资源描述
附件1:
气相法白炭黑相关标准概述
1气相法白炭黑概况
气相法白炭黑(又名气相二氧化硅)是运用卤硅烷经氢氧焰高温水解制得的一种精细、特殊的无定形二氧化硅产品,该产品的原生粒径在7- 40nm之间,比表面积一般在1m,/g 4m//g范围内,产品纯度高,sio:含量不小于99.8%,是一种极其重要的无机纳米粉体材料。由于其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性,在橡胶、塑料、蓄电池、涂料、医药、农业和CMP等领域得到了广泛的应用。气相法白炭黑一般有亲水型和疏水型两种产品,其中疏水型产品是运用亲水型产品通过表面化学解决而获得。自1941年德国Degussa公司成功开发出气相法白炭黑的生产技术以来,目前全世界的气相法白炭黑年生产能力已超过20万吨,并且生产技术高度集中,重要由德国Degussa, Wacker,美国Cabot及日本Tokuyama等少数几家公司控制全球市场,技术也控制得非常严密。世界上气相法白炭黑发展的一个基本模式是生产公司与有机硅单体和后加工公司密切结合,气相法白炭黑生产厂家运用有机硅单体厂生产过程中的副产物为重要料制备气相法白炭黑,而在气相法白炭黑生产过程中所产生的副产物HCl则返回有机硅单体厂用于有机硅的合成,此外气相法白炭黑产品出来之后又大量用于有机硅产品的后加工,这样形成一个资源运用、互相促进发展的良性循环。所以在全球最大的有机硅公司Dowcorning和GE公司单体工厂附近有最大的气相法白炭黑生产公司Cabot和Degussa公司,而Wacker公司则自身是两大类产品的生产公司。(国内气相法白炭黑初期重要用于军工领域,但现在大量用于民用工业,如有机硅材料、电器、电子、胶粘剂、涂料、油墨、造纸等领域,为传统产品的升级换代提供了坚实的基础。据初步记录,我国目前气相法白炭黑的总用量已经超过110吨/年,并以极快的速度增长,预计到201。年将达成20230吨/年。
目前我国仅有沈阳化工股份有限公司、上海氯碱化工股份有限公司和广州吉必时科技实业有限公司三家公司生产气相法白炭黑产品。其中沈阳化工股份有限公司从60年代开始生产,目前的生产能力为12吨/年左右,上海氯碱化工有限公司为3吨/年左右,它们所用原料均为四氯化硅。广州吉必时科技实业有限公司在国内初次实现运用有机硅副产物甲基三氯硅烷生产气相法白炭黑,目前的生产能力为2023吨/年,预计2023年将达成40吨/年,201。年将达成8。吨/年。目前国内气相法白炭黑还远远不能满足市场需求,大部分要依赖于进,特别是疏水型产品,国内只有广州吉必时科技实业有限公司能提供两种解决剂多个牌号的疏水型产品,除此之外其余产品几乎所有依赖于进。因此扩大国内气相法白炭黑的生产能力已成为当务之急。
2气相法白炭黑的标准
2.1国际标准
气相法白炭黑工业虽然经历了六十数年的发展,国际上
目前只有国际标准1s03262-20: 2023 E分:《涂料和添加剂一(
说明及一般方法第二十部气相二氧化硅》规定了气相法白炭黑的一般技术指标和实验方法,但对一些关键指标如比表面积则尚未规定,具体指标和实验方法见表1a
表1 IS03262 — 20: 2023 (E)气相二氧化硅具体指标和实验方法
指标名称
单位
实验方法
标准值
表面未解决型表面解决型
比表面积
my/g
未规定
未规定
悬浮液pH值
150 787 — 93
.6-4.5
3.4- 9
干操减量
IS0 787—2
3
1
灼烧减量
IS03262- 1
2.5
10
筛余物(45p-)
IS0787-18重量法
0.05
99.8
(氢氟酸)
二氧化硅含量
<0.2
>0.03
碳含量
低碳分析仪法
<0.2
>0.03
A1203。含量
0.05
0.05
TiO:含量
火焰原子吸取光谱法
0.03
0.03
(FAAS)
Fe2 O3,含量
0.3
0.3
氯化物含量
g/mL
电位滴定法
0.025
0.025
填充密度
g/mL
IS0787—11
未规定
未规定
2. 2国内标准
在中国,最早的气相法白炭黑标准是沈阳化工股份有限公司使用的是国家军用标准GJB1966-94 (见表3)。广州吉必时科技实业有限公司自2023年开始研究气相法白炭黑的相关标准,并于2023年修改采用国际标准IS03262 - 20:2023 (E),制定了公司标准Q/ (GZ) GBS Ol—2023 (见表4),并增长了产品的比表面积等重要技术指标的测定内容和规定.
表3中华人民共和国国家军用标准
(GJB 1966-94:气相二氧化硅)
指标名称
单位
标准值(表面未解决型)
J 一 180
J-380
比表面积
180 土 30
380 士 30
吸油值
2.60- 2.80
pH值
表观密度
25 ~ 50
25 ~ 50
加热减量
<2.0
<2.0
灼烧减量
< 3.0
< 3.0
筛余物(45pm)
<0.05
<0.05
表5气相二氧化硅国家标准
(G B /T 2 20 - 20 05:气相二氧化硅)
分类
名称
氮吸附比表面积/m2 . g-1
45pm
筛悬
浮物
/%
悬浮
液PH
105C挥发物/%
灼烧
减量
/%
二氧化硅含量/mg.kg-1
三氧化二铝含量/mg.kg-1
二氧
化钛
含量
/mg.kg-1
三氧
化二铁含量/mg.kg-1
碳含
量/%
A"50
40-59
A70
60 ~79
A90
80-99
A110
1-125
A150
126-175
<
0.05
3.6——4.8
<3
<2.5
>99.8
<5
<3
<30
<0.2
A2
176 - 225
A 250
226 - 275
A 3
276 - 335
A 380
336 - 405
B" 50
40-59
3.4- 8"
<1
<10
>99.8
<5
<3
<30
>0.3
B 70
60-79
B 90
80-99
B110
1-125
B150
126-175
B2
176 - 225
B250
226 - 275
B3
276 - 335
B380
336 - 405
3结语
通过行业单位的积极努力,我国第一个气相二氧化硅标准GB/T 20230一2023《气相二氧化硅》已经在2023年5月1日正式开始实行,这对规范我国气相二氧化硅市场,提高气相二氧化硅技术水平必将起到重要作用。在实践过程中,我们发现该标准还存在一些局限性的地方,如氮吸附比表面积的划分方式,对某些应用领域指导性不够强,改用“指标值士浮动值”会更贴切;此外,填充密度的限定也不利于压缩性气相法白炭黑产品的推广使用。
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