[实用新型]一种炭黑改性系统

说明书

本实用新型公开了一种炭黑改性系统，用于对炭黑色浆进行分散研磨，并为炭黑色浆提供臭氧微纳米气泡，包括依次连接的臭氧发生装置、微纳米气泡发生器、炭黑改性装置和臭氧吸收装置；该系统其结构简单、操作方便，采用臭氧微纳米气泡进行氧化改性，氧化效率高、反应条件温和、绿色环保且成本较低，能够产生更大的而经济效益，解决了传统的炭黑改性所需设备繁多，改性工艺路线较长，操作繁琐，容易引入其他副产物和杂质的技术问题，同时解决了传统的炭黑改性时炭黑粒度不均一，在水性体系中的分散的稳定性不高的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及炭黑改性技术领域，具体涉及一种炭黑改性系统。

背景技术

由于炭黑本身颗粒小，比表面积大，表面自由能高等特点，炭黑离子之间容易形成极强的聚集力，使其表现出疏水性质，难于在水性体系中分散。

目前已有多种工炭黑氧化改性工艺，用于提高炭黑在水性体系中的分散性能。比如，使用各种带有很多亲水基团和吸水基团的分散剂对炭黑进行改性；再如，使用硝酸、双氧水、次氯酸盐等氧化剂对炭黑进行化学氧化改性。

虽然这些方法对炭黑的氧化作用较为明显，但由于炭黑原料的粒度不均一，炭黑在水性体系中的分散的稳定性不高；同时传统改性工艺对炭黑进行改性时，需要使用很多设备，且在改性过程中容易引入其他副产物和杂质；另外，传统炭黑改性工艺路线较长，处理过程繁琐复杂，在实际量化生产中存在很多困难，不利于规模化生产。

实用新型内容

本实用新型提供一种炭黑改性系统，用以解决传统的炭黑改性所需设备繁多，改性工艺路线较长，操作繁琐，容易引入其他副产物和杂质的技术问题，同时解决传统的炭黑改性时炭黑粒度不均一，在水性体系中的分散的稳定性不高的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种炭黑改性系统，用于对炭黑色浆进行分散研磨，并提供臭氧微纳米气泡对炭黑色浆进行氧化改性，包括依次连接的臭氧发生装置、微纳米气泡发生器和炭黑改性装置；所述臭氧发生装置包括臭氧发生器；所述微纳米气泡发生器包括用于分布形成臭氧微纳米气泡的多孔陶瓷板；所述炭黑改性装置包括内壁上设置有砂磨层的桶体和设置在桶体顶部的桶盖；所述桶体上端设置有去离子水进水口和臭氧排出口，底端设置有炭黑色浆排出口和 PH传感器；所述筒盖上设置有与桶体内部连通的进料斗以及延伸至桶体内部的分散研磨机构；所述多孔陶瓷板设置在桶体内底部，并通过导气管与臭氧发生器连通。本方案所述的炭黑改性系统结构简单、操作方便，采用臭氧微纳米气泡进行氧化改性，氧化效率高、反应条件温和、绿色环保且成本较低，能够产生更大的而经济效益，解决了传统的炭黑改性所需设备繁多，改性工艺路线较长，操作繁琐，容易引入其他副产物和杂质的技术问题；同时，设置有分散研磨机构对炭黑进行研磨，解决了传统的炭黑改性时炭黑粒度不均一，在水性体系中的分散的稳定性不高的技术问题。

进一步地，所述分散研磨机构包括设置在桶盖上且搅拌轴延伸至桶体内部的搅拌电机、两个对称设置在桶体内并与砂磨层紧密接触的研磨辊；所述两个研磨辊通过两根横向连接杆连接在搅拌轴上，且研磨辊在在连接杆上能自由转动；两根连接杆之间的搅拌轴上设置有多个搅拌叶片。研磨辊对炭黑较大微粒进行研磨，提高炭黑在水性体系中的分散稳定性及粒度均一性；搅拌叶片起到搅拌分散的作用，快速使炭黑与去离子水充分混合润湿。

进一步地，所述两个研磨辊表面设置有与所述砂磨层相匹配的研磨层，增强研磨效果。

进一步地，所述搅拌轴上设置有聚四氟乙烯护套，防止搅拌轴在水性体系中生锈或被臭氧氧化而给炭黑色浆引入杂质和副产物。

进一步地，所述臭氧发生装置还包括高纯氧钢瓶；所述高纯氧钢瓶通过输气管与臭氧发生器连接；所述输气管上设置有防爆电磁阀和压力表。