气相法白炭黑

气相法白炭黑又称气相二氧化硅、烟化二氧化硅，是利用硅烷的卤化物，如四氯硅烷(SiCl4)、甲基三氯硅烷(CH3SiCl4) 等，是在氢氧燃烧火焰中高温水解制得的一种无定形二氧化硅。其原生粒子粒径为 5-50nrn，比表面积一般为 50-400m2/g。无机纳米粉体材料气相法白炭黑以其优异的补强、增稠和触变性能和粒子的纳米效应，广泛地应用于有机硅材料、涂料、油漆、胶黏剂、电器、电子、造纸、化妆品、医药等领域。 近年来，气相法白炭黑作为高分子材料的添加剂、补强剂，对聚合物性能的提高和改善越来越受到科研工作者的关注。 1 气相法白炭黑的制备 生产气相法白炭黑的硅烷卤化物原料目前主要有 SiCl4 和 CH3SiCl3 两种。1941 年，德国Degussa 公司成功开发了气相法白炭黑的生产技术，使用的卤化物就是 SiCl4。此外，随着全球有机硅工业的发展，有机硅甲基单体生产的副产物甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)的处理问题成为制约有机硅发展的一大障碍，国际上通常的做法是将副产物作为原料生产气相法白炭黑，为解决CH3SiCl3的堆积和促进有机硅甲基单体工业的良性发展提供了一条新的途径。气相法白炭黑的制备原理是硅烷卤化物在氢氧焰生成的水中发生高温水解反应，温度一般高达1200-1600℃，然后骤冷，再经过聚集、旋风分离、空气喷射脱酸、沸腾床筛选、真空压缩包装等后处理获得成品。反应原理如下： SiCl4+2H2+O2→(高温水解)SiO2+4HCl CH3SiCl3+2H2+3O2→(高温水解)SiO2+CO2+3HCl+2H2O 成品的质量(粒径、表面积、纯度等)与原料(包括氢气和氧气)的纯度、原材料的配比、进料温度、氢气和氧气的流量、合成炉和分离器的结构与精度等因素有关。硅烷卤化物的纯度要高，不能含过多的杂质，否则不但会影响成品的色泽，还会导致其使用效果变差。而原料中的气体也必须经过预处理，使之不含有水分，因为水分的存在会导致硅烷卤化物的水解。通常水的质量分数必须小于 0.05。原材料的配比、流量、进料温度对气相法白炭黑的比表面积有着较大的影响。在生产过程中，可以通过对原材料的配比、流量、进料温度的控制实现对硅烷卤化物水解反应的控制，这也是确定生产工艺、获得高质量成品最为关键的过程。合成炉一般由喷嘴和燃烧室组成，混合后的原料在一定的温度和压力下，经过喷嘴进入燃烧室。混合气体进入燃烧室的流速是影响成品粒径的重要决定因素，一般来说，生产比表面积380m2/g的气相法白炭黑，喷嘴中出来的气体流速为10-15m/s；生产比表面积300m2 拒以下的气相...