橡膠碳黑需要什麼設備加工

1. 炭黑生產工藝和流程

炭黑生產工藝
炭黑主要生產原料：煤焦油，乙烯焦油，蒽油，天然氣，高爐煤氣等。
炭黑的生產原理：炭黑一般是指碳單質微粒，一般是由於有機物燃燒不充分，其中的氫元素和氧元素轉化為水，而碳元素燃燒不充分，就會脫離分子，形成炭黑。炭黑是烴類經氣相不完全燃燒或熱裂解而成的黑色粉末狀物質。由於生產工藝的不同，通過不同的工藝條件可得到各種性質不同的產品。
常見的生產工藝有：爐法、噴霧法、燈煙法、槽法、滾筒法、混氣法、熱裂法、乙炔法和等離子體法，其中爐法、噴霧法、燈煙法、槽法、滾筒法、混氣法為不完全燃燒法，熱裂法、乙炔法和等離子體法為熱裂解法。
（1）爐法：由天然氣或高芳烴油料在反應爐中經不完全燃燒或熱解生成炭黑，此種炭黑稱為爐黑，是炭黑品種中產量最大、品種最多的一類。爐黑與槽黑及熱裂黑的顯著區別是，其粒子的熔結或聚結程度可根據不同用途來調節。
（2）槽法：以天然氣為主要原料，以槽鋼為火焰接觸面而生產炭黑，此種炭黑稱為槽黑。與爐黑及熱裂黑相比，其粒子較細而比表面積較大。
同時，由於採用特定的生產方式，其表面受到氧化，含有較多的含氧官能團而呈酸性。這類炭黑粒子的聚結程度較低。因含有較多的含氧官能團，可延緩橡膠的硫化速度，提高聚烯烴的耐候性以及賦予油墨良好的流動性和印刷性能。
（3）熱裂法：以天然氣、焦爐氣或重質液態烴為原料，在無氧、無焰的情況下，經高溫熱解生成炭黑，稱為熱裂黑。它是炭黑品種中比表面積最低的一類，基本上以單個球形粒子存在,不熔結或聚結成聚集體，其表面含氧量亦很少。
Cabot公司的生產工藝屬於爐法工藝。

2. 怎麼製作炭黑

炭黑的生產顏料炭黑是石油產品和瀝青煤焦油產品。它在低於大氣壓及空氣不足條件下無法生產出來，而是通過烴類在高溫下不完全燃燒或熱解而成。

燈黑生產工藝：歷史上最早的炭黑生產法是燈黑生產工藝，在該工藝過程中，原料在直徑大至1.5m的平坦的燃燒鐵盤上燃燒，含有炭黑的燃燒氣體由內鋪有磚塊的排氣罩收集，然後通過彎管（彎折1/4）和通火管到達沉積的裝置。

為了控制所產炭黑的特性，應當保證在燃燒盤和排氣罩之間的間隙附近，原料主要作不完全燃燒。而在稍進管道裡面，燃燒在氧氣不足下發生熱烈解，因而形成較大的炭黑顆粒，由於這些原因，組成較寬范圍的粒徑分布，主要特徵為顆粒粗大。

由於在燃燒盤和排氣罩間隙間形成的顆粒只有小部分能與空氣中的氧份接觸，因此這些炭黑只有少量的表面氧化物，相應的PH值呈中性，並且揮發份極少。

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用途

炭黑主要作為橡膠增強劑使用，用於汽車輪胎的製造、塑料添加劑、染料、印刷油墨等工業。

色素用炭黑—國際上，根據炭黑的著色能力，通常分為三類，即高色素炭黑，中色素炭黑和低色素炭黑。這種分類通常用三個英文字母表示，前兩個字母表示炭黑的著色能力，最後一個字母表示生產方法。

橡膠用炭黑—橡膠用炭黑原來是按粒徑大小來分類的，但後來改為按氮表面積分類。

此外，命名時把炭黑顏料的硫化速度和結構等因素也考慮進去了，由4個系統構成。第一個英文字母代表膠料的硫化速度，以N代表正常硫化速度，S代表緩慢硫化速度。

後面3個為阿拉伯數字。第一個數字代表炭黑氮表面積范圍，共列為0~9個等級。第二和第三個數字則由美國材料試驗協會負責炭黑和術語的D24.41委員會指定的，反映不同的結構程度，也就是炭黑大概的高低結構確定的，有一定的任意性。相對而言，數字越大，結構越高。

3. 橡膠製品有哪些生產工藝

廣東中祥新材料股份有限公司專業生產軌道車輛屏蔽門橡膠條、防踏空膠條、專後蓋板伸縮絕屬緣橡膠、防火門窗阻燃膠條、SMC/DMC/PBT絕緣件、LED照明硅膠防水圈、汽車橡膠配件、氟橡膠、硅橡膠、三元乙丙橡膠（EPDM）、丁腈橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠、等特種橡膠製品。公司已通過ISO9001:2015質量管理體系認證。
主要生產設備：橡塑密煉機、開放式煉膠機、橡膠擠出生產線、微波硫化擠出生產線、塑料擠出生產線、平板硫化機、抽真空平板硫化機、橡膠接頭機、自動裁斷機、噴碼機、噴砂機、配備完善的環保設施等。
檢測室配備：硫化儀、門尼粘度儀、機械式拉力試驗機、電子拉力試驗機、UL94水平垂直燃燒試驗儀、耐黃變試驗機、阿克隆磨耗儀、影像測量儀、體積表面電阻率測試儀、絕緣電阻表、彈性試驗機、壓縮回彈試驗機、開口閃點測定儀、運動粘度測定儀、老化箱、硬度計等檢驗和試驗設備。

4. 炭黑對橡膠的補強填充

可以買本《炭黑生產與應用手冊》參考！！下面給您摘錄一論文：
炭黑是橡膠工業中不可缺少的原材料，在橡膠製品中發揮了著色、補強、導電、導熱、抗紫外線等功能，橡膠製品的許多性能都與炭黑有直接關系。炭黑對橡膠製品性能的影響主要與炭黑的粒徑、表面活性、結構度、用量以及炭黑在橡膠中的分散性有關。在炭黑品種確定的情況下，炭黑用量和在橡膠中的分散性就成為影響橡膠性能的主要因素之一。
炭黑在橡膠中的分散性取決於炭黑的粒徑、結構度、用量以及膠料的加工工藝。一般情況下，炭黑的粒徑小、結構度低、用量大，在橡膠中的分散性差。加工工藝是影響炭黑分散性的另一重要因素，如輥筒或轉子的轉速、速比、混煉溫度、時間和混煉次數、加料順序和加料方式等。提高炭黑在橡膠中分散性的方法主要有：①對炭黑進行表面改性，如括化、接枝；②預分散處理，如在炭黑製造過程中加入表面活性劑、制備母煉膠等；③混煉時加人分散劑；④延長混煉時間或增大剪切作用，如快速混煉、減小輥距、增大速比等；⑤採取多段混煉、低溫混煉等。大規模生產中採取加分散劑和多段混煉的方法較多。
在貯存、運輸以及和橡膠混煉過程中，另一重要問題是炭黑的飛揚。由於炭黑的粒子很細，容易透過設備的縫隙而進人到空氣中，隨風飄揚，沉積後周圍黑乎乎一片，污染環境，影響操作者的身體健康。如何減小飛揚是炭黑用戶、生產廠家和環保部門共同關注的問題。解決這一問題的途徑主要有兩種：①對炭黑造粒；②採取管道輸送。其中炭黑造粒是根本途徑，目前國際上許多大型的炭黑廠家均對炭黑造粒後銷售，雖然提高了成本，但仍然受到用戶的歡迎。
本文主要目的在於考察炭黑造粒對膠料混煉過程、炭黑分散性以及硫化膠性能的影響。
一、試驗部分
1.主要原材料與配方
天然橡膠(NR)，越南產SVR3L標准膠；粉末N330和顆粒狀N330炭黑，江西黑貓炭黑股份有限公司產品；其他原材料均為市售工業級產品。
基本配方：SVR3L 100，ZnO 5，硬脂酸2，促進劑NOBS 0.9，防老劑4020 2，炭黑50，硫黃2.5。
2.主要儀器與設備
RC90/40 HAAKE轉矩流變儀，中石化上海石化研究院生產；SK-160B中160x320mm雙輥筒開煉機，上海輕工機械技術研究所生產；HSl00T-RTMO-906全自動平板硫化機，深圳佳鑫電子設備科技有限公司生產；EKT-2000SP型無轉子硫化儀，台灣嘩中科技有限公司生產；EKT-2000M門尼黏度計，台灣嘩中科技有限公司生產；EKT-2002MG炭黑分散度儀，台灣嘩中科技有限公司生產；LX-A邵爾A型橡膠硬度計，上海險峰電影機械廠生產；AI-7000S電子拉力機，台灣高鐵科技股份公司生產。
3.試樣制備
混煉膠制備：採用HAAKE轉矩流變儀混煉膠料，其工藝條件為：初始溫度46℃，轉速60r/min。
加料順序和混煉時間：NR(塑煉4min)→小料rZnO、SA、4020、NOBS、2R-201(或無)，混煉4min]→N330(粉狀或造粒，混煉12min)，排膠，在開煉機上加硫黃混煉2min，薄通打三角包5遍，下片(2mm)停放待用。
炭黑分散度檢測試樣採用混煉膠，在加硫黃混煉後薄通之前取樣，壓成5mm厚膠片。
硫化膠試樣制備：試樣採用HSl00T-RTMO-906型全自動平板硫化機硫化，硫化壓力：20MPa；硫化溫度：150℃；硫化時間：t90。
4.性能測試
膠料門尼粘度按國家標准GB 1232-82，採用EKT-2000M型門尼粘度計測定；硫化特性按GB9869-22，採用EKT-2000SP型無轉子硫化儀測定；拉伸性能按GB/T 528-92測定，採用啞鈴狀試樣，採用AI-7000S型電子拉力機，拉伸速度為500into/min，回程速度為800mm/min；抗撕裂性能按GB529-91測定，採用直角型試樣，採用AI-7000S型電子拉力機，拉伸速度為500mm/min，回程速度為800mm/min；硬度按GB 531-92，用邵爾A型橡膠硬度計測定；炭黑分散度用炭黑分散度儀測定，試樣採用混煉膠，試樣尺寸5mm×5mm。
二、結果與討論
1.炭黑造粒對NR加工性能的影響
(1)炭黑造粒對NR混煉的影響
為了進行比較，保證材料相同，將顆粒狀炭黑重新碾碎成粉末狀，炭黑的用量為50份。1#配方為粉末炭黑，20配方為造粒炭黑。
①對轉子轉矩的影響
用HAAKE轉矩流變儀混煉膠料，記錄轉子轉矩隨混煉時間的變化關系曲線，結果見圖1(略)。
由圖1可以看出，造粒炭黑與橡膠混煉時轉子的轉矩要比混煉粉末炭黑時低，表明炭黑造粒可以降低混煉時的能耗。這可能是由於炭黑造粒後粒子尺寸增大，比表面積減小，炭黑聚集體表面鏈枝狀結構之間的空隙體積減小，夾帶的空氣量減少，既縮短了膠料吃粉的時間，又使得密煉室中膠料的體積小於粉末炭黑膠料，所以轉矩低。
②對密煉室溫度的影響
在混煉炭黑的過程中，用熱電偶測密煉室的溫度隨混煉時間的變化曲線，結果見圖2(略)。
從圖2可以看出，加入炭黑混煉時，密煉室溫度快速上升，炭黑混煉大約3rain後密煉室溫度上升趨緩；混煉粉末狀炭黑時密煉室溫度要高於混煉造粒炭黑膠料。這表明炭黑造粒能降低混煉時的生熱，這對降低排膠溫度、提高炭黑分散性有利。炭黑造粒能降低混煉生熱的原因可能在於造粒後顆粒尺寸增大，顆粒比表面積減小，炭黑與橡膠的接觸面積減小，因而能減小摩擦生熱。另外，顆粒狀炭黑在膠料中被破碎成小顆粒時需要吸收能量。
從以上結果可以看出，炭黑造粒對NR的混煉過程有利，能降低能耗，減小生熱。
(2)對門尼粘度的影響
用門尼粘度計測兩種膠料的門尼粘度，結果見表1。
表1 膠料的門尼粘度

配方編號

1#

2#

門尼粘度[Ml(1+4)100℃]

32.75

31.63

由表1可看出，兩種膠料的門尼粘度比較接近，造粒炭黑膠料的門尼粘度略低，這可能與混煉造粒炭黑時密煉室溫度較混煉粉末炭黑時低有關，密煉室溫度低，橡膠分子鏈受機械剪切破壞作用大，橡膠的平均分子量下降得多一些，所以粘度要略低一些。
(3)對NR硫化特性的影響
用硫化儀分別測兩種膠料的硫化曲線，硫化特性參數見表2。
從表2可以看出，造粒炭黑膠料的焦燒時間和工藝正硫化時間要比粉末炭黑膠料略短，最高轉矩大，這可能是由於炭黑造粒能改善炭黑在NR中的分散性引起的。由於炭黑用量相同，炭黑分散性提高，能增大橡膠與炭黑的接觸面積，生成更多的結合橡膠，自由橡膠的量減少，而硫化助劑主要分布在自由橡膠中，因此可以增大自由橡膠中硫化助劑的濃度，使硫化速度加快，交聯密度增大，所以膠料的焦燒時間和工藝正硫化時間縮短，最高轉矩大。
表2 膠料的硫化特性(溫度：150℃)

硫化特性參數

配方編號

1#

2#

t1/m：s

2：23

2：14

t90/m：s

11：47

11：20

MI/dN·m

0.76

0.74

MH/dN·m

16.34

17.21

(4)對分散性的影響
為了證實上面的推測，用炭黑分散度儀測試了兩種膠料中炭黑的分散度，分散度照片見圖3(略)。
由圖3可以直觀地看出，造粒炭黑膠料中炭黑的分散性要比粉末炭黑膠料中好許多，分散度高且分散較均勻。因此炭黑造粒可以改善炭黑在膠料中的分散性。
2.對NR物理機械性能的影響
膠料的物理機械性能見表3。
表3 膠料的物理機械性能(150℃×t90)

力學性能

配方編號

1#

2#

拉伸強度/MPa

23.80

24.91

300%定伸應力/Mh

10.24

10.63

撕裂強度/kN·m-1

75.34

79.56

拉斷伸長率/%

585

538

邵爾A型硬度/度

67

67

拉伸永久變形/%

21

23

由表3可以看出，造粒炭黑膠料的拉伸強度、撕裂強度、定伸應力要高於粉末炭黑膠料，硬度相同，拉伸永久變形高，扯斷伸長率低。這與造粒炭黑膠料中炭黑分散性改善有關。
三、結論
1.炭黑造粒可以改善NR的混煉特性，能降低轉子的轉矩和混煉生熱；
2.炭黑造粒對NR膠料門尼粘度影響不大；
3.炭黑趨粒可以小幅縮短NR的硫化時間；
4.炭黑造粒可以改善炭黑在NR中的分散性；
5.炭黑造粒可以改善NR硫化膠力學性能。