[发明专利]一种高品质气相法二氧化硅的制造方法

说明书

本发明公开了一种高品质气相法二氧化硅的制造方法，属于无机纳米粉体制备技术领域。该方法以四氯化硅气体或一甲基三氯硅烷、氢气或丙烷气、空气为原料，经高效气体混合器组，投入到水解反应器中进行燃烧水解反应，反应温度为1700‑1800℃，生成二氧化硅一次粒子，再经成核、生长、凝结为原生粒子，原生粒子之间发生相互碰撞、烧结成链状的聚集体，最后经气固分离器分离、脱酸反应器脱酸和脱渣，包装机包装即为成品。本发明生产的二氧化硅产品粒径分布窄且呈单峰分布、空隙率大，表面羟基结构合理，具有高粘度、高分散性、高透明度的特征，是一种高品质气相法二氧化硅产品。

技术领域

本发明涉及无机纳米粉体制备技术领域，具体涉及一种高品质气相法二氧化硅的制造方法。

背景技术

气相法白炭黑(气相法二氧化硅)是一种高科技的无机纳米精细化工产品，在高温高流速下生成二氧化硅原生粒子(粒径5-40nm)，原生粒子不会以单独粒子的形式存在，此粒子经高温、高速碰撞，单个粒子之间形成链状结构二次粒子(粒径200-500nm)，再聚集成絮状聚集体(粒径约为200-500纳米)，这种絮状聚集体具有高比表面积(100-400平方米/克)、高填充、高空隙率的独特结构，还具有补强性、增稠性、触变性、消光性、分散性和绝缘性等，广泛地应用在橡胶、涂料、胶粘剂、化妆品、医药、农药、油墨、塑料、医药、农药、密封剂、胶体电池、抛光液、干燥粉末体系等诸多工业领域，发展前景十分广阔。

目前，国外掌握气相法二氧化硅制造技术的只有少数几个国家，特别是气相法二氧化硅生产装置核心设备水解炉系统、脱酸反应器系统，工艺性能、设备性能技术先进，可以生产具有高粘度、高分散性、高透明性的高品质气相法二氧化硅产品，产品价格高、质量好。

我国还没有完全掌握气相法二氧化硅生产装置的核心技术，特别是我国气相法二氧化硅生产装置核心设备水解炉系统、脱酸反应器系统，工艺性能、设备性能、控制功能有限，且不强大，所以产品应用性能与国外产品差距很大，不具备生产高品质二氧化硅产品的技术条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高品质气相法二氧化硅的制造方法，所制造的气相法二氧化硅具有高粘度、高分散性、高透明度的特点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高品质气相法二氧化硅的制造方法，该方法是将混合反应气体投入到水解反应器中进行燃烧水解反应，生成二氧化硅一次粒子(二氧化硅分子和/或分子簇)；二氧化硅一次粒子很快进行成核、生长、凝结为原生粒子，原生粒子之间发生相互碰撞并在水解反应器和聚集器中凝结成链状的聚集体颗粒；所得聚集体颗粒再依次经气固分离器分离、脱酸反应器脱酸和脱渣、包装机包装即得到所述高品质气相法二氧化硅成品。

该方法具体包括如下步骤：

(1)所述混合反应气体中各成分分别预热后进入气体混合器组件进行混合；

(2)将混合反应气体投入到水解反应器中进行水解反应，反应温度为1600-1800℃，经水解反应器处理后的物料输送至聚集器中；其中：混合反应气体进行水解反应生成二氧化硅一次粒子(二氧化硅分子和/或分子簇)；二氧化硅一次粒子在水解反应器和聚集器中凝聚生成链状结构的聚集态粒子；

(3)在聚集器中的聚集态粒子经旋风分离器进行旋风分离后(进入气固分离器分离的气体温度为300-350℃)，进入卧式脱酸反应器(脱酸炉)中完成脱酸和排渣过程；

(4)在脱酸炉中完成脱酸和排渣的气相二氧化硅采用真空压缩包装技术，由包装罐进入包装机中，再由包装机包出成品。

进一步地，所述混合反应气体组成按体积份数计如下：

四氯化硅气体或一甲基三氯硅烷气体             1份；

氢气或丙烷气                                 0.2-2.5份；