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发表于 2008-5-8 09:04:40
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来自： 中国台湾
导电炭黑的应用
* [! _0 d; _' b+ v0 T1 q$ T1 概述
y5 @9 Z! p% B5 ]: p* q8 C1 H随着经济发展和技术进步，对导电性功能高分子材料的需求显著增长。炭黑填充型（或称添加型）导电高分子材料，是指以普通高分子材料为基体或载体，与导电炭黑进行复合而制得的一种功能材料。: _' i' o8 o6 i3 {) f) T' J/ G
导电炭黑亦称特种炭黑或专用炭黑，因其性能优异、价格相对低廉，被导电和防静电行业广泛使用。炭黑填充型导电高分子材料已逐步形成一个新兴的化工产业，包括功能高分子材料、特种和新型涂料、辐射交联材料、特种和新型橡胶塑料制品等十余类，日益受到人们广泛的关注，广泛应用于矿用管材、电缆屏蔽、活性炭加工、航天航空、电子电器、石油化工、交通车辆等国民经济诸多领域。
5 L" ^. J2 X5 I* o9 q2 导电炭黑的种类( [! o" d; |3 b
部分炭黑生产商的主要导电炭黑牌号见表1。
+ s' G8 N$ \. Z% t; ?6 f表1 部分炭黑生产商的主要导电炭黑牌号
1 e0 r n$ v1 O- x- w! Y序号 生产商 导电炭黑牌号
- z" b- e( N- q* |% l H( M1 Cabot卡博特公司 BP2000，Vulcan P，Vulcan XC—72， BP2，BP7
0 Z5 K H, q5 I( y% w6 U. O2 Degussa德固萨公司 Printex XE2B ，Printex L，L6，XE2- S3 c; b5 m, l! D" y4 L
3 AKZO阿克苏公司 ketjen black EC-600JD，EC-300J
5 S; L% M2 _& I4 Columbian哥伦比亚公司 Reven 14，16，975，SC，C) R9 K* J. |/ U1 u( D5 t
5 TIMCAL特米高公司 Ensaco350G，250G2 Y3 f! W3 U* E5 l
6 Agrofert爱格富公司 CHEZACAR-A，CHEZACAR-B
8 d8 j9 I. h0 P* f4 a7 Mitsubishi三菱化成公司 3030#，3150#，3250#，3750#，3950#6 W, a7 H& K4 y% `
8 KCB公司 40B1，40B2
, ?" `9 m/ X6 C) X7 i3 |1 D9 九江亚米特石化有限公司 YML-100，YML-200
; Y+ W* b- V& p! F6 R- p10 临淄华光化工厂 HG-1P，HG-1B$ u4 m K* Y$ I* Q; h6 }
11 中橡集团炭黑院 Vl， SL102 l/ u7 d4 [9 F0 G/ ], p
近年来，临淄华光化工厂和九江亚米特石化有限公司一直致力于SHELL导电炭黑的研发，且兼顾了成本和性能的平衡，应用于不同的领域，SHELL导电炭黑的导电性能得到了广大用户的认可。# q4 Z% H: J" X' W3 c; J; t
3 导电炭黑的应用领域- n, ]. B O2 T1 x$ p
导电炭黑是复合型导电材料的重要填料。复合型导电材料一般根据其体积电阻率的大小划分为半导电体、防静电体、导电体、高导电体。各类用途的体积电阻率列于表2
4 e* w$ B% R/ G. m; v( q+ [ 炭黑填充型导电高分子材料主要作为防静电、半导电用途，其应用实例列于表3。
3 t3 I. }2 ^4 i9 R V3 Z表2 高分子材料各类用途的体积电阻率- _/ t9 G" w; b* W# ^
类别 半导电 防静电 导电 高导电
" j0 W( R7 N2 ]) m, J体积电阻率/Ω•cm 107～1010 104～107 102～104 10-3～102! c" `. K# F5 i' {* v, h
表3 炭黑填充型导电高分子材料应用实例* ]* M" q. k( J
材料 应用实例 基材树脂6 O5 ]/ N/ V, Y: Z0 P4 p; B1 S5 _
半导电+ V6 F2 i+ V* @: E2 a, q: [
材料 静电记录纸，感光纸 O! Q( e E2 ^- G2 `
电子设备外壳 合成涂料
" x: m' L' z o# J5 k塑料、橡胶料$ b7 m$ L7 Z8 K3 s. ?4 I
防静电
0 h- f. F, f- a3 H5 G8 J材料 煤矿井下用管材1 C# [: \, F. ^$ |
防静电成型品（外壳、片材）/ x, }7 \9 o& S9 g6 E
防静电输送带及软管
% D/ a/ Z- \) ]' \3 g: I. c6 ?防静电胶辊，复印机辊，印刷机辊，
) B( Q' y8 J( Y( C. a防爆电缆，导电轮胎2 S- {, u. H! f) t+ _
与集成电路有关的搬运箱、保管用托架、盘、袋等 PE、PVC
' d. T/ M; O0 zPS、ABS 、PE、PVC
5 D3 p. \1 T; [0 q# s# C弹性体
; T: ~0 E; k6 }弹性体
p7 Q- I& K8 L' a弹性体% g/ y7 O9 g, y/ M
PE、PVC、PP、PS、ABS3 o1 q+ K( T7 h2 k7 P
导电
* P O, ^% A1 r- Q! |& h) G6 _材料 面状发热体- P& O7 b& z' H
CV电缆的半导电层
. X- Q) e8 z- R导电薄膜 塑料类# ^$ X8 s4 t* b
PE、EVA
% n! U4 c% f [% ?硅橡胶
8 `! [6 r+ K8 b3 G# t% U4 \高导电% _0 h% @; x0 C1 h8 i6 F
材料 电磁波屏蔽料
8 A. X9 N# y6 d- G8 e k导电油墨、涂料及粘结剂
1 }+ t6 [. n& J2 `6 h! u高端电子接点 塑料类, g8 z! L( P2 b0 q
树脂类5 X' ^$ P& B0 G) O0 l
硅橡胶
" z. d2 v& @) I* N . ~0 M4 c( N+ D& u9 i1 j; R
4 导电性的影响因素% S" K# e8 O2 f; b0 ?7 u
4.1 炭黑性能的影响
: Y& q _$ s1 T8 c6 J2 A" Z将炭黑填充到高分子材料中，都会降低其体积电阻率，其降低程度取决于炭黑粒子性能及其填充量。当炭黑的其他特性相同时，其原生粒子越细，原生聚集体越小，高分子混合物的体积电阻率就越低。
9 ` @- ?, e8 k j0 _5 b- q% p炭黑结构的增加，高分子混合物的体积电阻率将减小。8 ]2 O, e0 ` D& |
高导电性的炭黑基本性能必须是粒径小，比表面积大，结构高度发达，浮获π电子的杂质少，石墨化程度高和具有多孔性。
: S/ r q' _9 ]/ l9 A+ E+ c, G4 E高分子材料中，炭黑含量的多少，直接影响到导电网络的形成，要赋予高分子材料导电性，其炭黑含量必须达到临界浓度。不同的导电炭黑在同一高分子材料中的临界浓度不同。* H$ {. H$ N( i
4.2 高分子材料的影响 w0 A/ e2 J- R" D" n
橡胶的种类不同，其炭黑复合材料的导电效果也有差异。容易获得导电性的顺序为：三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶。硅酮橡胶适合大量用做导电橡胶材料。5 \4 K, R9 _$ w* x- r
4.3 加工条件的影响2 T9 K3 f' d1 r4 r' ]
炭黑填充到高分子材料中，受加工条件影响，造成炭黑的分散状态和结构破坏程度的不同，致使其导电性出现很大的差异。因此，炭黑在高分子材料的分散过程应避免分散不足或分散过度，以达到最佳分散状态。0 J( x7 H* ]( w# s' {' |! r, S
对导电性影响由大到小的顺序为：注射成型、挤出成型、压延成型、加压成型。加压硫化、延长硫化时间会使电阻率较低。0 v- a* I( f* [6 h2 h* \/ Y
5 导电炭黑的选择
# c8 R, y( H7 I; g; B性价比是选择导电炭黑的重要指标。
. A( ] X |6 q1 X# u 国外导电炭黑如卡博特公司（Cabot）的BP2000、德固萨公司（Degussa）的Printex XE2B、阿克苏公司（AKZO）的ketjen black EC-600JD，其导电性能十分优异，但每吨十多万甚至二十多万的价格也十分惊人。目前国内的导电炭黑，如亚米特的YML-100、华光的HG-1P就导电性来讲，与上述国外品牌相差无几，但每吨一万五左右的价格，便是广大用户可以接受的价位 |
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发表于 2008-4-17 12:41:26
发表于 2008-4-23 21:05:03