The present invention relates to a granular carbon material prepared by renewable raw materials, especially biomass containing lignin, which has the 14C content of 14C content corresponding to renewable raw materials, the 14C content is preferred more than 0.20Bq/g, especially carbon greater than 0.23Bq/g, however, the preferred carbon is less than 0.45Bq/g, respectively. The carbon content is between 60 mass% and 80 mass% according to the ash free dry matter; the STSA surface area of the smallest 5m2/g and the maximum 200m2/g, and the oil absorption value (OAN) between 50ml/100g and 150ml/100g. The invention also relates to a method for its preparation and its application.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能由可再生原材料制备的颗粒状的碳材料和用于其制备方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的颗粒状的碳材料和一种根据权利要求9的用于所述碳材料制备的方法和根据权利19的该材料在聚合物混合物中的应用。
技术介绍
存在颗粒状的碳材料的各种各样的应用。一种应用是用作用于聚合物如弹性体、热塑性塑料或热固性塑料的填充材料。在制造由弹性体构成的橡胶制品时使用填充材料,以便影响交联的橡胶制品的橡胶方面的特性,其例如作为拉伸强度、硬度、刚性或抗断强度来测量。此外,由此调节产物特性,例如在车辆轮胎中的滚动阻力、磨损和湿滑抓地性能。通过填充材料影响橡胶方面的特性也称作增强。目前使用最广泛的填充材料是炭黑和硅酸。炭黑大多通过天然气的、石油颗粒的和/或煤基油的热解来制备,其中根据炭黑质量在制备时产生巨大量的二氧化碳。沉淀二氧化硅由水玻璃制备,其中在水玻璃制备时同样产生大量的二氧化碳。在化石的碳资源减少(参见石油和煤焦油作为炭黑原材料),节约化学制剂(见在硅酸沉淀时的硫酸)的过程中,但主要在避免从化石来源中排放二氧化碳(见在水玻璃制备时的碳酸盐分解;见油或气体在炭黑反应器的预燃烧室中燃烧以及炭黑原材料在炭黑形成时的部分燃烧)期间,存在基于可再生原材料制备工业产物的日益增长的需求。在可再生原材料中,全部碳源自大气的二氧化碳。因此,在可再生原材料的能量利用中,二氧化碳平衡尽可能是中性的。在可再生原材料的材料利用中,在制备时不释放化石的碳并且甚至——至少在相应的产物的利用的持续时间期间——大气的碳结合在含碳的材料中。在下文中描述例如基于可再生原材料的、能用作填充材料的颗粒状的碳材料,与经典制 ...
【技术保护点】
1.一种能由可再生原材料制备的颗粒状的碳材料,尤其由含木质素的生物质制备的颗粒状的碳材料,其特征在于,具有:‑对应于所述可再生原材料的14C含量的14C含量,所述14C含量优选大于0.20Bq/g的碳,尤其优选大于0.23Bq/g的碳,然而,优选分别小于0.45Bq/g的碳;‑碳含量按不含灰分的干物质计占60质量%和80质量%之间,优选在65质量%和75质量%之间;‑最小5m2/g并且最大200m2/g,优选在8m2/g和100m2/g之间的STSA表面积;和‑在50ml/100g和150ml/100g之间的吸油值(OAN)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.21 DE 102015014956.3;2015.11.29 DE 10201501.一种能由可再生原材料制备的颗粒状的碳材料,尤其由含木质素的生物质制备的颗粒状的碳材料,其特征在于,具有:-对应于所述可再生原材料的14C含量的14C含量,所述14C含量优选大于0.20Bq/g的碳,尤其优选大于0.23Bq/g的碳,然而,优选分别小于0.45Bq/g的碳;-碳含量按不含灰分的干物质计占60质量%和80质量%之间,优选在65质量%和75质量%之间;-最小5m2/g并且最大200m2/g,优选在8m2/g和100m2/g之间的STSA表面积;和-在50ml/100g和150ml/100g之间的吸油值(OAN)。2.根据权利要求1所述的颗粒状的碳材料,其特征在于,其BET表面积与其STSA表面积最大偏差20%。3.根据权利要求1或2所述的颗粒状的碳材料,其特征在于,所述颗粒状的碳材料在蒸馏水中的15%的悬浮液具有小于5mS/cm,优选小于3mS/cm并且尤其优选小于2mS/cm的电导率。4.根据上述权利要求中任一项所述的颗粒状的碳材料,其特征在于,所述颗粒状的碳材料在所述蒸馏水中的含15%的悬浮液具有>6,优选>7的pH值。5.根据上述权利要求中任一项所述的颗粒状的碳材料,其特征在于,具有的D/G信号比在拉曼光谱中位于0.20和0.90之间,优选0.40和0.75之间。6.根据上述权利要求中任一项所述的颗粒状的碳材料,其特征在于,在碱性溶液中小的溶解度。7.根据上述权利要求中任一项所述的颗粒状的碳材料,其特征在于,8m2/g至100m2/g的STSA表面积。8.根据上述权利要求中任一项所述的颗粒状的碳材料,其特征在于,小于30μm,优选小于20μm的粒度的Q3分布的D90。9.一种用于通过用于对可再生原材料,尤其具有大于80%的克拉松木质素的份额的可再生原材料进行水热处理、尤其水热碳化的多阶段的、尤其四阶段的方法制备根据上述权利要求中任一项所述的颗粒状的碳材料的方法,所述方法通过以下方式进行:-在第一步骤中提供包含所述可再生原材料的液体,-所述液体在第二步骤中在150℃和250℃之间的温度下经受水热处理,-在第三步骤中,从所述液体中尽可能地分离在所述水热处理之后存在的固体,并且-在第四步骤中通过干燥尽可能地去除所述固体的残余湿度,由此获得颗粒状的碳材料,其特征在于,在所述第四步骤中获得的所述颗粒状的碳材料的STSA表面积和OAN值通过-在包含所述可再生原材料的所述液体中的所述可再生原材料的所述有机干量的浓度,-包含所述可再生原材料的所述液体的pH值,-在包含所述可再生原材料的所述液体中的无机离子浓度,-所述水热处理的温度,和-在所述水热处理中的停留时间的相互协调来控制,进而调节最小5m2/g并且最大200m2/g的STSA表面积和最小50ml/100g并且最大150ml/100g的OAN值。10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述可再生原材料在所述第一步骤中完全溶解于包含所述可再生原材料的所述液体中。11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述可再生原材料在所述第一步骤中不完全溶解于包含所述可再生原材料的所述液体中,然而,其中将-在包含所述可再生原材料的所述液体中的所述可再生原材料的所述有机干量的浓度,-包含所述可再生原材料的所述液体的pH值,和-在包含所述可再生原材料的所述液体中的无机离子浓度调节成,使得在第所述二步骤中形成在所述第三步骤中能分离的固体之前,由于在所述第二步骤中的所述水热处理期间温度提高,所述可再生原材料首先完全溶解。12.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:托比亚斯·维特曼,克劳斯·贝格曼,
申请(专利权)人:森高工业有限公司,
类型:发明
国别省市:德国,DE
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