沉淀法白炭黑又稱沉淀水合二氧化硅,或活性二氧化硅,是一種經(jīng)硅酸鹽與無(wú)機(jī)酸沉淀反應(yīng)所獲得的高比表面積,高結(jié)構(gòu)、高活性的補(bǔ)強(qiáng)填充改性材料,因其具有特殊的表面結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)以及獨(dú)特的物理化學(xué)特性, 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,是一種重要的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。 因其微觀結(jié)構(gòu)和聚集體形態(tài)和炭黑類似,并在橡膠中有相近的補(bǔ)強(qiáng)性能, 故被稱為白炭黑。

1 .工藝流程簡(jiǎn)述

沉淀法生產(chǎn)白炭黑的工藝過(guò)程一般可分為四個(gè)工序:

1 . 1溶解、稀釋工序 將一定模數(shù)的固體水玻璃用水在滾筒中升溫加壓溶解, 再將溶解后的水玻璃用熱水稀釋至一定濃度,并經(jīng)過(guò)濾清除雜質(zhì),供下一工序使用。

1 . 2反應(yīng)、陳化工序 在反應(yīng)槽中將稀釋后的水玻璃與熱水混合成一定濃度 C0(堿度 CNa20) ,再加熱至反應(yīng)溫度。 反應(yīng)時(shí)同時(shí)加入等當(dāng)量的水玻璃和濃硫酸, 以保證反應(yīng)液中的堿度始終為 C0。 反應(yīng)結(jié)束后,立即進(jìn)入后酸化,調(diào)節(jié)反應(yīng)液 PH值,再將反應(yīng)液送入陳化槽陳化一定時(shí)間,才能進(jìn)入下一工序。

1 . 3壓濾工序 陳化后的反應(yīng)料漿經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)過(guò)濾,洗滌和吹掃后得濾餅。 該工序的任務(wù)是將反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸鈉與不溶于水的水合二氧化硅分離, 同時(shí)調(diào)節(jié)濾餅的 pH值。

1. 4液化、干燥工序?yàn)V餅經(jīng)過(guò)三級(jí)液化打漿后,成漿狀。 再用螺桿泵打入噴霧干燥搭干燥, 除去水份后經(jīng)袋式過(guò)濾器將白炭黑與氣體分離,得產(chǎn)品。

2. 白炭黑的性能影響因素

2. 1白炭黑的質(zhì)量指標(biāo)

    DBP吸收值表征白炭黑的結(jié)構(gòu), DBP吸收值較高時(shí),橡膠混煉膠的粘度較高,但是在膠料中的分散性也較好。 銅、錳、鐵是白炭黑產(chǎn)品中的雜質(zhì),銅含量高會(huì)影響白炭黑膠料的耐老化性能,錳、鐵含量高時(shí),會(huì)使白炭黑填充膠料呈淺黃色,或產(chǎn)生“黑點(diǎn)”。加熱減量表征白炭黑吸附水的含量,和白炭黑的表面活性有關(guān)。 而灼燒減量則表征白炭黑的化合水含量,和白炭黑的硅烷醇基含量相關(guān)。 吸附水和化合水含量過(guò)高或過(guò)低時(shí)都不好,因此規(guī)定了一個(gè)波動(dòng)范圍。  白炭黑的 PH 值和沉淀反應(yīng)過(guò)程的最終酸堿度及洗滌程度有關(guān),允許在5～8之間。