[發明專利]水溶性超細特種炭黑

有效

• 申請號: 201110253775.6
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102352139A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 張常熙;張勇
• 申請（專利權）人: 湯陰縣奇昌化工有限公司
• 主分類號: C09C1/48
• 分類號: C09C1/48;C09C3/08;C09C3/04
• 代理公司: 安陽市智浩專利代理事務所 41116
• 代理人: 楊紅軍

技術領域

本發明涉及炭黑技術領域，涉及一種水溶性超細特種炭黑材料。

背景技術

炭黑是重要的化工原料，廣泛應用于橡膠、化纖、塑料、建筑等行業中。工業炭黑分為橡膠用炭黑和特種色素炭黑，國內生產的大多數是制造輪胎用的橡膠炭黑，而特種色素炭黑生產則處于起步階段，炭黑的主要成份是碳元素，它只溶于有機溶劑，如苯、二甲苯等。這些溶劑在使用過程中都有不同程度的毒性，造成污染環境，危害人體健康。發達國家已不準使用，國內很多行業也都禁用或限制使用。因此，開發以水為溶劑的環保型炭黑產品，替代有機溶劑的炭黑產品，是當前炭黑材料科技研發的重點項目。水溶性超細特種炭黑廣泛應用于高檔轎車漆、數碼噴墨、高檔化纖、環保涂料、塑料制品等。隨著國內、外逐步限制有機溶劑炭黑的使用，水溶性超細特種炭黑產品的市場前景更加廣闊。從化學工藝技術層面上分析，普通炭黑的基本元素是碳，而碳元素是不溶于水的，是沒有極性的。而涂料、油漆、油墨、建筑材料等使用的介質，通常是有極性。根據化學原理，極性相近，相溶性越好；反之，相容性越差。所以在極性介質中，非極性炭黑是很難均勻分散到介質中，而導致產品的流變性差，不僅影響產品的性能，而且也不利于產品的加工和使用。分散劑NNO，也叫擴散劑NNO?，化學名稱：亞甲基雙萘磺酸鈉，亞甲基二萘磺酸鈉，萘磺酸鹽甲醛縮合物，組成：亞甲基雙萘磺酸鈉；分子式：CH₂(C₁₀H₆SO₃Na)2?或?C₂₁H₁₄O₆S₂Na₂?；分子量：472.44?；CAS號：36290-04-7；外形：米棕色粉狀；溶解性能：分散劑NNO易溶于任何硬度的水中；穩定性：耐酸、耐堿、耐熱、耐硬水、耐無機鹽；?性能：分散劑NNO具有優良擴散性和保護膠體性能，但無滲透起泡等表面活性，對蛋白質及聚酰胺纖維有親和力，對棉、麻等纖維無親和力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水溶性超細特種炭黑，對炭黑表面的自由基進行改性，降低其表面能，使其與水的表面能相近并產生親水離子基，經氣流粉碎至所需細度。

水溶性超細特種炭黑，將炭黑、分散劑NNO按重量配比100：0.5～6.5充分混配均勻，并升溫至120℃～130℃，對炭黑表面的自由基進行改性，對改性后的炭黑進行氣流粉碎至800～1200目，提高其分散性，使之具備與水很好的相溶性。

本發明的水溶性超細特種炭黑，利用表面活性劑，在炭黑表面自由基上進行“接枝”，使炭黑的表面能降低到與所用載體相近，提高炭黑的極性，使之與水很好地相溶，成為無毒無害的水溶性炭黑產品。

具體實施方式

下面具體說明實現本發明的實現方式：

從化學工藝技術層面上分析，普通炭黑的基本元素是碳，而碳元素是不溶于水的，是沒有極性的。而涂料、油漆、油墨、建筑材料等使用的介質，通常是有極性的。根據化學原理，極性相近，相溶性越好；反之，相溶性越差。所以在極性介質中，非極性炭黑是很難均勻分散在其中，而導致產品的流變性差，不僅影響產品的性能，而且也不利于產品的加工和使用。本發明在炭黑表面自由基上“接枝”，增加極性官能團，使之變水不分散性為可分散性。采用一種磺酸鹽（NNO）類型的表面活性劑在一定溫度壓力下，對炭黑表面的自由基進行改性，降低其表面能，使炭黑與水的表面能相近并產生新水離子基，“接枝”后的炭黑與水有很好的相溶性，且大大提高了產品性能。

實施例1、依次稱取炭黑、分散劑NNO，100㎏、0.5㎏；將其充分混配均勻，并升溫至120℃～130℃，對炭黑表面的自由基進行改性，對改性后的炭黑進行氣流粉碎至800目，提高其分散性，使之具備與水很好的相溶性。

實施例2、依次稱取炭黑、分散劑NNO，100㎏、6.5㎏；將其充分混配均勻，并升溫至120℃～130℃，對炭黑表面的自由基進行改性，對改性后的炭黑進行氣流粉碎至1200目，提高其分散性，使之具備與水很好的相溶性。

實施例2、依次稱取炭黑、分散劑NNO，100㎏、4.5㎏；將其充分混配均勻，并升溫至120℃～130℃，對炭黑表面的自由基進行改性，對改性后的炭黑進行氣流粉碎至1000目，提高其分散性，使之具備與水很好的相溶性。

　　根據本發明的配方和工藝，會有無數種組合，在實施例中不可能一一列舉，只要屬于本發明的實質內容以內的配方和工藝組合，都屬于本發明的保護范圍，此處不再贅述。