由天然氣或高芳烴油料在反應爐中經不完全燃燒或熱解生成炭黑,此種炭黑稱為爐黑,是炭黑品種中產量大、品種多的一類。爐黑與槽黑及熱裂黑的顯著區別是,其粒子的熔結或聚結程度可根據不同用途來調節。所以,同一粒徑范圍的爐黑,又分為若干不同結構的衍生品種。另外,爐黑的含氧量通常比槽黑低(少于1%),表面呈中性或弱堿性。爐黑生產的特點是,燃料在反應爐中燃燒,提供原料裂解所需的熱量。燃燒和裂解過程同時發生。根據所用原料形態的不同,爐黑生產可分為氣爐法和油爐法兩種。氣爐法所用原料和燃料均是天然氣。油爐法的燃料可以是天然氣、焦爐氣,也可以是液態烴,原料則選用高芳烴油料,如乙烯焦油和蒽油等。在爐黑生產工藝流程中,反應爐是核心設備。生產不同品種的爐黑需采用不同結構尺寸的反應爐。空氣和燃料在反應爐中燃燒,原料經霧化后噴入燃燒的火焰中,經高溫熱解生成炭黑。炭黑懸浮于燃余氣中形成煙氣。煙氣經急冷后送空氣預熱器、油預熱器進一步降溫,后送入袋濾器,分離出的炭黑送到造粒機中造粒,然后在干燥機中干燥。
使用者在選擇炭黑前要考慮的是:你想用炭黑來達到什么要求?著色、調色、抗紫外線還是起導電作用。重要的是一定要和炭黑的技術工程師進行溝通,共同對物料體系進行技術評價,選擇比較合適的炭黑品種。通常情況是:
著色用——選擇黑度高、粒徑小的炭黑,但一定要炭黑經過合理的、完全的分散,否則反而會背道而馳,達不到原來要求。
配色用——選擇黑度低、粒徑大、易分散的炭黑。
抗紫外線用——主要用在塑料和橡塑里,選擇中等粒徑、結構稍高些的炭黑,它們的抗紫外線性能佳。
炭黑的分散過程主要受到三個因素的影響
a.炭黑的本質特性:炭黑的原始粒徑、結構和表面各種基團都會對分散產生很大的影響。通常情況下炭黑的原始粒徑小、結構低、揮發份低分散困難,反之則相對容易些。
b.使用者的配方:炭黑使用者的配方,基料、溶劑和樹脂的性能都會非常顯著地影響炭黑的終分散情況,尤其是炭黑用樹脂的選擇。
c.分散設備:不同的分散設備在相同條件下的分散效果是完全不同的。正確選用分散設備是使用者重視的。