一种具有碘吸收数为１２－１８ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ为２８－３３ｃｃ／１００ｇ的炉法炭黑。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及适合于各种用途并特别好地适合于在塑料和橡胶组合物中使用的新炭黑。炭黑可用作颜料、填料、增强剂以及用于各种别的用途。它们广泛用于橡胶组合物和塑料组合物的制备，在上述组合物的制备中希望最佳组合化合物加工特性和二次加工部件的物理性能。炭黑一般是根据其性质来表征，这些性质包括(但不局限于此)表面积、表面化学、聚集尺寸和粒度。炭黑的性质是根据现有技术中已知的测试方法来分析确定的，这些测试方法包括碘吸收数(I2No.)、邻苯二甲酸二丁酯吸收(DBP)、着色力值(TINT)、中间斯托克斯直径(Dst)、频率最高值斯托克斯直径(Dmode)以及定义为中间斯托克斯直径除以频率最高值斯托克斯(M-比＝Dst/Dmode)的M-比(M-Ratio)。在现有技术中已知数篇参考文献。这些文献包括美国专利No.4,366,139、美国专利No.4,221,772、美国专利No.3,799,788、美国专利No.3,787,562；苏联专利1279991；加拿大专利455504；日本专利61-047759；英国专利1022988；和日本专利61-283635。前述的参考文献中没有一篇公开了本专利技术的炭黑产品。另外，前述的参考文献中没有一篇介绍了本专利技术炭黑预定的用途。已发现能有利地用于橡胶和塑料组合物中的炭黑。在这些组合物中如混合能、粘度、固化速率、挤出收缩率、拉伸、疲劳寿命、压缩形变、硬度和表面外观的化合物加工和物理性能是至关重要的。已发现这些炭黑提供了独特的组合性能，使其特别好地适用于挤出、模塑件、软管和带子使用。这类炉法炭黑有12-18mg/g(每克炭黑的毫克碘数)的碘吸收数(I2No.)和28-33cc/100g(每100克炭黑的邻苯二甲酸二丁酯的立方厘米值)的DBP(邻苯二甲酸二丁酯值)。优选这类炭黑的特点在于具有约15mg/g的I2No.。现也发现含有该炭黑的新类型的橡胶和塑料组合物。本专利技术炭黑可在具有燃烧区、过渡区和反应区的炉法炭黑反应器中制备。把生成炭黑原料注入热的燃烧气气流中。生成的热燃烧气和原料的混合物通过反应区。在本专利技术的炭黑形成后通过骤冷该混合物停止炭黑生成原料的热解。优选通过注入骤冷液(quenching fluid)停止热解。下文将详细介绍制备本专利技术新炭黑的方法。对本专利技术新炭黑有效的橡胶和塑料包括天然和合成橡胶及塑料。一般地，约10至300重量份的炭黑产品可用于每100重量份的橡胶和塑料。在橡胶或塑料中，适用于本专利技术的是天然橡胶、合成橡胶和它们的衍生物(如氯化橡胶)；约10-约70％(重量)的苯乙烯和约90-约30％(重量)的丁二烯的共聚物(如19份苯乙烯和81份丁二烯的共聚物、30份苯乙烯和70份丁二烯的共聚物、43份苯乙烯和57份丁二烯的共聚物以及50份苯乙烯和50份丁二烯的共聚物)；共轭二烯的聚合物和共聚物(如聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯等)以及这些共轭二烯与含有烯基可共聚的单体的共聚物，这些可共聚的单体如苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、丙烯腈、2-乙烯基-吡啶、5-甲基-2-乙烯基吡啶、5-乙基-2-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、烷基取代的丙烯酸酯、乙烯基酮、甲基异丙烯基酮、甲基乙烯基醚、α-亚甲基羧酸以及它们的酯和酰胺(如丙烯酸和二烷基丙烯酸酰胺)；适用于这里的还有乙烯和其他高α链烯(如丙烯、1-丁烯和1-戊烯(Penetene-1))的共聚物；特别优选的是其中乙烯的量为20-90％(重量)的乙烯-丙烯的共聚物并且也优选另外含有第三单体(如二环戊二烯、1，4-己二烯和亚甲基降冰片烯)的乙烯-丙烯聚合物。另外优选的聚合物组合物是如聚丙烯和聚乙烯的链烯。本专利技术炭黑的一个优点是该炭黑可用于加入到工业化应用的天然橡胶、合成橡胶、塑料或它们的共混物中，特别是在化合物的加工性能和制件性能很重要的工业应用中。本专利技术炭黑的另一优点是这些炭黑可用来代替当前需要使用炭黑的掺和物来达到预期性能特征的应用中的热法和炉法炭黑掺和物。通过下列本专利技术更详细地介绍，将清楚本专利技术另外一些优点。附图说明图1是可用来制备本专利技术炭黑的一种炉法炭黑反应器部分剖面图。图2是在给定的样品中炭黑样品聚集体的重量分数对斯托克斯直径的频率分布。本专利技术新型炉法炭黑的性质分析列于下表1表1新炭黑组组 I2No. DBP第一 12-18 28-33第一优选 15 28-33可在组合(modular)、也称作为“分阶段”的炉法炭黑反应器中制备本专利技术的炭黑。图1介绍了可用来制备本专利技术炭黑的典型组合式炉法炭黑反应器的剖面图。典型的组合式炉法炭黑反应器的其他细节可在例如，美国专利No.3,922,335的说明书中见到，该专利的公开文本在这里引入作为参考。特别好地适用于制备本专利技术炭黑的炭黑反应器在普通转让的美国专利申请顺序号07/818,943，1992年1月10申请中作了介绍，该专利的公开文本这里引入作为参考。这里所介绍的实施例中的炭黑是用07/818,943申请中所述的方法制造的。US07/818,943申请介绍了一种制备炭黑的方法，其中将助剂烃加到多级反应器的反应区并调整该反应的初级燃烧和总燃烧使得该方法的SSI小于零。该方法的SSI由下式确定SSI=SASmf-SASah|SASmf|----(1)]]>其中 ｜SASmf｜＝SASmf的绝对值；Δ(DBP)mf＝当所有其他的加工操作条件保持不变时，由原料流动速率的变化而引起炭黑邻苯二甲酸二丁酯吸收的变化；Δ(碘数)mf＝当所有其他的加工操作条件保持不变时，由原料流动速率的变化而引起的炭黑碘吸收数的变化；Δ(DBP)ah＝当所有其他的加工操作条件保持不变时，由助剂烃流动速率的变化而引起的炭黑邻苯二甲酸二丁酯吸收的变化；Δ(碘数)ah＝当所有其他的加工操作条件保持不变时，由助剂烃流动速率的变化而引起炭黑碘吸收数的变化。“助剂烃”包括氢或具有氢与碳的摩尔比大于原料的氢与碳的摩尔比的任何烃。参考图1，本专利技术的炭黑可在具有燃烧区10、过渡区12、入口区18和反应区19的炉法炭黑反应器中制备，其中燃烧区10有一个会聚直径11的区。燃烧区10的直径(到会聚直径11区开始为止)，用D-1表示；区12的直径为D-2；阶梯状入口区18的直径为D-4、D-5、D-6和D-7；区19的直径为D-3。燃烧区10的长度(到会聚直径11区开始为止)，用L-1表示；会聚直径区的长度为L-2；过渡区的长度为L-3；反应器入口部分18阶梯的长度为L-4、L-5、L-6和L-7。为了制备炭黑，将液体或气体燃料与适当的如空气、氧气、空气和氧气混合物等氧化剂气流相接触在燃烧区10产生热的燃烧气体。适用于在燃烧区10中与氧化剂气流相接触以产生热燃烧气的燃料是任何一种易于燃烧的气体、蒸汽或液流，如天然气、氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、乙醇或煤油。然而，一般优选使用碳含量组份高的燃料，并且特别优选烃。用来制备本专利技术炭黑的空气与天然气之比可优选为10∶1至约100∶1。为了易于产生热的燃烧气，可预热该氧化剂气流。该热的燃烧气流从区10和11向下顺流流入区12、18和19。热燃烧气的流动方向在图中由箭头标出。制造炭黑的原料30从点32(位于区12中)和/或点70(位于区11中)加入。这里适宜于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·E·麦凯，马克·A·韦尔金森，巴里·J·耶茨，
申请(专利权)人：卡伯特公司，
类型：发明
国别省市：
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