[发明专利]碳黑及其制造方法，以及蓄电装置及导电性树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及碳黑及其制造方法，以及蓄电装置及导电性树脂组合物。

本申请主张2013年8月8日在日本申请的日本特愿2013-165223号的优先权，将其内容引用于本文中。

背景技术

碳黑广泛应用于印刷油墨、针对涂料以及树脂等的导电性赋予剂、橡胶增强材料、树脂着色剂、二次电池的正极以及负极的导电助剂，以及燃料电池的催化剂载体等广泛用途。

作为碳黑的制造方法，列举出：(1)将原料进行不完全燃烧的炉法，(2)利用燃烧器喷嘴将原料进行燃烧，使其火焰接触于槽钢而捕集碳黑的接触法，以及(3)将天然气进行热分解的加热法等。其中，最通用的是炉法。

在炉法中，主要使用杂酚油(creosoteoil)和/或石油系重质油作为原料，在低于完全燃烧所必需的理论量的空气量下进行了不完全燃烧，然后用水冷却，最终用水捕捉碳黑而获得水性分散液。在原料中，包含有Fe、Ni以及V等金属成分，因而在获得的碳黑中也包含这些金属成分。另外，在获得的碳黑中也混入源自冷却水和/或制造装置的金属成分。

残存于碳黑中的金属成分特别是Fe主要以氧化物或硫化物的方式存在。这些铁氧化物或铁硫化物，例如，在分散于树脂时，发生因使该树脂发生低分子量化而招致劣化等不良现象。因此，人们通常要求的是，在碳黑中只要有可能就去除这些金属成分从而高纯度化。特别是在电池领域、半导体领域等中这种倾向强。

因此，有人提出了减低碳黑中的金属成分的方法。例如列举出以下的方法。

(i)使碳黑的水性分散液与各种水溶性螯合剂接触，使碳黑中所含的金属成分溶出并且被捕捉于螯合剂而迁移向液相，从而进行固液分离的方法(专利文献1)。

(ii)将碳黑的水性分散液进行强搅拌，然后利用过滤等方法分离所溶出的金属成分的方法(专利文献2)。

(iii)利用无机酸的水溶液将碳黑洗涤而溶出金属成分从而分离的方法(专利文献3)。

(iv)在氯气的流通之下在2800℃进行热处理的方法(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-113091号公报

专利文献2：日本特开昭58-222157号公报

专利文献3：日本特开2005-220320号公报

专利文献4：日本特开2002-105355号公报

发明内容

发明想要解决的课题

然而，在前述方法(i)～(iii)中，由于金属成分的去除率不充分，因而不易充分抑制树脂的分子量降低等由金属成分导致的不良现象的发生。另外，在方法(iv)中，碳黑有时会进行结晶化为拟石墨(pseudographite)而大大降低比表面积，分散性有时会变得不充分。

本发明的目的在于提供一种碳黑及其制造方法，其分散性良好并且减低金属成分的溶出，可抑制由该金属成分导致的不良现象的发生。另外，本发明的另一目的在于提供使用了前述碳黑的蓄电装置以及导电性树脂组合物。

用于解决问题的方案

本发明的碳黑中，将K吸收端的扩展X射线吸收精细结构光谱进行傅里叶变换而获得的径向分布函数(radialdistributionfunction)中的、源自Fe₃C的主峰的峰强度I_A、源自FeS的主峰的峰强度I_B以及源自FeO(OH)的主峰的峰强度I_C满足下式(1)的条件。

0.7≤I_A/(I_B+I_C)≤6.0(1)

本发明的碳黑的DBP吸油量优选为100～600cm³/100g。

另外，BET比表面积优选为50～1600m²/g。

本发明的蓄电装置的特征在于，具备有含有本发明碳黑的电极。

本发明的导电性树脂组合物的特征在于，含有本发明的碳黑。

本发明的碳黑的制造方法为制造前述碳黑的方法，其中，将原料碳黑在含卤元素气体气氛下在900～1500℃加热处理5～180分钟。

发明的效果

本发明的碳黑的分散性良好并且减低金属成分的溶出，抑制由该金属成分导致的不良现象的发生。

根据本发明的碳黑的制造方法，获得一种碳黑，其分散性良好并且减低金属成分的溶出，不易发生由该金属成分导致的不良现象。