白炭黑是什么东西啊？

白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。

能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。

白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子（粒径小于100nm），无毒，有巨大的比表面积。气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达99%，粒径可达10~20nm，但制备工艺复杂，价格昂贵；

扩展资料：

白炭黑作为一种环保、性能优异的助剂，主要用于橡胶制品（包括高温硫化硅橡胶）、纺织、造纸、农药、食品添加剂领域。从白炭黑2004-2008年这四年产量的增速来看，四年复合增长率13.3%。2009年我国共有白炭黑生产企业超过60家，产能约100万吨，产量75万吨，中国产销量居全球首位。

得益于轮胎制造业、硅橡胶产业、涂料工业、新能源等领域的需求增长，预计未来我国沉淀法白炭黑(二氧化硅)的年均需求增长速度约为10%。2015年，亚洲将成为高分散白炭黑最大市场，其需求增速将远高于全球平均9%的增速，达到15%或更高。中国占亚洲市场的40%，将成为全球最大的单一市场。

参考资料来源：百度百科—白炭黑

白炭黑（沉淀法）是应用于橡胶工业的白色补强填料沉淀水合二氧化硅的俗称，白炭黑粒子表面有大量的硅醇基，存在与橡胶大分子化学结合的可能性，是白炭黑能成为橡胶无机补强剂的基本条件。白炭黑表面有很强的化学吸附活性，与白炭黑表面羟基有关，它可以和水以氢键形式结合，形成多分子吸附层，除此之外，它还可以与很多有机小分子物质发生吸附作用，为了获得最佳橡胶物理性能，通常我们会在配方中添加醇类、胺类活性剂。 一、白炭黑表面的硅醇基≡Si-OH的负面影响 1、白炭黑存放中吸收空气中水分，而使自身结构稳定，即吸潮性；2、白炭黑胶料混炼时极易形成氢键而自聚结团，导致门尼粘度高，混炼加工困难； 3、白炭黑的亲水性与疏水性橡胶大分子相互排斥，影响着白炭黑在橡胶中的分散；4、活泼的氢离子极易吸附氧化锌、促进剂等胺类材料，导致延迟硫化，胶料性能下降。 二、白炭黑活性剂及作用机理 1、醇和醇胺类的活性剂 醇和醇胺这类助剂—如聚乙二醇（PEG）、三乙醇胺等在橡胶混炼时先被白炭黑吸附，降低白炭黑吸附力，保护胺类促进剂、防老剂以及氧化锌等不被白炭黑所吸附，使胶料的硫化性能不受干扰。 2、锌盐类的分散剂 白炭黑表面硅醇基（≡Si-OH）极易与脂肪酸锌发生阳离子置换反应，生成≡Si-OZnR等。硅醇基上氢离子被置换，消弱了白炭黑表面的极性，减少表面解团自聚，降低胶料门尼粘度，有利白炭黑分散但未改善物性。 3、硅烷类的偶联剂 硅烷型偶联剂实际是一种具有亲水基和亲油基的表面活性剂，亲水基部分与硅醇基的活性氢离子发生置换，而亲油基部分被橡胶基体所接纳，形成白炭黑--硅烷--橡胶基体的化学键，偶联剂改善胶料物性，与炭黑比存在混炼工艺困难、模量低、耐磨性差等。 三、常用的白炭黑活性剂（PEG）简介聚乙二醇（PEG）这个东西很常用的，各行各业都有用，在橡胶里面主要是中和填料酸性，加快硫化速度和交联密度，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性，具有优良的润滑性、保湿性、分散性、还能做抗静电剂及柔软剂。 一般橡胶里面用PEG-4000，如果分子量太低，相容性不好，容易析出，而且是液体，不好添加，分子量太高，单位质量的醇基团少（羟值低），中和酸性效果差点，因为4000的分子量是固体片状，好加工，添加方便，不易析出，中分子量的聚合物，和橡胶相容性好点，所以一般选择PEG-4000。 ☆PEG作用可以概括以下几点: 1．加工助剂：可以提高胶料的压出速度，改善脱模性，并使制品表面光亮，还有助于硫化时水份的排出。在应用于轮胎及橡胶模压制品中时，PEG-4000具有良好的润滑作用，使制品表面更光滑。在天然橡胶、合成橡胶中的生产工艺中，还可作为内脱模剂。优点是不挥发，不生产灰变，脱模后模具保持洁净。而且模压制品表面也由于它的加入而更加平滑洁净。 2．硫化活性剂：起到调节生胶和填充剂(特别是白色)结合性能的作用，另有降低门尼，提高硫化速率的作用，特别对噻唑类促进剂有较好的活化作用，可以提高硫化速度和交联程度。尤其是EPDM白CB补强的挤出微波连续硫化的配方中。与金属粘合的制品最好不用PEG 3．酸性填料的活性剂：特别是对白炭黑，可以作为白炭黑的处理剂，以活化硫化体系。湿润白炭黑等酸性填料表面。一个反应是中和，一个类似于覆盖。因为酸性填料会吸附，请注意，是吸附促进剂。使用量和酸性填料的酸性表面积用量等等成正比。我们基本上可以理解为酸性表面已经被中和。当然另外的硫化反应也会出现酸性什么的，比如HS等。那些就交给氧化锌去搞定了 4．活化分散剂：在使用各种填料和色料的胶料中作为活化分散剂时，能减少或消除填料对硫化的影响，使各种助剂分散均匀并延长焦烧时间，提高橡胶制品的物理机械性能。在各类彩色橡胶制品中，可以使制品色泽鲜艳。由于本身的极性特征，还可以增强对非极性橡胶（如EPDM）对微波的吸收。

适用于粉末涂料的颜料按其性能和作用大致可分为：着色颜料、金属颜料、功能颜料、体质颜料等四大类。它们是粉末涂料的重要组成部分，赋予涂层绚丽多彩的色泽、改进涂料的机械化学性能、或降低涂料的成本等。

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。

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