[发明专利]炭黑和其组合物

说明书

本发明涉及新的炭黑，它们适用于各种应用，特别适用于塑料和橡胶组合物。

炭黑可用作颜料、填料、增强剂以及用于其它各种应用。它们被广泛地用于制备橡胶组合物及塑料组合物，在这些应用中有必要达到混合物加工特性和制件物理性能的最佳结合。

一般来说，炭黑的特征在于它们的基本性质，这包括(但并不限于)它们的表面积、表面化学性能、聚集体粒度及颗粒度。炭黑的这些性质可由本领域已知的试验分析测定，这包括碘吸收值(I₂No.)、邻苯二甲酸二丁酯吸收值(DBP)、着色度(TINT)、Dst、Dmode及M-比值，其定义为中值Stokes直径除以mode Stokes直径(M-比值＝Dst/Dmode)。

从现有技术已知一些参考文献，它们包括美国专利4,366,139；4,221,772；3,799,788；3,787,562；苏联专利1279991；加拿大专利455,504；日本专利61-047,759；英国专利1,322,988；日本专利61-283,635。上述参考文献中没有一篇披露了本发明的炭黑，而且，也没有一篇叙述了本发明炭黑的预期应用。

我们已发现了用于橡胶和塑料组合物的九类新的炭黑的优点，在这些应用中混合物加工和物理性能如混合能、粘度、硫化速率、挤出收缩、张力、疲劳寿命、压缩变形、硬度、电阻率和外观都是重要的。已发现这些炭黑可提供极好的结合性能，因此它们特别适用于挤压、模制件、软管和胶带。

第一类炭黑具有碘吸收值(I₂No.)为17-23mg/g(每克炭黑的I₂毫克数)以及DBP(邻苯二甲酸二丁酯值)为115-150ml/100g(每100克炭黑的邻苯二甲酸二丁酯立方厘米数)，优选的这类炭黑以具有约20mg/g的I₂No.表征。

第二类炭黑具有I₂No.为10-19mg/g且DBP为70-95ml/100g。

第三类炭黑具有I₂No.为12-20mg/g且DBP为34-65ml/100g。优选的这类炭黑以具有I₂No.为14-18mg/g和DBP为36-55ml/100g表征，更优选的是DBP为36-42cc/100g或45-55ml/100g。

第四类炭黑具有I₂No.为28-43mg/g，且DBP为28-47ml/100g。优选的这类炭黑以具有I₂No.为30-42mg/g表征。

第五类炭黑具有I₂No.为8-32mg/g，DBP为28-150ml/100g且M-比值为1.25-2.00。

第六类炭黑具有I₂No.为33-70mg/g，DBP为28-60ml/100g且M-比值为1.25-2.00。

第七类炭黑具有I₂No.为42-50mg/g，DBP为61-105ml/100g且M-比值为1.25-2.00。

第八类炭黑具有I₂No.为51-62mg/g，DBP为61-125ml/100g且M-比值为1.25-2.00。

第九类炭黑具有I₂No.为63-70mg/g，DBP为61-105ml/100g且M-比值为1.25-2.00。

我们还发现了含有该炭黑的一类新的橡胶和塑料组合物。

本发明的炭黑可在带有燃烧区、过渡区和反应区的炉法炭黑反应器中生产。生产炭黑的原料被喷入热的燃烧气流中。生成的热燃烧气和原料的混合物通入反应区。本发明的炭黑形成以后用急冷混合物来停止生产炭黑的原料的热解。优选的是用注入急冷流体来停止热解。制备本发明炭黑的方法将在下文中更详细地加以叙述。

本发明炭黑起作用的橡胶和塑料包括天然和合成橡胶及塑料。一般来说，每100重量份的橡胶或塑料可使用的炭黑产品量为约10-约300重量份。