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白色玻璃微珠状高强度白炭黑的生产工艺的制作方法
2020/6/5 15:58:24  浏览次数:

  白炭黑的化学名称是水合无定形二氧化硅,分子式为Si02 nH20,是橡胶和塑料工 业中广泛应用的一种补强填充剂,具有多孔、比表面积大、吸水性强、耐高温、电绝缘性好等 众多优点。生产白炭黑最主要的方法是沉淀法和气相法,气相法因为工艺复杂和成本高昂 而用之较少,而以硅酸钠和硫酸为主要原料的传统沉淀法主要采用离心式干燥设备,所得 产品为粉末状,在使用过程中极易飞散,对环境造成很大的污染。造粒压块可以有效解决粉 末飞散的问题,但是造粒产品的分散性差,不利于白炭黑充分发挥其优异的补强填充作用。

  如何将环保性与高分散性融于一体,是新一代白炭黑产品的发展方向。

  上述目的是通过如下技术手段实现的 以硅酸钠和浓硫酸为主要原料,经过溶解、合成、压滤、浆化、干燥等步骤,特别是 采用了压力式喷干设备和流化床的两次干燥的工艺,生产出既环保又极易分散的微珠状白 炭黑。 具体的生产工艺包括如下步骤 (1)溶解将固体硅酸钠(Na20 *nSi02)和水按照2 : 1的质量比加入溶解滚筒中, 通入洁净的天然气或者热空气,在0. 4 0. 8Mpa的压力下充分溶解2 3小时,滤出沉淀物 后得到透明无杂质的液体水玻璃,其中Na20 nSi02的波美度(15. 6°C )为30 38° B6 ;

  (2)调节向步骤(1)的液体水玻璃中加入其质量1/4 1/8的水,以调整其中 Na20 nSi02的波美度(15. 6°C )至20 30° B6 ; (3)合成将步骤(2)中调整后的液体水玻璃与浓度为98%的浓硫酸按照(15 16) : 1的体积比同时加入合成反应釜中,在8(TC 98t:的温度下反应90分钟,反应过 程中保证反应釜中Na20的残留当量浓度为7. 0±0. 5,再滴加98%的浓硫酸将ffl调至 4.6士0.5,得到二氧化硅料浆; 反应方程式如下Na20 nSi02+H2S04 — nSi02+Na2S04+H20 ;

  其中模数n为3. 2 3. 5 ; (4)压滤将步骤(3)得到的二氧化硅料浆经过压滤机,先在0. 4 0. 6Mpa的压力 下进料10 20分钟,然后在0. 5 0. 6Mpa的压力下洗涤30 60分钟,再在0. 4 0. 8Mpa 的压力下压榨1 5分钟,最后在0. 4 0. 8Mpa的压力下吹入洁净的天然气或者热空气1 5分钟,以除去其中的杂质Na^(V形成滤饼,保证滤饼中的含固量为20. 0% 24. 0%、 硫酸盐含量《2.0% ; (5)浆化将步骤(4)得到的滤饼加入浆化罐中,向其中加入氧化铝(每7. 5m3的

  滤饼加入8公斤氧化铝),用搅拌器液化成糊状的液体,通过浆化输送泵不断的循环将浆料

  的粘度控制在1000cp以下,再滴加98%的浓硫酸将ra调至6. 0 6. 8之间; (6)干燥将步骤(5)得到的液体先在压力式喷干设备中干燥,再通过流化床进行

  二次干燥,即得到本发明的白色微珠状高强度白炭黑。 本发明以价格低廉的硅酸钠和浓硫酸为主要原料,经过溶解、调节、合成、压滤、浆 化、干燥几个简单的工艺步骤,特别是在干燥过程中先后采用了压力式干燥和流化床干燥 的二次干燥工艺,既使得干燥更加彻底,又可以通过调节压力式喷干设备中喷枪的孔径大 小和物料的进料压力以及含固量来实现对于微珠状颗粒大小的控制,从而制备出颗粒均匀 易分散的微珠状白炭黑;另一方面,由于在浆化过程中加入了氧化铝,使得制备得到的白炭 黑强度明显提高。用本发明的生产工艺制备得到的高强度微珠状白炭黑既不易飞散到空气 中,又具有良好的分散性,特别适合应用于轮胎行业,能够增强流动性,提高橡胶的混炼能 力。


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