[发明专利]水溶性超细特种炭黑

说明书

技术领域

本发明涉及炭黑技术领域，涉及一种水溶性超细特种炭黑材料。

背景技术

炭黑是重要的化工原料，广泛应用于橡胶、化纤、塑料、建筑等行业中。工业炭黑分为橡胶用炭黑和特种色素炭黑，国内生产的大多数是制造轮胎用的橡胶炭黑，而特种色素炭黑生产则处于起步阶段，炭黑的主要成份是碳元素，它只溶于有机溶剂，如苯、二甲苯等。这些溶剂在使用过程中都有不同程度的毒性，造成污染环境，危害人体健康。发达国家已不准使用，国内很多行业也都禁用或限制使用。因此，开发以水为溶剂的环保型炭黑产品，替代有机溶剂的炭黑产品，是当前炭黑材料科技研发的重点项目。水溶性超细特种炭黑广泛应用于高档轿车漆、数码喷墨、高档化纤、环保涂料、塑料制品等。随着国内、外逐步限制有机溶剂炭黑的使用，水溶性超细特种炭黑产品的市场前景更加广阔。从化学工艺技术层面上分析，普通炭黑的基本元素是碳，而碳元素是不溶于水的，是没有极性的。而涂料、油漆、油墨、建筑材料等使用的介质，通常是有极性。根据化学原理，极性相近，相溶性越好；反之，相容性越差。所以在极性介质中，非极性炭黑是很难均匀分散到介质中，而导致产品的流变性差，不仅影响产品的性能，而且也不利于产品的加工和使用。分散剂NNO，也叫扩散剂NNO ，化学名称：亚甲基双萘磺酸钠，亚甲基二萘磺酸钠，萘磺酸盐甲醛缩合物，组成：亚甲基双萘磺酸钠；分子式：CH₂(C₁₀H₆SO₃Na)2 或 C₂₁H₁₄O₆S₂Na₂ ；分子量：472.44 ；CAS号：36290-04-7；外形：米棕色粉状；溶解性能：分散剂NNO易溶于任何硬度的水中；稳定性：耐酸、耐碱、耐热、耐硬水、耐无机盐； 性能：分散剂NNO具有优良扩散性和保护胶体性能，但无渗透起泡等表面活性，对蛋白质及聚酰胺纤维有亲和力，对棉、麻等纤维无亲和力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性超细特种炭黑，对炭黑表面的自由基进行改性，降低其表面能，使其与水的表面能相近并产生亲水离子基，经气流粉碎至所需细度。

水溶性超细特种炭黑，将炭黑、分散剂NNO按重量配比100：0.5～6.5充分混配均匀，并升温至120℃～130℃，对炭黑表面的自由基进行改性，对改性后的炭黑进行气流粉碎至800～1200目，提高其分散性，使之具备与水很好的相溶性。

本发明的水溶性超细特种炭黑，利用表面活性剂，在炭黑表面自由基上进行“接枝”，使炭黑的表面能降低到与所用载体相近，提高炭黑的极性，使之与水很好地相溶，成为无毒无害的水溶性炭黑产品。

具体实施方式

下面具体说明实现本发明的实现方式：

从化学工艺技术层面上分析，普通炭黑的基本元素是碳，而碳元素是不溶于水的，是没有极性的。而涂料、油漆、油墨、建筑材料等使用的介质，通常是有极性的。根据化学原理，极性相近，相溶性越好；反之，相溶性越差。所以在极性介质中，非极性炭黑是很难均匀分散在其中，而导致产品的流变性差，不仅影响产品的性能，而且也不利于产品的加工和使用。本发明在炭黑表面自由基上“接枝”，增加极性官能团，使之变水不分散性为可分散性。采用一种磺酸盐（NNO）类型的表面活性剂在一定温度压力下，对炭黑表面的自由基进行改性，降低其表面能，使炭黑与水的表面能相近并产生新水离子基，“接枝”后的炭黑与水有很好的相溶性，且大大提高了产品性能。

实施例1、依次称取炭黑、分散剂NNO，100㎏、0.5㎏；将其充分混配均匀，并升温至120℃～130℃，对炭黑表面的自由基进行改性，对改性后的炭黑进行气流粉碎至800目，提高其分散性，使之具备与水很好的相溶性。

实施例2、依次称取炭黑、分散剂NNO，100㎏、6.5㎏；将其充分混配均匀，并升温至120℃～130℃，对炭黑表面的自由基进行改性，对改性后的炭黑进行气流粉碎至1200目，提高其分散性，使之具备与水很好的相溶性。

实施例2、依次称取炭黑、分散剂NNO，100㎏、4.5㎏；将其充分混配均匀，并升温至120℃～130℃，对炭黑表面的自由基进行改性，对改性后的炭黑进行气流粉碎至1000目，提高其分散性，使之具备与水很好的相溶性。

　　根据本发明的配方和工艺，会有无数种组合，在实施例中不可能一一列举，只要属于本发明的实质内容以内的配方和工艺组合，都属于本发明的保护范围，此处不再赘述。