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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 k/ D$ Q. A0 J2 k7 Z3 X5 e0 q
1 概述
& {. j$ v: B2 ~: L8 t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。
5 i- Y7 S; [/ C' Z# ~) T0 p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。
: H; b3 e2 o, M$ O2 导电炭黑的种类
6 }5 k1 ^0 @. [4 X) B 部分炭黑生产商的主要导电炭黑牌号见表1。
k; \7 F) C5 f$ d表1 部分炭黑生产商的主要导电炭黑牌号, [3 p- s$ w$ u5 ?7 t0 p( T8 Q' k# t* T
序号 生产商 导电炭黑牌号8 n* F7 c- h" f% L0 ]' c* f$ r
1 Cabot卡博特公司 BP2000,Vulcan P,Vulcan XC—72, BP2,BP7" |' A" c+ r- z% e
2 Degussa德固萨公司 Printex XE2B ,Printex L,L6,XE2) t r% p6 x) }3 \ V# b4 i
3 AKZO阿克苏公司 ketjen black EC-600JD,EC-300J: d2 ^2 [. ?8 Y% u1 b* l
4 Columbian哥伦比亚公司 Reven 14,16,975,SC,C$ C1 a: }$ H8 g0 o; x; u3 C( D- e
5 TIMCAL特米高公司 Ensaco350G,250G
6 P% u! k$ s0 J3 z9 D* A6 Agrofert爱格富公司 CHEZACAR-A,CHEZACAR-B- C' U5 v' t4 y' i
7 Mitsubishi三菱化成公司 3030#,3150#,3250#,3750#,3950#
5 x5 S, b& j! L( p" d0 u: h# i5 B8 KCB公司 40B1,40B2$ o( x# {5 I2 P7 I. X
9 九江亚米特石化有限公司 YML-100,YML-2009 X) u; \5 s$ b. Z& ]: P& B
10 临淄华光化工厂 HG-1P,HG-1B
j+ ^" E, y1 a4 F7 _) F11 中橡集团炭黑院 Vl, SL10
* {; e5 v) B" W# J# h' D, d6 H1 I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。
2 I* I- Y0 p+ F( z& B. Q$ v J- Q# v 3 导电炭黑的应用领域! o$ Y( F% Y7 k4 r9 l! b( A
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
8 r3 V9 @1 m; G 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。
/ ~8 @' t. j& S表2 高分子材料各类用途的体积电阻率
, m* o+ q1 R/ ]9 P; e& J类别 半导电 防静电 导电 高导电
/ e5 S# Q. V/ ^6 D$ J体积电阻率/Ω•cm 107~1010 104~107 102~104 10-3~102
0 d0 ]' I" k+ `: ~" u1 k+ Z表3 炭黑填充型导电高分子材料应用实例2 E6 |, Z3 I/ t$ {9 b! u) P
材料 应用实例 基材树脂# O) }5 Z* v9 p7 o5 a4 W. o1 @
半导电
* M9 V9 w( @$ l6 {材料 静电记录纸,感光纸9 d- I& b/ B8 S \$ A
电子设备外壳 合成涂料
0 D# S l) D7 ?* Z9 k塑料、橡胶料# g+ Y+ t3 r; { N }$ D
防静电
7 M2 b; V/ P( ^) {1 j0 p5 R材料 煤矿井下用管材
3 P$ K8 @# u; v$ H' X; w防静电成型品(外壳、片材)) Q6 b9 w; ?6 I' a8 C: D
防静电输送带及软管! w6 G6 ~5 }3 w& A% E) K/ h6 J' D& ]3 N
防静电胶辊,复印机辊,印刷机辊,5 M, B5 X% G) C/ t
防爆电缆,导电轮胎
! W! D- y) ~* u; E8 Z0 b与集成电路有关的搬运箱、保管用托架、盘、袋等 PE、PVC
% P% Q; b s8 I( N6 sPS、ABS 、PE、PVC
, `& I" Y: Y, N ^2 G弹性体4 A* k; W1 f! W0 X; x7 h/ Q
弹性体
) _% L! `7 b+ X弹性体! V+ V: K* B5 G1 w
PE、PVC、PP、PS、ABS; {- P d0 l7 I1 W/ i: v7 v
导电8 Y, G; V( r$ R% A! F
材料 面状发热体
7 Y# c- P( e! d" m' A( WCV电缆的半导电层/ f% x! _/ I& Q% t
导电薄膜 塑料类/ o; { @9 i# R4 i* z3 e
PE、EVA$ @1 W. D& @ F: Q+ E* [2 d) u
硅橡胶
4 i) L5 J1 `( }; ^" f% U高导电 o+ r( t: M3 U* ^( S* D
材料 电磁波屏蔽料 _! n% \+ S8 Z1 U6 M8 v3 m
导电油墨、涂料及粘结剂4 C! V- X- W( W) Z8 r
高端电子接点 塑料类
* T- o* ] [2 a树脂类. }2 }0 ~# d I+ y, A' A; J5 b0 k
硅橡胶! @* {1 U; p) `# f+ J: Q4 U
. i, y; [/ S1 ~2 s' q/ R 4 导电性的影响因素
) [7 A% {3 o4 D v7 D) p% V/ G4.1 炭黑性能的影响
. V! z E7 o+ X8 r: h& c6 D8 S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。! [5 g+ Z: n$ Z' [" u' ]8 H
炭黑结构的增加,高分子混合物的体积电阻率将减小。2 E- h% a: f \/ p6 _
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。
+ p2 P9 T2 Y1 F9 h( G5 i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。
; o! M) L* t7 Q' F2 B4.2 高分子材料的影响
" T% l- T6 p; w2 i+ a 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。- R" r) v, ]& s: J, W
4.3 加工条件的影响
9 g6 a @ L' z4 ?1 V; N* A4 ` 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。
7 L. }; J* i6 f' w1 A 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。, X2 D+ }0 @; I$ a; P
5 导电炭黑的选择. P# I- S$ G: n+ n+ z8 l
性价比是选择导电炭黑的重要指标。: u+ _7 K' u; Z p$ J
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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