塑料用炭黑性能

1、色素炭黑特性与应用关系一、黑度与粒径黑度直接与炭黑的粒径相关，粒径越小，比表面积愈大，炭黑的黑度越高。这是因为尽管原 生粒子已熔合成原生聚集体，但是其比表仍能起作用，原生粒子细，则凝聚体的比表面积越 大。所显现的颜色更黑，防紫外线作用更佳。由于细粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高， 所以着色力更强。但是当粒径减小时，由于蓝光被优先吸收，为此色调变成棕相。细微原生粒子赋予炭黑更大的比表面积，同时增加分散难度，一般通过表面处理可调整润湿 性和改善分散性。炭黑粒径比表面积和性能关系性能 高比表面积小粒径低比表面积大粒径主色黑度更深更浅着色性更高更低粘度更高更低导电性更高更低紫外光吸收更好更差分散性更

2、难更易润湿更慢更快成本更高更低二、结构炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在，而且在生产熔结成凝聚体。这种凝聚体是由原生粒子经 化学键结合。在凝聚过程中，由大量链枝的原生凝聚体构成的炭黑称为高结构炭黑。而原生 凝聚体由较少链枝原生粒子组成的炭黑，则称为低结构炭黑。见下图：高结构低结构炭黑的结构即炭黑聚集体的形态，一般链枝越多越密其结构越高，反之则结构越低，炭黑结构对性能的影响，见下表：炭黑结构对性能的影响性能高结构低结构性能高结构低结构分散更易更难导电性更高更低润湿更慢更快粘度更高更低主色黑度更低更高填充量更低更高光泽更低更高着色力更低更高三、表面化学性炭黑的生产方法不同其表面化学性能各异。炭黑表面具

3、有不同的含氧官能团（如羧基、内脂 基、酚基、羰基等）。一般含氧官能团高的炭黑，挥发份高，其色调可调性能好，其流动度 也较高。炭黑样品加热至82525oC后以百份重量损失表示炭黑挥发份。炭黑含氧基因越 多，挥发份也越大。四、吸湿性和密度炭黑是一种表面积大的物质，因此有一定的吸湿性。中炭黑的吸湿量主要由表面积大小来决 定。可加强措施，尤其在包装、贮存和运输的过程采取办法以减少产品的吸湿性。因为水分 （吸湿量）过高会对加工过程带来麻烦，所以要求对某些品种炭黑有特殊包装。粉状的色素炭黑还是粒状的色素炭黑用于给定的塑料掺混物取决于分散的类型和树脂的特 性，但加工能力也是很重要的因素，目前多数分散设备都能

4、发挥剪切力，足以将粒状分散均 匀。炭黑在塑料行业中的应用在选择之前，必须确定其用途，例如用于着色、防紫外光、或导电等等。一、着色用炭黑色素炭黑一般都能较好的给塑料着色，可根据着色特性或物化性能选用色素炭黑，着色用炭 黑的品种的选择基本上都是随成品必须达到的黑度而定。用极细的色素炭黑可以完成黑度 要求特别高的着色；PE垃圾袋，塑料袋，电缆材料之类产品只需中等水平黑度，可以用 比表面积较低，结构较高的炭黑品种；塑料调色时，炭黑称量和配料时出现的微小误差，均会导致明显的色差，因此，宜采用粒 径较大，着色力较差的低色素炭黑，这样炭黑用量可以稍大，称量误差相对小些，并有分 散性较好、价格较低的优点。对于

5、灰色塑料，采用细粒色素炭黑往往呈现棕相灰色，而采用粗粒子色素炭黑可产生蓝相 灰色。与其它有机颜料相比，炭黑除分散较困难外，其他性能均较好。科学的炭黑配合量，可提 供较好的抗静电或导电性。炭黑基本上是无毒的，但较易飞扬和污染，故常以色母粒形式供塑料行业使用，在消除污 染的同时也改善了炭黑在塑料中的分散。炭黑作为塑料用颜料，常用的剂型有粉状和粒状。粒状炭黑飞扬较少，但分散较难，故在 塑料着色中采用粉状炭黑。二、紫外线防护性的应用炭黑在塑料工业中用途之一是防紫外光老化，由于炭黑有较高的吸光性，因而能有效的防止 塑料受阳光照射而产生光氧化降解。炭黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有：把光能 转化为热能；保护塑料表面而免遭一定波长的射线照射；截取原子团而产生防老化作用，从 而阻止催化降解。紫外线对聚烯烃特别有害，试验证明当一定细度的炭黑的浓度为百分之二 时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。炭黑对塑料的紫外线老化的防护作用，取决于炭黑的粒径、结构和表面化学性。炭黑的粒径较小时，因表面积增大，其吸收光或遮光能力增加，故紫外线防护作用增强，但 粒径小于20nm，其防护作用趋于同一水平，原因是当粒径过小时，逆向散射减小，而继续 向前的光会威胁聚合物的稳定性。结构较低，即聚集体尺