中还没有专用的塑料用导电炭黑,曾列入ASTM D 1765 —96a.“橡胶用炭黑”标准中的N472 (美国Cabot 公司生产的XC - 72) ,是60 年代开发的一种橡胶用导电炭黑,由于它的粒径较大,在塑料中的分散性也较好,是一种良好的塑料用导电炭黑。以后德国Degussa 公司开发了Corax L 系列导电炭黑,日本旭碳公司也于60 年代中期开发了一种橡胶用导电炉黑,等等。

炭黑工业研究设计院前几年曾开发的橡胶用导电炉法炭黑TD 系列产品是基于降低炭黑粒子的粒径,提高炭黑的比表面积来获得较好的导电性,它们在橡胶中使用时可以借助强劲的剪切力而获得良好的分散,制得导电性好、力学性能好的导电橡胶制品。但当将其用于塑料制品时,依然存在力学性能差、使用效果不好的缺陷。这同样是由于TD 系列炭黑不能在塑料中