[发明专利]碳黑制备装置

说明书

本发明涉及碳黑制备装置，上述碳黑制备装置因设置有可对碳黑进行均匀的氧化处理的反应器，从而可在制备原料碳黑的同时对碳黑连续性地进行表面处理。

技术领域

本发明涉及碳黑制备装置，上述碳黑制备装置设置有可对碳黑进行均匀的氧化处理的反应器，从而可在制备原料碳黑的同时对碳黑连续性地进行表面处理。

背景技术

碳黑是指通过不完全燃烧包含各种烃或碳的化合物来获得的非常细微的球形颗粒的集合体。碳黑在反应炉中形成初级颗粒(Primary Particle)，这些初级颗粒彼此融合形成葡萄串形态的初级凝集体。像这样，将初级凝集体的发展程度称为结构(Structure)。

高色碳黑作为黑色着色剂，主要使用于工业用油漆、涂布、塑料及纤维用着色剂、各种印刷品和报纸印刷油墨等。并且，高色碳黑作为电子产品的导电性材料，以各种形式广泛使用于整个工业部门。

此时，碳黑根据自身物性来影响油墨或涂料的质量。对油墨或涂料的质量起到关键作用的物性有比表面积、结构、粒径、挥发物含量等。因此，为了制备高色碳黑，应调节作为碳黑的基本胶质物性的比表面积、结构、粒径大小及表面官能团数量。

结构发展程度根据等级(Grade)而不同，是对混入橡胶时的拉力拉伸应力和挤压特性、混入油墨和汽车涂料及树脂时的分散性和黑色度、粘度、导电性等具有大大小小的影响的因素。结构由永久融合的初级凝集体(Aggregate)和通过范德瓦尔斯力(Van derwaals)的相互作用的二级凝集体(Agglomerate)组成，实际上，认为在参与油墨或涂料、树脂等功能的程度上前者占主导地位。

碳黑的结构发展程度越大，黑色度及着色力减少，但是分散性及媒介的需求及粘性增加。

此时，碳黑的粒子尺寸越小，黑色度、着色力、防紫外线及吸收力增加，而分散性降低。并且，多孔性的增加表示媒介的需求及粘性增加。

并且，若粒子大小变小，虽黑色度及着色力变好，但是分散性变差且加工性下降，若结构发展，则分散性变好，但是黑色度及着色力趋于下降。因此，若仅调节这两种特性来制备高色碳黑，则因分散性和加工性的问题而在使用中受限制。

在一般情况下，碳黑的主要组成元素除了碳之外，具有作为碳黑的原料的包含在烃中的氢或硫以及在分解反应过程和捕集过程中加入的氧等。其中，已知大多数氢和碳存在于粒子表面，即，雏晶的末端。

在一般情况下，作为现有的碳黑的制备方法，正在利用液相氧化法。

这种液相氧化法是向氧化类的水溶液，如硝酸、硫酸、氯酸盐、过碳酸盐中加入碳黑来搅拌混合的方法。此时，为注入用于提高碳黑的表面的分散性的极性官能团，将硝酸及硫酸中的一种以上的酸性溶液沉积处约10～48小时后，再用蒸馏水清洗，并在100℃以上的烘箱(oven)中完全干燥。

这种液相氧化法通过引入碳黑最终产品的后处理工序来实现，由于是批量型(batch type)，因此降低工序稳定性且降低产品的均匀度(uniformity)，最终导致降低收率的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供碳黑制备的同时可连续性地执行对碳黑的表面处理的碳黑制备装置。

并且，本发明的目的在于，提供具有可对碳黑进行均匀的表面处理的反应器的碳黑制备装置。

技术方案