[發明專利]一種制備碳黑顆粒的工藝

有效

• 申請號: 201180008009.1
• 申請日: 2011-01-31
• 公開（公告）號: CN102791807A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 馬尤爾·普拉布;維賈伊·阿加瓦爾;蘭詹·戈沙爾;S·拉亞莫罕默德
• 申請（專利權）人: 埃迪亞貝拉科技有限公司;埃迪亞貝拉努沃有限公司
• 主分類號: C09C1/58
• 分類號: C09C1/58;B01J2/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;吳鵬章

技術領域

本發明涉及一種碳黑造粒的工藝。

背景技術

工業上通常采用造粒工藝，將散狀碳黑做成碳黑顆粒，因為顆粒狀的碳黑密度大，容易操作和運輸。而且，顆粒狀碳黑更易于在各種加工設備中使用。因此，大多數涉及碳黑的工藝應用都要求將其造粒。傳統上，造粒工藝包括給碳黑粉添加水溶液和粘結劑而得到一種混合物，混合物在鼓式或針式造粒機中制粒。之后，采用加熱工藝干燥從造粒機出來的顆粒以去除水分。

傳統造粒法的主要缺點是碳黑混合物中的水分和粘結劑分布不均。為了克服這一缺點，滿足顆粒品質的要求，需要添加多余的水。之后，在加熱工藝中，通常采用在旋轉鼓式干燥器中加熱去除水分。多余的水分導致干燥器的負荷增加，產品生產率減少。此外，由于存在多余水分，導致干燥工藝所需能量和時間增加。因此，碳黑混合物中水分和粘結劑的均勻分布是造粒工藝的關鍵。而且，由于造粒組份的分布不均，也會造成所生產碳黑顆粒的品質不均勻。

過去曾研究使用分散劑，在終端應用中更均勻地分散碳黑，例如，在橡膠或塑料應用中使用分散劑。但是，仍感覺需要提供一種改進的造粒工藝，確保水分和粘結劑在碳黑混合物中均勻分布，從而獲得均勻的碳黑品質。

曾經做過若干嘗試，想找到一種能夠克服上述一個或多個缺點的碳黑造粒工藝。部分已公開的先有技術如下：

編號為3776750的美國專利公開了碳黑造粒的兩級工藝。第一級包括形成第一碳黑與水乳劑的混合物，第二級包括向第一混合物中添加水而得到第二混合物。然后攪拌混合物形成碳黑顆粒。美國專利3776750所公開的工藝旨在提供軟顆粒，易于分裂和散布在橡膠內。

編號為3956445的美國專利公開了一種改進的碳黑造粒方法，可產生較高密度的層狀顆粒。該方法包括將無水造粒液與散狀碳黑按約2/3∶2的重量混合比混合的步驟，以及在造粒機中攪拌所形成的混合物以形成顆粒。遞增添加碳黑，最后添加水。按比例控制碳黑與造粒液的量及遞增添加碳黑的時間，以形成層狀顆粒。

編號為4102967的美國專利所公開的碳黑造粒法可形成具有硬外殼的層狀碳黑顆粒。該方法包括步驟：按約2∶3至2∶1的重量混合比向造粒機中加入無水造粒液與散狀碳黑，攪拌混合物以形成顆粒，向造粒機中添加碳黑，最后向造粒機中添加含木質素磺酸銨或烴油的造粒液，得到層狀顆粒。這樣獲得的層狀顆?？蓽p少與散布相關的問題及操作時起塵的問題。

本發明旨在提供一種改進的碳黑造粒工藝，其主要目標是達成水分和粘結劑在碳黑顆粒表面均勻分布，從而在終端應用中均勻地散布碳黑。此外，本發明旨在減少水耗及節能，同時增加生產率，提高顆粒品質。

發明目的

本發明的一個目的是，提供一種碳黑造粒的工藝。

本發明的另一個目的是，提供一種碳黑造粒的工藝，能夠在顆粒表面均勻地分布水分。

本發明的另一個目的是，提供一種節能型碳黑造粒的工藝。

本發明的另一個目的是，提供一種具有均勻顆粒品質的碳黑造粒工藝。

本發明的另一個目的是，提供一種造粒工藝，以減少碳黑粉造粒所需的水量。

本發明的另一個目的是，提供一種碳黑造粒工藝，以減少干燥含水顆粒所花時間。

本發明的另外一個目的是，提供一種能提高生產率的碳黑造粒工藝。

發明概述

根據本發明所公開的碳黑造粒工藝包括以下步驟：

■將碳黑粉、水、粘結劑和分散劑混合成均質混合物；其中，碳黑與水的混合比范圍是0.1∶2.0至2∶1，所述分散劑是一種含有胺和聚醚的胺基表面活性劑，所述分散劑在所述混合物中含量的范圍是0.005-0.1％。

■用所述均質混合物在造粒機中制粒得到原碳黑顆粒；以及

■在150-250℃溫度下干燥所述原碳黑顆粒20-60分鐘得到碳黑顆粒成品。

通常，根據本發明，碳黑造粒的工藝包括選擇所述胺的步驟，可供選擇的胺有伯胺、仲胺、叔胺、二胺、三胺、芳香胺、脂環胺、及環脂胺。

最好，根據本發明，碳黑造粒的工藝包括選擇所述聚醚的步驟，聚醚中含有至少一種選自環氧乙烷和環氧丙烷的化合物。

此外，根據本發明，碳黑造粒的工藝包括選擇所述聚醚的步驟，即從脂肪族聚醚、聚醚烯、環聚醚和芳香族聚醚組中選擇至少一組，所述組至少是一種線性或枝狀結構類型。

通常，根據本發明，碳黑造粒的工藝包括選擇所述分散劑的步驟，分散劑中的胺與聚醚的混合比范圍是0.1∶10至10∶0.1。