碳黑的氧化方法及包括其的碳黑的制备方法技术

本发明专利技术涉及可防止或缓解表面氧化改性后因残留臭氧而使碳黑的表面氧化度发生变化的碳黑的氧化方法以及使其包括在单一连续工序中的碳黑的制备方法。

Oxidation method of carbon black and preparation method of carbon black including carbon black

The invention relates to an oxidation method of carbon black which can prevent or alleviate the change of surface oxidation degree of carbon black caused by residual ozone after surface oxidation modification, and a preparation method of carbon black included in a single continuous process.

【技术实现步骤摘要】
碳黑的氧化方法及包括其的碳黑的制备方法
本专利技术涉及可防止或缓解表面氧化改性后因残留臭氧而使碳黑的表面氧化度发生变化的碳黑的氧化方法以及使其包括在单一连续工序的碳黑的制备方法。
技术介绍
碳黑是指通过不完全燃烧包含各种烃或碳的化合物来获得的非常细微的球形颗粒的集合体。碳黑在反应炉中形成初级颗粒(PrimaryParticle)，这些初级颗粒彼此融合形成葡萄串形态的凝集体。碳黑本身为疏水性，需要在各种应用中与其他亲水性物质混合使用的情况下，有必要改性成亲水性来使用。例如，将改性成亲水性的碳黑适用于墨水、油漆等用途时，可以提高在水性溶液中的分散性。具有一种为了将碳黑改性为亲水性而在表面引入官能团的方法。典型的这种方法有湿式氧化处理方法和干式氧化处理方法。例如，湿式氧化处理为用硝酸溶液氧化碳黑并将官能团引入表面的方法，干式氧化处理方法为使活化的碳黑与臭氧气体反应来将官能团引入表面的方法。此时，在完成氧化处理后在碳黑中残留的硝酸溶液或臭氧气体可作用为改变碳黑的表面氧化度的因素。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题如上所述，本专利技术的目的在于，提供一种碳黑的氧化方法，即，可防止或缓解在完成用于碳黑的亲水性改性的干式氧化处理后因在碳黑中残留的臭氧气体而使碳黑的表面氧化度发生变化。并且，本专利技术的目的在于，提供一种碳黑的制备方法，即，将所述的碳黑的氧化方法适用于现有的碳黑的制备工序，可通过单一连续性工序，来防止或缓解不仅在完成氧化处理后而且在保管碳黑的过程中碳黑的表面氧化度发生变化，而无需分离额外的工序。技术方案根据用于解决所述的技术问题的本专利技术一实施方式，提供碳黑的氧化方法，包括：步骤(a)，在臭氧产生器中由氧气产生臭氧来获得氧气和臭氧的混合气体；步骤(b)，向分别设置有投入口和排出口的氧化反应器内投入上述混合气体来对上述氧化反应器内的碳黑进行氧化处理；步骤(c)，通过上述排出口排出上述氧化反应器内的混合气体；以及步骤(d)，去除在氧化处理的碳黑中残留的臭氧。并且，根据本专利技术的另一实施方式，提供将在燃烧反应器中生成的碳黑移至氧化反应器后利用上述的方法进行氧化处理的碳黑的制备方法。有益效果根据本专利技术，由于可防止或缓解在完成用于碳黑的亲水性改性的干式氧化处理后因在碳黑中残留的臭氧气体而使碳黑的表明氧化度发生变化，因而可准确地调节所制备的碳黑的目标氢离子浓度指数(pH)。并且，根据本专利技术，可通过执行去除在碳黑中残留的臭氧气体的工序，来防止或缓解不仅在氧化处理后而且在保管所制备的碳黑的过程中碳黑的表面氧化度发生变化。同时，根据本专利技术，由于可通过单一连续性工序来防止氧化处理的碳黑的表面氧化度发生变化，而无需分离额外的工序，因此在工序难度及工序费用方面是有利的。附图说明图1为示出根据本专利技术一实施例的碳黑的氧化方法及执行制备方法的碳黑制备装置的示意图。具体实施方式为了更加便于理解本专利技术，为方便起见，在本申请中定义特定术语。除非在本申请中另有定义，否则在本专利技术中使用的科学术语及技术术语可具有本
普通技术人员通常所理解的含义。并且，除非上下文另有说明，否则单数形式的术语包括其复数形式，复数形式的术语还可包括其单数形式的术语。图1为示出根据本专利技术一实施例的碳黑的氧化方法及执行制备方法的碳黑制备装置的示意图。参照图1，根据本专利技术的实施例的碳黑制备装置100包括第一反应器110、粉碎机120、第二反应器130、制粒机140、烘干机150及输送管道160。第一反应器110通过由燃料烃及含氧气体的反应引起的热分解来形成未粉碎的碳黑。其中，为了向第一反应器110的内部供应燃料烃，碳黑制备装置100还可包括第一燃料储罐102、第一泵106及第一预热器114。此时，储存在第一燃料储罐102的内部的燃料烃借助第一泵106来抽吸并供应到第一预热器114，向第一预热器114的内部供应的燃料烃与含氧气体一起预热并供应到第一反应器110的内部。并且，为了向第一反应器110的内部供应含氧气体，碳黑制备装置100还可包括第二燃料储罐104、第二泵108、第二预热器112、气体反应器116、第三预热器118及鼓风机125。此时，第二燃料储罐104的内部储存原料油，原料油借助第二泵108来抽吸并供应到第二预热器112，预热后供应到气体反应器116的内部。通过这种气体反应器116的内部的原料油供应到第三预热器118，此时，与通过鼓风机125注入第三预热器118的内部的氧气反应产生含氧气体。随后，含氧气体供应到第一预热器114的内部，与燃料烃一起预热后供应到第一反应器110的内部。粉碎机120起到粉碎由第一反应器110形成的碳黑的作用。通过这种粉碎机120，可将碳黑粉碎成100nm以下的细微大小。第二反应器130用于使由粉碎机120粉碎的碳黑与水反应形成碳黑混合物。为此，第二反应器130可设置有用于从外部接收水的水供应管道(未图示)。此时，相对于100重量份的碳黑混合物，可添加50～300重量份的水，但是并不限定于此。制粒机140通过由第二反应器130形成的碳黑混合物造粒来形成粒化碳黑。烘干机150用于干燥由制粒机140形成的粒化碳黑。此时，优选地，干燥至少在100℃以上实施，以去除粒化碳黑的水分，更优选地，在150～300℃实施。输送管道160用于连接第一反应器110、粉碎机120、第二反应器130、制粒机140及烘干机150。具体地，输送管道160可包括用于连接第一预热器114的出侧与第一反应器110的入侧的第一输送管道161、用于连接第一反应器110的出侧与粉碎机120的入侧的第二输送管道162、用于连接粉碎机120的出侧与第二反应器130的入侧的第三输送管道163、用于连接第二反应器130的出侧与制粒机140的入侧的第四输送管道164及用于连接制粒机140的出侧与烘干机150的入侧第五输送管道165。尤其，用于连接第二反应器130的出侧与制粒机140的入侧的输送管道的第四输送管道164包括氧化反应器。在这种第四输送管道164中进行对粒化碳黑的表面的臭氧氧化反应。另一方面，碳黑制备装置100还可包括斗式提升机170、分级机175、磁性分离器180及储存罐190。斗式提升机170起到通过垂直提升来输送干燥的粒化碳黑的作用。分级机175起到对通过斗式提升机170垂直提升的粒化碳黑进行分级的作用，磁性分离器180起到将分级的粒化碳黑分离的作用。储存罐190用于通过热处理由磁性分离器180分离的粒化碳黑来形成回填机195。此时，在储存罐190中热处理形成的回填机195经质量检验后，可通过装载在运输工具来出货。以下，对在设置于前述的第四输送管道164的氧化反应器内进行的根据本专利技术一实施例的碳黑的氧化方法及制备方法进行详细说明。根据本专利技术一实施方式，提供碳黑的氧化方法，包括：步骤(a)，在臭氧产生器中由氧气产生臭氧来获得氧气和臭氧的混合气体；步骤(b)，向分别设置有投入口和排出口的氧化反应器内投入上述混合气体来对上述氧化反应器内的碳黑进行氧化处理；步骤(c)，通过上述排出口排出上述氧化反应器内的混合气体；以及步骤(d)，去除在氧化处理的碳黑中残留的臭氧。其中，步骤(a)为产生用作碳黑的氧化剂的臭氧的步骤。若供氧气器通过臭氧产生器供应氧气，则从臭氧产生器中产生臭氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳黑的氧化方法，其特征在于，包括：步骤(a)，在臭氧产生器中由氧气产生臭氧来获得氧气和臭氧的混合气体；步骤(b)，向分别设置有投入口和排出口的氧化反应器内投入上述混合气体来对上述氧化反应器内的碳黑进行氧化处理；步骤(c)，通过上述排出口排出上述氧化反应器内的混合气体；以及步骤(d)，去除在氧化处理的碳黑中残留的臭氧。

【技术特征摘要】
2017.11.29 KR 10-2017-01613991.一种碳黑的氧化方法，其特征在于，包括：步骤(a)，在臭氧产生器中由氧气产生臭氧来获得氧气和臭氧的混合气体；步骤(b)，向分别设置有投入口和排出口的氧化反应器内投入上述混合气体来对上述氧化反应器内的碳黑进行氧化处理；步骤(c)，通过上述排出口排出上述氧化反应器内的混合气体；以及步骤(d)，去除在氧化处理的碳黑中残留的臭氧。2.根据权利要求1所述的碳黑的氧化方法，其特征在于，上述步骤(d)为通过向上述氧化反应器内投入非活性吹扫气体来执行。3.根据权利要求2所述的碳黑的氧化方法，其特征在于，上述非活性吹扫气体为选自氮气、氩气、氦气及氖气中的至少一种。4.根据权利要求1所述的碳黑的氧化方法，其特征在于，上述步骤(d)为通过使上述氧化反应器内的温度升温来执行。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李在锡，
申请(专利权)人：OCI有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR