CN113265161A - 免研磨炭黑及其免研磨炭黑物联网生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种免研磨炭黑及其免研磨炭黑物联网生产方法，本发明具有可对原料油优化，提高原料油中的芳烃含量，生成速度快，粒径均匀、结构高，收率大，反应过程简单，均匀性好、结构性稳定，炭黑粒子和结构具有较好的均一性，物联网进行不断的优化与监控，避免了失误，炭黑颗粒表面亮度增强，流动性好，耐磨性与流动性好，同时可在产品的外包装中贴上具有二维码的相关产品信息，利用物联网技术，当买家需要对炭黑的相关信息进行了解时，可通过扫描二维码获取的优点。

Description

免研磨炭黑及其免研磨炭黑物联网生产方法

技术领域

本发明涉及炭黑技术领域，具体为一种免研磨炭黑及其免研磨炭黑物联网生产方法。

背景技术

炭黑是一种无定形碳，其为一种轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10～3000m2/g，是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物，由天然气制成的称“气黑”，由油类制成的称“灯黑”，由乙炔制成的称“乙炔黑”，此外还有“槽黑”“炉黑”，按炭黑性能区分有“补强炭黑”“导电炭黑”“耐磨炭黑”等，可作黑色染料，用于制造油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。

现有的免研磨炭黑在进行生产时各种原料油的烃类组成不同，裂解的过程和生成炭黑所需的时间不同，而原料油中混合烃种类越多，炭黑生成反应过程也越复杂，对炭黑质量(性质)影响也越大，特别是对炭黑粒径大小的均匀性、炭黑的结构性都是没有益处的，很难达到炭黑粒子和结构的均一性，原料油中的芳烃是生成炭黑的主要成分，芳烃含量高的原料油生成炭黑的速度快，时间短，生成的炭黑粒径均匀、结构高，炭黑的收率也随之提高；相反，当原料油中的烷烃含量增加时，炭黑的结构性下降，炭黑的收率也随之降低；而且，当原料油中的沥青质和胶质含量较高时，也会引起炭黑的结构性下降，在生产过程中人工的操作失误性大，容易因为不当的操作导致整个炭黑生产出现隐患，进而影响炭黑的质量等问题，并且现有的炭黑颗粒表面亮度差，流动性弱，耐磨性与流动性差、在炭黑颗粒出售是，买家无法对炭黑颗粒相关的生产信息进行了解，且在一些非专业人士购买时，缺乏相关的专业知识，容易对炭黑的正常使用造成影响，为此提出了一种免研磨炭黑及免研磨炭黑物联网生产方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种免研磨炭黑及其免研磨炭黑物联网生产方法，解决了上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种免研磨炭黑，由以下组份及重量份制成：

炭黑原料：85-90份；

表面改性剂：1-3份；

分散剂：1.5-2.5份；

表面活性剂：0.5-1.5份；

纳米树脂超细粉：3-5份；

脱水山梨醇三油酸酯：2-3份；

纳米氧化铝：0.5-1.5份。

优选的，所述炭黑原料由煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、蒽油和燃料油组成。

优选的，所述煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、蒽油和燃料油的重量比依次为20％、15％、18％、10％、25％、12％。

优选的，所述表面改性剂为偶联剂、有机高分子处理剂、无机处理剂其中的一种。

优选的，所述分散剂为硬脂酰胺与高级醇、液体石蜡、微晶石蜡、高级脂肪酸的金属盐类其中的一种或两种。

优选的，所述表面活性剂为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂其中的一种。

优选的，所述纳米树脂超细粉为热固性树脂。

优选的，所述脱水山梨醇三油酸酯为珑泊色满性油状液体。

优选的，所述纳米氧化铝为χ、β、η和γ型氧化铝、κ、δ、θ型氧化铝其中的一种。

优选的，免研磨炭黑物联网生产方法，包括有物联网追溯系统，生产步骤如下：

第一步、产品溯源：对产品的炭黑原料进行溯源，扫描上述原料的包装信息，并通过物联网追溯系统对原料的生产厂家有、生产地址、产品型号以及是否正品进行信息溯源核实，物联网控制信息传感器对碳黑炭黑制作的原料煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油、表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝进行检测，将相关信息进行收集；

第二步、原料确认：若所有原料信息核对无误，则进行实际生产；若有原料信息核对错误，表面该原料不是正品，此时物联网系统则对其发出警报及提示下一步操作，(是否继续进行生产，若不继续进行生产，进一步提示更换原料)；

第三步、百分比确认；利用物联网收集的信息，对煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油、表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝进的重量与份数进行确认；

第三步、采用气相法：物联网控制燃烧设备开启，将煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油依次投入燃烧内部进行加工，添加可自燃气体，炭黑在这些蝙蝠形的燃烧器所发出的大量扇形的火焰中生成，由于每束火焰都较小且在空气中燃烧，在此炭黑颗粒很细，根据不同种类，平均粒径在10～30nm 之间，气黑平均粒径为13nm，燃烧的火焰上，是一个缓慢旋转的充水转鼓，炭黑在转鼓上沉积，在经刮到把炭黑刮走，当温度仍高时，新生成炭黑与空气中的氧接触，于是发生部分氧化，形成了大量的酸性基团，相应气黑pH值介于酸性范围，并可得到约6％的挥发份，代表其表面氧化物含量；

第四步、辅助加工：将表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝按照物理网上述的比例与炭黑颗粒混合，增强炭黑颗粒，使炭黑颗粒表面亮度增强，流动性好，耐磨性与流动性好，提高炭黑品质；

第五步、颗粒细化：炭黑放入粉碎机构内部，利用高压空气对炭黑进行气流粉碎，粉碎完毕后，炭黑的颗粒大小呈5-10微米；

第六步、分类处理：筛选机构对颗粒状的炭黑进行筛选，根据需要将不同大小的炭黑颗粒进行分离，如5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、 10微米；

第七步、产品包装：炭黑生产完毕后，对包装袋进行扫描留存至物联网追溯系统，并在包装上设置追溯二维码，通过扫描追溯二维码或者扫描包装袋可以对炭黑进行溯源。

有益效果如下：

可对原料油进行优化，提高了原料油中的芳烃含量，炭黑生成速度快，时间短，生成的炭黑粒径均匀、结构高，炭黑的收率大，炭黑生成反应过程简单，炭黑粒径大小均匀性好、炭黑的结构性稳定，炭黑粒子和结构具有较好的均一性，在整个生产步骤中利物联网进行不断的优化与监控，避免了某一步骤出现失误，利用表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝使炭黑颗粒表面亮度增强，流动性好，耐磨性与流动性好，同时可在产品的外包装中贴上具有二维码的相关产品信息，利用物联网技术，当买家需要对炭黑的相关信息进行了解时，可通过扫描二维码获取。

具体实施方式

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种免研磨炭黑，由以下组份及重量份制成：

炭黑原料：85-90份；

表面改性剂：1-3份；

分散剂：1.5-2.5份；

表面活性剂：0.5-1.5份；

纳米树脂超细粉：3-5份；

脱水山梨醇三油酸酯：2-3份；

纳米氧化铝：0.5-1.5份。

炭黑原料由煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、蒽油和燃料油组成。

煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、蒽油和燃料油的重量比依次为20％、 15％、18％、10％、25％、12％。

表面改性剂为偶联剂、有机高分子处理剂、无机处理剂其中的一种。

分散剂为硬脂酰胺与高级醇、液体石蜡、微晶石蜡、高级脂肪酸的金属盐类其中的一种或两种。

表面活性剂为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂其中的一种。

纳米树脂超细粉为热固性树脂。

脱水山梨醇三油酸酯为珑泊色满性油状液体。

纳米氧化铝为χ、β、η和γ型氧化铝、κ、δ、θ型氧化铝其中的一种。

免研磨炭黑物联网生产方法，包括有物联网追溯系统，生产步骤如下：

第一步、产品溯源：对产品的炭黑原料进行溯源，扫描上述原料的包装信息，并通过物联网追溯系统对原料的生产厂家有、生产地址、产品型号以及是否正品进行信息溯源核实，物联网控制信息传感器对碳黑炭黑制作的原料煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油、表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝进行检测，将相关信息进行收集；

第二步、原料确认：若所有原料信息核对无误，则进行实际生产；若有原料信息核对错误，表面该原料不是正品，此时物联网系统则对其发出警报及提示下一步操作，(是否继续进行生产，若不继续进行生产，进一步提示更换原料)；

第三步、百分比确认；利用物联网收集的信息，对煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油、表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝进的重量与份数进行确认；

第三步、采用气相法：物联网控制燃烧设备开启，将煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油依次投入燃烧内部进行加工，添加可自燃气体，炭黑在这些蝙蝠形的燃烧器所发出的大量扇形的火焰中生成，由于每束火焰都较小且在空气中燃烧，在此炭黑颗粒很细，根据不同种类，平均粒径在10～30nm 之间，气黑平均粒径为13nm，燃烧的火焰上，是一个缓慢旋转的充水转鼓，炭黑在转鼓上沉积，在经刮到把炭黑刮走，当温度仍高时，新生成炭黑与空气中的氧接触，于是发生部分氧化，形成了大量的酸性基团，相应气黑pH值介于酸性范围，并可得到约6％的挥发份，代表其表面氧化物含量；

第四步、辅助加工：将表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝按照物理网上述的比例与炭黑颗粒混合，增强炭黑颗粒，使炭黑颗粒表面亮度增强，流动性好，耐磨性与流动性好，提高炭黑品质；

第五步、颗粒细化：炭黑放入粉碎机构内部，利用高压空气对炭黑进行气流粉碎，粉碎完毕后，炭黑的颗粒大小呈5-10微米；

第六步、分类处理：筛选机构对颗粒状的炭黑进行筛选，根据需要将不同大小的炭黑颗粒进行分离，如5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、 10微米；

第七步、产品包装：炭黑生产完毕后，对包装袋进行扫描留存至物联网追溯系统，并在包装上设置追溯二维码，通过扫描追溯二维码或者扫描包装袋可以对炭黑进行溯源。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种免研磨炭黑，其特征在于，由以下组份及重量份制成：

炭黑原料：85-90份；

表面改性剂：1-3份；

分散剂：1.5-2.5份；

表面活性剂：0.5-1.5份；

纳米树脂超细粉：3-5份；

脱水山梨醇三油酸酯：2-3份；

纳米氧化铝：0.5-1.5份。

2.根据权利要求1所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述炭黑原料由煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、蒽油和燃料油组成。

3.根据权利要求2所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、蒽油和燃料油的重量比依次为20％、15％、18％、10％、25％、12％。

4.根据权利要求1所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述表面改性剂为偶联剂、有机高分子处理剂、无机处理剂其中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述分散剂为硬脂酰胺与高级醇、液体石蜡、微晶石蜡、高级脂肪酸的金属盐类其中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述表面活性剂为离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂其中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述纳米树脂超细粉为热固性树脂。

8.根据权利要求1所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述脱水山梨醇三油酸酯为珑泊色满性油状液体。

9.根据权利要求1所述的一种免研磨炭黑，其特征在于：所述纳米氧化铝为χ、β、η和γ型氧化铝、κ、δ、θ型氧化铝其中的一种。

10.免研磨炭黑物联网生产方法，其特征在于，包括有物联网追溯系统，生产步骤如下：

第一步、产品溯源：对产品的炭黑原料进行溯源，扫描上述原料的包装信息，并通过物联网追溯系统对原料的生产厂家有、生产地址、产品型号以及是否正品进行信息溯源核实，物联网控制信息传感器对碳黑炭黑制作的原料煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油、表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝进行检测，将相关信息进行收集；

第二步、原料确认：若所有原料信息核对无误，则进行实际生产；若有原料信息核对错误，表面该原料不是正品，此时物联网系统则对其发出警报及提示下一步操作，(是否继续进行生产，若不继续进行生产，进一步提示更换原料)；

第三步、百分比确认；利用物联网收集的信息，对煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油、表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝进的重量与份数进行确认；

第三步、采用气相法：物联网控制燃烧设备开启，将煤焦油、天然气、乙烯焦油、重油、燃料油依次投入燃烧内部进行加工，添加可自燃气体，炭黑在这些蝙蝠形的燃烧器所发出的大量扇形的火焰中生成，由于每束火焰都较小且在空气中燃烧，在此炭黑颗粒很细，根据不同种类，平均粒径在10～30nm之间，气黑平均粒径为13nm，燃烧的火焰上，是一个缓慢旋转的充水转鼓，炭黑在转鼓上沉积，在经刮到把炭黑刮走，当温度仍高时，新生成炭黑与空气中的氧接触，于是发生部分氧化，形成了大量的酸性基团，相应气黑pH值介于酸性范围，并可得到约6％的挥发份，代表其表面氧化物含量；

第四步、辅助加工：将表面改性剂、分散剂、表面活性剂、纳米树脂超细粉、脱水山梨醇三油酸酯、纳米氧化铝按照物理网上述的比例与炭黑颗粒混合，增强炭黑颗粒，使炭黑颗粒表面亮度增强，流动性好，耐磨性与流动性好，提高炭黑品质；

第五步、颗粒细化：炭黑放入粉碎机构内部，利用高压空气对炭黑进行气流粉碎，粉碎完毕后，炭黑的颗粒大小呈5-10微米；

第六步、分类处理：筛选机构对颗粒状的炭黑进行筛选，根据需要将不同大小的炭黑颗粒进行分离，如5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米；

第七步、产品包装：炭黑生产完毕后，对包装袋进行扫描留存至物联网追溯系统，并在包装上设置追溯二维码，通过扫描追溯二维码或者扫描包装袋可以对炭黑进行溯源。