[发明专利]一种新型炭黑品种

说明书

炭黑是橡胶、油漆、油墨和电子工业不可缺少的重要原材料，且用量很大，目前供不应求，尤其软质炭黑仅能满足60%需要。另外，其生产工艺复杂，价格较昂贵。为此，寻找炭黑代用品是一项很有实际意义的工作。国内近年来曾有人利用硅铝炭黑（硅铝炭黑应用技术座谈会，1986年），石家庄第一橡胶厂（橡胶报刊摘要（15）2（1986））利用赤泥作为橡胶填充剂。但这些填料的补强效果远不如一般炭黑，因而在实际应用中受到限制。

本发明的目的是利用化肥厂生产化肥的工艺流程中最终排出的废料为原料，经简单的加工处理，得制可作为炭黑在橡胶工业中使用的产品。

上述废料的主要成份是炭，实践证明，经处理后它可代替或部份代替炭黑使用，对于一个中等规模的化肥厂，每年大约有2～3千吨的废料排，为避免造成环境污染，目前只好挖坑深埋，仅此一项处理费用，需耗资数十万元，且占用大量土地。

本发明的特征在于，将上述废料自然风干后，在干燥炉（床）上加热至120～160℃烘干，使其含水量小于10%后，粉碎过筛（80～150目）。得到的产物外观与炭黑极其相似（以下我们简称它为CSF炭黑），其基本特征参数如表1。它对橡胶的补强作用与软质半补强炭黑（SRF）相当（表2），CSF炭黑还具有良好的导电性质，当其在橡胶中的填充量高于40%时，胶料的电阻率可达10⁵欧姆·厘米。因此，它又是一种廉价的导电炭黑，可以代替乙炔炭黑等导电炭黑用于制造复合型导电高分子材料。

CSF炭黑来源丰富，制造工艺简单，价格低廉，仅为一般炭黑的1/2～1/3。

为了进一步提高CSF炭黑的补强作用，生产CSF工艺流程中，添加0.1～5.0（重量份数）络合剂，络合剂可以是钛酸酯类，如钛酸二乙酯、二丁酯、二辛酯、二癸酯、二异丁酯、二异癸酯;钛酸丁基异癸酯、钛酸戊基癸酯、钛酸辛基癸酯、钛酸丁基月桂酯;钛酸丁苄酯等。络合剂亦可以是有机胺盐，如以氨基二乙酸为基体的有机螯合剂，如氨基三乙酸及其盐类（NTA）;乙二胺四乙酸及其盐（EDTA）;环己烷二胺基四乙酸及其盐（CDTA）;双（胺基乙基）-乙二醇二乙醚四乙酸及其盐（EGTA）;二乙基三胺五乙酸及其盐（DTPA）;三基乙基四胺基六乙酸及其盐（TTHA）等络合剂还可以是马来酸、柠檬酸、葡萄糖酸、谷氨酸等。我们称这类产品为CSF-2号炭黑，表3列出了添加0.2%钛酸丁酯后的CSF的应用性能比较。

实施例1

取长山化肥厂排出的废料若干，（主要成分是碳）经水浸沉降分离，120℃脱水，粉碎精选，得到黑色粒状粉料，用此产品代替SRF炭黑（半补强炭黑）及HAF（高耐磨）炭黑，在其它配方不变情况下，其结果参见表3。

实施例2

废料同实施例1，经水浸沉降分离，在120℃加热烘干过程中，添加0.2%重量的EDTA，其对橡胶的补强效果如下：

拉伸强度从236kg/cm提高至273kg/cm，撕裂强度可从38kg/cm提高至58kg/cm。

实施例3

废料同实施例1，经水浸沉降分离，在加热烘干过程中，添加0.2%重量的钛酸丁酯后，其对橡胶的补强作用如下：

拉伸强度从236kg/cm提高至260kg/cm，撕裂强度从38kg/cm提高至62kg/cm。