[发明专利]一种从废旧复合绝缘子伞裙中提取气相白炭黑的方法

说明书

本发明提供了一种从废旧复合绝缘子伞裙中提取气相白炭黑的方法。所述方法包括以下步骤：1)将废旧复合绝缘子伞裙处理后得到复合绝缘子伞裙颗粒；2)将步骤1)得到的复合绝缘子伞裙颗粒经有机溶剂多次洗涤，得到洁净的复合绝缘子伞裙颗粒；3)将步骤2)得到的洁净的复合绝缘子伞裙颗粒高温煅烧，得到所述气相白炭黑。本发明的从废旧复合绝缘子伞裙中提取气相白炭黑的方法，以废旧复合绝缘子伞裙为原料，操作简便、流程简短，产率高，成本低、能耗低，绿色环保，制得的气相白炭黑粒径分布均匀。

技术领域

本发明属于气相白炭黑技术领域，涉及一种气相白炭黑的制备方法，具体涉及一种从废旧复合绝缘子伞裙中提取气相白炭黑的方法。

背景技术

复合绝缘子是一种特殊的绝缘控件，在架空输电线路中起到重要作用，其中，硅胶复合绝缘子由玻璃纤维环氧树脂引拔棒，硅橡胶伞裙，金具三部分组成，复合绝缘子凭借其使用的硅橡胶材料具有极高的化学稳定性，但是，也正因如此，复合绝缘子的伞裙难以自然分解，对生态的危害较大。同时，统计结果表明，每年生产过程中浪费的硅橡胶材料已超过2000万吨，而退役材料更可能超过70000万吨。随着时间的推移，退役绝缘子的数量还将快速增长，如何处理数量庞大的废旧绝缘子将成为若干年后不可避免的问题。

白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。

其中，沉淀法白炭黑分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、盐酸、CO₂与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的二氧化硅；沉淀白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。

气相白炭黑俗称“纳米白炭黑”，是极其重要的纳米级无机原材料之一，由于其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高，分散性能好，热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，并为工业领域的发展提供了新的材料基础和技术保证。气相白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子，粒径可达微米级，并且全部由纳米二氧化硅构成，产品纯度可达99％。

气相白炭黑最早由德国迪高沙公司在1941年开发出来，目前世界上只有德、美、日、中等少数几个国家掌握了气相白炭黑的工业化生产技术，气相白炭黑生产工艺基本相似，先把气化的卤硅烷与氢气、空气混合，在合成炉中反应后再分离而制得成品，通常采用一甲基三氯硅烷和四氯化硅为原料生产，国内、国外许多厂家大都采用敞口方式燃烧水解，外界补充的空气无法计量，致使成品的比表面积波动较大，影响产品质量，而且反应炉冷却大都采用大功率的罗茨风机，能耗较大，热交换后的热能难以综合利用，冷却量小，影响单套装置的生产能力。

然而，气相白炭黑的制备工艺复杂，价格昂贵，国内大部分生产企业多采用沉淀法生产白炭黑，因此，气相白炭黑的产量相对较少。并且，气相白炭黑广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体、石油化工、脱色剂、消光剂、橡胶补强剂、塑料充填剂、油墨增稠剂、金属软性磨光剂、绝缘绝热填充剂、高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域，所以，制备工艺的不成熟将会影响各行各业的发展。

CN1208016A公开了一种气相白炭黑的制造方法，采用四氯化硅、氢气、空气(以氧气计)为原料，以氢气：氧气：四氯化硅的体积比为1:0.1-6.5:0.0008-0.015，连续地投入到水解炉中进行水解反应，反应温度为1000-1100℃，反应生成二氧化硅一次粒子，水解炉出口温度为200-400℃、出口压力在99.5-101千帕范围内；该反应生成物经聚集器聚集成聚集态粒子，经旋风分离、双级空气喷射脱酸，脱酸炉内的脱酸温度为500-600℃、沸腾床筛选、真空压缩包装即为成品，系统压力控制在85-101千帕范围内。该发明保证了脱酸过程的连续化，使产品质量更加稳定，该工艺装置设备简单、操作方便、安全可靠、便于维修、运行稳定，由于采取了连续双级喷射脱酸，实现了自动化控制，提高了效率，减轻了操作强度。但是，该发明的操作条件需要高温高压，反应条件较难控制，能耗较高。