一种高抗黄变白炭黑的生产方法技术

技术编号:10456830 阅读:214 留言:0更新日期:2014-09-24 13:49
本发明专利技术涉及一种高抗黄变白炭黑的生产方法,目的在于解决现有白炭黑抗黄变效果差的技术问题,包括:将水玻璃通过强酸型阳离子交换树脂进行离子交换,得到硅酸钠溶液;将液氨或氨气与纯水配制成氨水溶液;将浓硫酸与纯水配制成稀硫酸溶液;将所述硅酸钠溶液、氨水溶液、稀硫酸溶液和纯水混合进行反应;将反应后的产物进行压滤,滤饼用纯水洗涤,然后将压滤和洗涤所得的滤液经过制浆、磨浆、喷雾干燥和粉碎后制得白炭黑。采用本发明专利技术方法生产得到的白炭黑,只含有极少量的有色金属杂质,尤其是铁金属的含量可降低至10~20ppm,从根本上解决了白炭黑用于生产硅橡胶时易黄变的技术问题,产品质量稳定,抗黄变性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及白炭黑生产
,具体说是一种用于生产硅橡胶的高抗黄变白炭 黑的生产方法。
技术介绍
目前高抗黄变的白炭黑的生产技术都是在白炭黑生产后加入抗黄剂(如抗氧化 剂)、除铁剂(如络合剂)、颜色处理剂(如蓝色染料等利用颜色掩盖的方法)等一些后处 理剂。先天不足,后续改善只是治标的方法,存在很大的隐患,根据下游生产高温硫化硅橡 胶的厂家的生产工艺的特殊性和产品运用的特殊环境下,会出现抗黄变的效果差。原因如 下:一、高温硫化硅橡胶配方中添加的一些助剂在高温下会与抗黄剂、除铁剂、颜色处理剂 等助剂发生反应或使抗黄剂、除铁剂、颜色处理剂等助剂失去抗黄变的效果;二、抗黄剂、除 铁剂等助剂处理的白炭黑制造成制品,长期暴露在外界恶劣环境中,如紫外线、高温、空气 中的氧气、水蒸气下的复杂作用下,会使助剂失去抗黄变的效果。 白炭黑使用到橡胶中造成黄变的主要原因就是白炭黑产品内存在大量的铁、铜、 锰等有色金属元素,在用于橡胶时容易产生各种颜色,尤其是产生黄色最明显。白炭黑内存 在大量的铁、铜、锰等有色金属元素的原因如下:一、生产的原材料水玻璃、硫酸、水中存在 铁、铜、锰等有色金属元素,尤其是水玻璃内的铁、铜、锰等有色金属元素含量最高;二、生产 过程中不锈钢设备、管道在沉淀法白炭黑的生产工艺条件下腐蚀产生有色金属离子,如高 温、酸雾、高速剪切力等多种条件作用下,使不锈钢设备、管道缓慢腐蚀,如316L不锈钢(锰 Μη :彡 2. 00,铬 Cr : 16. 00 ?18. 00,镍 Ni : 10. 00 ?14. 00,钥 Mo :2· 00 ?3. 00)被腐蚀产生 大量的有色金属离子,被带入白炭黑里面,与白炭黑形成稳定的结合。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种抗黄变性 能优异的高抗黄变白炭黑的生产方法。 为了解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案为: -种高抗黄变白炭黑的生产方法,包括: 将水玻璃通过强酸型阳离子交换树脂进行离子交换,得到硅酸钠溶液; 将液氨或氨气与纯水配制成氨水溶液; 将浓硫酸与纯水配制成稀硫酸溶液; 将所述硅酸钠溶液、氨水溶液、稀硫酸溶液和纯水混合进行反应; 将反应后的产物进行压滤,滤饼用纯水洗涤,然后将压滤和洗涤所得的滤液经过 制浆、磨浆、喷雾干燥和粉碎后制得白炭黑; 其中,所述纯水为经过R0膜反渗透装置处理的自来水。 本专利技术的有益效果在于: 采用本专利技术方法生产得到的白炭黑,只含有极少量的有色金属杂质,尤其是铁金 属的含量可降低至10?20ppm,大大提高了白炭黑产品的白度以及在橡胶应用方面的抗黄 变性能,从根本上解决了白炭黑用于生产硅橡胶时易黄变的技术问题,产品质量稳定,抗黄 变性能优异。 【具体实施方式】 为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式 详予说明。 本专利技术最关键的构思在于:通过最大限度地降低白炭黑生产原料中的有色金属含 量,从根本上解决白炭黑易黄变的技术问题,从而大大提高白炭黑产品的白度以及在橡胶 应用方面的抗黄变性能,制备的产品质量稳定,抗黄变性能优异。 具体的,本专利技术的高抗黄变白炭黑的生产方法,包括: 将水玻璃通过强酸型阳离子交换树脂进行离子交换,得到硅酸钠溶液; 将液氨或氨气与纯水配制成氨水溶液; 将浓硫酸与纯水配制成稀硫酸溶液; 将所述硅酸钠溶液、氨水溶液、稀硫酸溶液和纯水混合进行反应; 将反应后的产物进行压滤,滤饼用纯水洗涤,然后将压滤和洗涤所得的滤液经过 制浆、磨浆、喷雾干燥和粉碎后制得白炭黑; 其中,所述纯水为经过R0膜反渗透装置处理的自来水。 本专利技术的制备原理如下: 利用强酸型阳离子交换树脂与水玻璃进行置换反应,去除水玻璃内的正价金属离 子,最大限度地降低水玻璃中的有色金属离子含量,从而得到纯净的硅酸钠溶液;利用高纯 度的液氨或氨气配制成纯净的氨水溶液;生产用水包含配制用水、反应用水、洗涤用水均采 用通过R0膜反渗透装置处理的自来水,R0膜反渗透装置可以有效地去除自来水中的有色 金属离子、矿物质、有机物、微生物等,从而得到纯水。通过上述方法处理后的生产原料,可 以最大限度地降低白炭黑生产原料中的有色金属含量,且生产过程中避免了引入其他杂质 或有色金属,从而从根本上解决了白炭黑易黄变的技术问题。通过实验证明,采用本专利技术方 法生产得到的白炭黑,只含有极少量的有色金属杂质,尤其是铁金属的含量可降低至10? 20ppm,大大提高了白炭黑产品的白度以及在橡胶应用方面的抗黄变性能,产品质量稳定, 抗黄变性能优异。 从上述描述可知,本专利技术的有益效果在于:采用本专利技术方法生产得到的白炭黑,只 含有极少量的有色金属杂质,尤其是铁金属的含量可降低至10?20ppm,大大提高了白炭 黑产品的白度以及在橡胶应用方面的抗黄变性能,从根本上解决了白炭黑用于生产硅橡胶 时易黄变的技术问题,产品质量稳定,抗黄变性能优异。 进一步的,所述水玻璃的模数为2. 5?3.5, Si02含量为3?5wt %,透明度大于 200mm〇 进一步的,所述水玻璃由以下方法制备得到:将模数为2. 5?3. 5的固体水玻 璃投入滚筒蒸球内,向滚筒蒸球内加入纯水并通入经过精密过滤器处理的水蒸汽,加压至 0. 6?0. 8MPa,保压1?3小时,得到Si02含量为10?15wt%的浓水玻璃,然后向浓水玻 璃中加入纯水配制成Si0 2含量为3?5wt%的稀水玻璃,配制好的稀水玻璃再经过精密过 滤器过滤得到透明度大于200mm的水玻璃。 进一步的,所述硅酸钠溶液由以下方法制备得到:将水玻璃通过高位差自流到装 有001X7强酸型阳离子交换树脂的交换柱内进行离子交换,交换柱内部用环氧树脂涂层 防腐,控制生成的硅酸钠溶液的流量为2?3m 3/h,收集PH值小于3的硅酸钠溶液。 进一步的,所述氨水溶液由以下方法制备得到:将纯水加入到内衬四氟乙烯的配 氨水容器内,再把液氨罐内的氨气通入配氨水容器中,配制成质量分数为15?25wt%的氨 水溶液。 进一步的,所述稀硫酸溶液由以下方法制备得到:将浓硫酸和纯水通过石墨混酸 冷凝器配制成质量分数为15?30wt %的稀硫酸溶液,再将配制得到的稀硫酸溶液通过高 位差自流到装有001X 7强酸型阳离子交换树脂的交换柱内进行离子交换,交换柱内部用 环氧树脂涂层防腐,收集离子交换后生成的稀硫酸溶液。 进一步的,所述硅酸钠溶液、氨水溶液、稀硫酸溶液和纯水按照以下方法进行混合 反应:先往内衬氟塑料的反应釜内加入2?20体积份的纯水,再加入0. 12?2. 8体积份 的质量分数为15?25wt%的氨水溶液,开启搅拌,加入Si02含量为3?5wt%的硅酸钠溶 液,控制硅酸钠溶液的加入速率为4?16体积份/h,加入时间为1?2h,加入总量为4? 18体积份,待硅酸钠溶液加入完毕后,向反应釜内通入水蒸汽升温至80?90°C,水蒸汽的 压力为〇. 4?0. 6MPa,然后保温90?120min,再加入15?25wt %的稀硫酸溶液酸化至反 应体系的PH值为3?4,继续陈本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种高抗黄变白炭黑的生产方法,其特征在于,包括:将水玻璃通过强酸型阳离子交换树脂进行离子交换,得到硅酸钠溶液;将液氨或氨气与纯水配制成氨水溶液;将浓硫酸与纯水配制成稀硫酸溶液;将所述硅酸钠溶液、氨水溶液、稀硫酸溶液和纯水混合进行反应;将反应后的产物进行压滤,滤饼用纯水洗涤,然后将压滤和洗涤所得的滤液经过制浆、磨浆、喷雾干燥和粉碎后制得白炭黑;其中,所述纯水为经过RO膜反渗透装置处理的自来水。

【技术特征摘要】
1. 一种高抗黄变白炭黑的生产方法,其特征在于,包括: 将水玻璃通过强酸型阳离子交换树脂进行离子交换,得到硅酸钠溶液; 将液氨或氨气与纯水配制成氨水溶液; 将浓硫酸与纯水配制成稀硫酸溶液; 将所述硅酸钠溶液、氨水溶液、稀硫酸溶液和纯水混合进行反应; 将反应后的产物进行压滤,滤饼用纯水洗涤,然后将压滤和洗涤所得的滤液经过制浆、 磨浆、喷雾干燥和粉碎后制得白炭黑; 其中,所述纯水为经过R0膜反渗透装置处理的自来水。2. 根据权利要求1所述的高抗黄变白炭黑的生产方法,其特征在于:所述水玻璃的模 数为2. 5?3. 5, Si02含量为3?5wt%,透明度大于200mm。3. 根据权利要求2所述的高抗黄变白炭黑的生产方法,其特征在于:所述水玻璃由以 下方法制备得到:将模数为2. 5?3. 5的固体水玻璃投入滚筒蒸球内,向滚筒蒸球内加入纯 水并通入经过精密过滤器处理的水蒸汽,加压至0. 6?0. 8MPa,保压1?3小时,得到Si02 含量为10?15wt %的浓水玻璃,然后向浓水玻璃中加入纯水配制成Si02含量为3?5wt % 的稀水玻璃,配制好的稀水玻璃再经过精密过滤器过滤得到透明度大于200mm的水玻璃。4. 根据权利要求3所述的高抗黄变白炭黑的生产方法,其特征在于:所述硅酸钠溶液 由以下方法制备得到:将水玻璃通过高位差自流到装有001X7强酸型阳离子交换树脂的 交换柱内进行离子交换,交换柱内部用环氧树脂涂层防腐,控制生成的硅酸钠溶液的流量 为2?3m 3/h,收集PH值小于3的硅酸钠溶液。5. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员:王承辉汤晓剑王升锦李建华麻煜晶
申请(专利权)人:福建远翔化工有限公司
类型:发明
国别省市:福建;35

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