沉淀法白炭黑又稱沉淀水合二氧化硅,或活性二氧化硅,是一種經硅酸鹽與無機酸沉淀反應所獲得的高比表面積,高結構、高活性的補強填充改性材料,因其具有特殊的表面結構和顆粒形態結構以及獨特的物理化學特性, 應用領域廣泛,是一種重要的補強填充劑。 因其微觀結構和聚集體形態和炭黑類似,并在橡膠中有相近的補強性能, 故被稱為白炭黑。

1 .工藝流程簡述

沉淀法生產白炭黑的工藝過程一般可分為四個工序:

1 . 1溶解、稀釋工序 將一定模數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,并經過濾清除雜質,供下一工序使用。

1 . 2反應、陳化工序 在反應槽中將稀釋后的水玻璃與熱水混合成一定濃度 C0(堿度 CNa20) ,再加熱至反應溫度。 反應時同時加入等當量的水玻璃和濃硫酸, 以保證反應液中的堿度始終為 C0。 反應結束后,立即進入后酸化,調節反應液 PH值,再將反應液送入陳化槽陳化一定時間,才能進入下一工序。

1 . 3壓濾工序 陳化后的反應料漿經過壓濾機過濾,洗滌和吹掃后得濾餅。 該工序的任務是將反應產生的硫酸鈉與不溶于水的水合二氧化硅分離, 同時調節濾餅的 pH值。

1. 4液化、干燥工序濾餅經過三級液化打漿后,成漿狀。 再用螺桿泵打入噴霧干燥搭干燥, 除去水份后經袋式過濾器將白炭黑與氣體分離,得產品。

2. 白炭黑的性能影響因素

2. 1白炭黑的質量指標

    DBP吸收值表征白炭黑的結構, DBP吸收值較高時,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、鐵是白炭黑產品中的雜質,銅含量高會影響白炭黑膠料的耐老化性能,錳、鐵含量高時,會使白炭黑填充膠料呈淺黃色,或產生“黑點”。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。 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。 吸附水和化合水含量過高或過低時都不好,因此規定了一個波動范圍。  白炭黑的 PH 值和沉淀反應過程的最終酸堿度及洗滌程度有關,允許在5～8之間。