白炭黑5大表面改性方法及特点

白炭黑虽然被称为白炭黑，但其实与炭并没有什么关系。只是因为在橡胶中有和炭黑相似的补强性能，而且是白色的，被称为白炭黑。制备方法为用化学方式提取得到的二氧化硅粉体，其化学成分为“水合二氧化硅”。

白炭黑目前的制备方法主要有两种，一种是沉淀法，其工艺路线大体上是：先采用燃油或燃气在高温下将石英砂与纯碱反应制得工业水玻璃，工业水玻璃用水配制成一定浓度的稀溶液，然后在一定条件下加入某种酸，使二氧化硅沉淀出来，再经清洗、过滤、干燥、粉碎、制得产品白炭黑。沉淀法又分酸法、溶胶法、碳化法等许多不同的具体方法,我国主要是采用酸法。酸法是将可溶性硅酸盐与硫酸（或其它酸）一起反应，当反应液到达某一pH值时停止加酸反应，进行陈化，然后过滤并用水多次反复清洗，脱除Na2SO4后，送干燥、粉碎后得到产品。

另一种是气相法，化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。反应式为：SiCl4+2H2+O2—>SiO2+4HCl。空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相法白炭黑颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。

那么，沉淀法白炭黑和气相法白炭黑有什么区别呢？

沉淀法白炭黑和气相法白炭黑区别主要在于：颗粒度大小和纯度。

沉淀法二氧化硅一般是微米级，气相法二氧化硅一般是纳米级。沉淀法二氧化硅杂质含量高，纯度一般在93%左右，气相法二氧化硅杂质含量很低，纯度可以达到99%以上。由于颗粒大小和纯度的巨大差异，气相法二氧化硅在增稠、触变、防沉、补强、消光、摩擦等作用上均优于沉淀法二氧化硅。下面就跟着小编一起来看看水合二氧化硅的具体应用吧。

橡胶的补强
白炭黑作为补强剂广泛应用于橡胶领域，其用量占总量的70%，特别是制造白色、彩色及浅色橡胶制品时，因白炭黑的白色容易进行着色而显得更为适用。比如未经补强的硅橡胶的拉伸强度不超过0.4MPa，经过气相法白炭黑补强之后，强度可提高40倍。

消光剂
白炭黑表面积巨大，折射指数为1.45—1.50，含有水合二氧化硅消光剂的漆膜，当光线射入时，会发生漫反射，从而形成光泽的亚光和消光外观。气相法二氧化硅颗粒更疏松，单位质量下的颗粒数目多于沉淀法二氧化硅，因此在相同添加量的情况下，气相法二氧化硅有着更高的消光效果，并且透明度也更好。

摩擦剂
除了表面积大，水合二氧化硅的吸附能力也是十分强悍，因此水合二氧化硅是目前牙膏摩擦剂的主要品种之一，由于气相法二氧化硅更优越的透明性、摩擦性等，很多晶莹剔透的牙膏的配料中都有着气相法二氧化硅的身影。

用于纸张的上胶、强化
水合二氧化硅拥有十分优秀的耐磨性和强度，上面也说了，它很“白”，因此水合二氧化硅用于纸张时，可以提高纸张的白度和不透明度，使纸张更耐磨耐油，光泽感更好。比如往新闻纸中加入1-2%的气相法二氧化硅，可以使纸的重量减轻10%，还能提高强度，防止油墨渗透。

防沉降、助流作用
用于胶粘剂和密封剂时，水合二氧化硅可起到控制流变、防止沉降、防止流挂和补强作用。此外气相法二氧化硅以更优越的性能作为流变助剂、防沉剂、分散剂广泛应用于油漆、油墨及涂料领域。

化妆品、药品中的防护、运载作用
用于化妆品时，气相法二氧化硅可有效地反射紫外线，具有消光作用，且照射后不分解、不变色；作为载体时，还可延长药效并促进药物或护肤品的吸收，而沉淀法二氧化硅一般达不到这个要求。