固体水玻璃、高分散白炭黑可行性研究报告

固体水玻璃、高分散白炭黑可行性研究报告内容摘要：

它既可与间苯二酚甲醛树脂并用构成 RFS 粘合体系，增加镀铜钢丝与橡胶的粘合；也可有机钴盐并用构成沉淀白炭黑／钴和沉淀白炭黑／树脂／钴粘合体系。 这两个粘合 体系在热、湿气和盐水老化前后的粘合力均随沉淀白炭黑用量的增加而呈线性增加。 用高分散性、比表面积小的沉淀法白炭黑补强的溴化丁基胶气密层，其耐透气性、耐疲劳性、低生热性、 300%定伸应力、扯断伸长率和拉伸强度，均比炭黑及普通沉淀法白炭黑补强的优越。 环氧化天然橡胶、沉淀法白炭黑、溴化丁基胶的并用胶，可显著地提高气密层与胎体间的粘合力。 高分散沉淀法白炭黑硅橡胶中的应用：硅橡胶是一种非结晶性结构，分子间的引力非常低，故未经补强的硫化制品强度极低，如拉伸强度约为 ，无实用价值。 因此必须用填料补强，在补强 剂中最常用最有效的补强填料就是高分散白炭黑。 高分散白炭黑加入硅橡胶后，它的拉伸强度可提高 40～ 50 倍，耐热性和电性能也有所改善。 以前多采用气相法白炭黑，因价高量少，现大多数厂家都用价格低廉的高分散沉淀法白炭黑来代替气相法白炭黑。 硅橡胶按其硫化机理分为高温硫化硅橡胶（热硫化硅橡胶）和室温硫化硅橡胶两大类。 热硫化橡胶（ HV）主要用于制造硅橡胶制品。 一般是将生胶与高分散超细SiO硫化剂及其他助剂一起经混炼后即成硅橡胶混炼胶，然后再加工成各种硅橡胶制品。 导电按键（ key pads）已成为热硫化硅橡胶的最大 用户。 目前，随着我国国民经济的发展，特别是热硫化硅橡胶在电子电气、办公自动化设备及汽车工业等领域应用的不断拓展，对热硫化橡胶的需求正以每年不低于 20%速度增长。 室温硫化硅橡胶（ RV）主要作为粘接密封剂、罐封材料和模具。 其中用量最大的种类是应用于建筑及装饰市场的密封剂产品（俗称“玻璃胶”），主要适用于如玻璃幕墙以及高层建筑等新型建筑形式的粘接密封要求。 有机硅密封胶的典型应用场合之一是玻璃幕墙。 将玻璃与铝合金框架用有机硅结构胶粘接作为外墙装饰材料，伸缩缝也用有机硅作为防水密封。 其它方面的应用还包括用于铝合金门窗和塑钢门窗的周边密封，玻璃安装及移动槽的拼缝、铆钉及固定螺丝的密封：厨房、浴室、洗手间的卫生洁具及台面、墙体、家具之间的防水密封；水族馆、天棚、金属盖顶、橱窗、柜台、护墙板、彩钢板的密封；用于高等级公路板间的防水嵌缝密封等。 室温硫化硅橡胶采用白炭黑补强与热硫化硅橡胶基本相同，由于它是作为浇注、浸渍、封装、涂复和嵌缝等密封材料，因此白炭黑用量要比热硫化硅橡胶少得多，这样可保证胶料具有一定的粘度、流动性和触变性以便于施工操作。 硅橡胶专用高分散白炭黑：其代表产品有日本シリヵ工业株式会社生产的牌号为 LP 产品， 法国罗地亚生产的牌号为 132 产品， PPG 公司 928 等。 高分散沉淀白炭黑在涂料中的应用：以前多采用气相法白炭黑作增稠剂、防沉剂和消光剂运用于涂料中，但是近年来的研究和实践表明高分散沉淀白炭黑在这些领域中同样是大有作为的。 高分散沉淀白炭黑在涂料中可作消光剂是因为它能使涂膜表面变粗糙，不均匀的表面和微弱的粗糙度会造成光的散射，因而降低了光泽，起到了消光作用。 随着新技术的发展，用蜡对白炭黑进行表面处理，改善它的分散性能，克服了易产生凝聚沉淀的弊病，保留了白炭黑消光效率高的特性，同时也赋予了手感好、耐划伤性强等优点。 目前，用蜡处理的高分散沉淀白炭黑是涂料工业最好的一种消光剂。 消光剂专用高分散超细白炭黑产品：其代表产品有美国 GRACE 公司生产的 ED ED50、 C906C90 C8 W300、 W500、 W900系列；法国罗纳 普朗克公司生产的 34M；德国迪高沙公司生产的 41 500、R970、 S100 系列；日本德山槽达株式会社生产的 K500 等。 高分散沉淀法白炭黑在牙膏中的应用：高分散沉淀法白炭黑是目前牙膏用摩擦剂的主要品种，高分散沉淀法白炭黑总表面积大、吸附能力强、吸附物质也多、颗粒均匀，有利于提 高透明度，因其性质稳定，无毒无害、是较好的牙膏原料。 高分散沉淀白炭黑在牙膏中应用时间不长，但已显示出多种功能。 首先可充当缓蚀剂、增稠剂，还可作触变剂和摩擦剂，越来越多的牙膏厂家已选用国产高分散沉淀法白炭黑。 作为这个产品有两个要求：一是制品的纯度要达到医药级；二是要求有一定的粒度和摩擦性。 其代表产品有美国 PPG 公司透明牙膏专用白炭黑产品，法国罗地亚法国罗纳－普朗克公司透明牙膏专用白炭黑产品等。 高分散沉淀法白炭黑用作化妆品抗紫外剂：对于化妆品而言，要求对紫外光屏蔽能力强，最好是既能防护 UVB，又能防 UVA。 紫 外光屏蔽要求两个方面，一是紫外光吸收，二是紫外光反射。 高分散沉淀法沉淀法白炭黑添加到化妆品中具有吸收和反射双重作用。 此外，高分散沉淀法白炭黑在医药、食品、油墨、电池、催化剂载体、聚合树脂、电子封填材料等领域的应用也越来越广泛。 可以预见，随着科学技术的迅猛发展，高分散沉淀法沉淀白炭黑用途也越来越广泛，其市场容量迅速增长，前景光明。 产品国内外市场供需和消费硅酸钠 目前，以硅酸钠为主要硅系列产品，其产量占整个可溶性硅酸盐的 90%以上。 硅酸盐作为无机化学产品的一个部类，由于其原料来源广泛、价格低廉、应 用范围广、无毒及耐高温等优点，其产量仅次于硫酸、合成氨和纯碱，在无机化学工业产品中，占有重要的地位，并且越来越受到世界各国的重视。 美欧主要硅酸钠的生产企业及其生产能力列于表 25表 25美欧主要硅酸钠生产企业及生产能力 美国主要生产企业 生产能力（ 0kt/a） 欧洲生产企业 生产能力 （ 0kt/a） PQ， corp. 50 Henkel， GE 20 Oxychem 26 Crosfield， GB 15 PPG 20 Rhodia， FR 10 14 Foret，SP 10 Albemarle 11 ICI， GB 6 Crosfield， HOL 5 INEOS Silicas AK20 chemicals， hol 4 DuPont 4 Ausimont， ItL 4 Vinings industries IKF， GE 4 美国国内销售的硅酸钠以液体产品为主占 90%以上余下为粉状、粒状、片状及玻璃体等固体产品。 在美国，硅酸钠主要用作洗涤剂和粘合剂，两者约占总产量的一半。 其中38%用于洗 衣粉、肥皂、洗涤剂工业； 15%用于催化剂制造； 12%用于瓦楞纸粘合；7%用于弹性体； 5%用于食品卫生行业； 3%用于涂料； 3%用于农业。 其次的用途是制造硅酸钠的深加工产品如硅胶和分子筛，还可用作钛白颜料包膜剂、钻井泥浆胶凝剂、矿石浮选添加剂、建筑材料的防水防火剂，以及油漆、橡胶、沥青制品的成膜剂等等。 国内主要水玻璃生产厂家列于表 26。 表 26 国内主要水玻璃生产厂家 水玻璃生产厂家 生产能力（ 0kt/a） 青岛东岳水玻璃有限公司 20 南平嘉联化工有限公司 12 湖南株洲兴隆化工实业有限公司 7 青 州祥利水玻璃有限公司 8 山东海化集团有限公司 15 淄博社会福利水玻璃厂 10 唐山大唐化工有限公司 6 滕州市辛绪化工原料有限公司 8 上海星火化工有限公司 焦作鑫安集团有限责任公司 4 重庆胜利化工厂 4 三明市丰源化工有限公司 6 开封东大化工集团有限公司 3 福建清流津诚化工有限公司 5（ 2020 年投产） 硅酸钠是硅酸盐的代表，其产能和产量在所有硅酸盐中最大，这主要是因为硅酸钠通常是下游硅酸盐的基础原料。 硅酸钠用途也非常广泛，几乎遍及国民经济的各个行业。 在化工行业 ，硅酸钠被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠等各种硅酸盐类产品，它是硅化物的基本原料。 在轻工行业，硅酸钠是洗衣粉、肥皂等洗涤产品中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织行业，硅酸钠可用于助染、漂白和浆纱；在机械行业，硅酸钠广泛用于铸造、精密铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业，硅酸钠可用于制造快干水泥、耐酸水泥、防水剂、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面，硅酸钠是生产硅肥的原料。 另外硅酸钠作为粘合剂，广泛应用于纸板 瓦楞纸 纸箱的粘合剂。 截止到 2020 年底 ，国外硅酸钠的消费量达到了 4400kt， 2020～ 2020 年国外硅酸钠消费增长率为 %。 主要消费地是美国、西欧、亚太地区、加拿大。 硅酸钠生产工艺可分为干法和湿法两种。 干法生产固体硅酸钠，即将石英砂、纯碱，按一定比例混合送至窑炉中，经高温煅烧熔化出炉，水淬后包装即为固体硅酸钠。 固体硅酸钠有利于运输、贮存。 在一定温度、压力下，固体硅酸钠溶化成所需规格的液体即为液体硅酸钠；湿法生产硅酸钠采用液体氢氧化钠与粉状石英砂经高温及特定压力的反应罐溶解后，经过滤、浓缩等处理，生产出所需规格的液体产品。 硅酸钠有许多 的衍生物产品，在经济发达国家已经研制开发出 40 多个系列品种，有的已应用到航天、通讯等高科技领域。 而我国仅有十余种硅酸钠的深加工产品。 硅酸钠的深加工产品具有较高的科技含量，如果能在生产硅酸钠的基础上再进行投资开发生产其深加工、精细化的产品及专用产品，由原料型产品向应用型产品转化，走多品种、多规格、系列化的持续发展道路，不仅减少包装、存储、运输等费用，降低成本，又具有较高的技术附加值。 我国的硅酸钠产品与日本、美国有所差异，有些领域几乎为空白。 产品主要用于肥皂工业，起填充、漂白、洗净、沉淀、硬水软化、缓冲等作用； 纺织工业中起渗透、洗净、媒染、填充、强化等作用； 纸工业中起接触、填充、粘着、平滑等作用； 建筑业中起硬化、快干、防漏、防热、防火、人造石、室内装璜等用途； 机械工业中起翻砂、造模等作用； 陶瓷工业中起渗透、填充、防漏、防裂、耐火等作用。 按所用比重分类：机械铸造业约占 20 %；粘合剂约占 25 %；化工原料用水玻璃约占 50 %；织物处理约占 1 %；水处理约占 1 %；其它约占 3 %。 （ 2）绿色轮胎专用高分散白炭黑在第二次世界大战期间，开始实现工业化生产。 年世界沉淀法白炭黑生产能力约 0kt，气相法高分散白炭黑约 0kt； 200年沉淀法白炭黑为 00kt，气相法高分散白炭黑约 100kt；其间年均增长率约为 .8%。 橡胶：橡胶补强应用是白炭黑最大的市场，年需求为 800kt，接下来是食品、塑料和其它应用。 以上所有业务正以年均 6％ 8％的速度增长。 白炭黑在橡胶上的应用主要分为三部分，硅橡胶用 70kt 左右，轮胎用 250kt 运动鞋 250kt。 罗地亚公司和德固萨公司是全球白炭黑生产的领先企业，各有 350kt 的生产能力。 法国罗地亚生产能力共 ；美国的 公司生产能力共 110kt，美国的休伯公司生产能力共 70kt；此外 还有荷兰阿克苏公司沉淀法能力 ；日本的德山曹达和白炭黑公司（能力 和。 其中德古萨、罗地亚和 3 家公司的沉淀法生产能力，占国外沉淀法总能力的 70% 以上。 我国沉淀白炭黑生产始于 1958 年，第一套沉淀法白炭黑工业化装置在广州人民化工厂建成投产，但规模甚小。 到 1984 年有 10 多家企业生产，年生产能力为 3500，产量为 2600。 随着上世纪 80 年代国内胶鞋生产的迅速发展，特别是1989 年南昌引进的 0kt 级沉淀白炭黑装置投产以后，到 1990 年有 30 多家企业生产，年产能力约 30kt，产量 20kt。 2020 年全国有 100 多个企业生产，年产能约 ，产量约。 2020 年全国有 40 多个企业生产，年产能约 650kt，产量为 550kt 左右。 全国有 0 多个企业生产，年产能约 0kt，产量为 0kt 左右。 产品除满足国内需求外，出口 150kt。 但我国所生产的产品基本上为普通沉淀法白炭黑产品，主要用在制鞋行业和轮胎工业，作为普通浅色橡胶制品的补强剂。 由于品种单一，生产能力大于实际需求，造成国内普通沉淀法白炭黑产品价位持续走低的局面，大部分生产小厂已处于停产状态，与此同时，随着人民 生活水平的提高，国内高档制鞋和高性能轮胎行业迅猛发展，国内电子通讯行业高速发展，国内硅橡胶制品、亚光涂料等生产企业对高分散沉淀白炭黑的需求迅猛增加，以代替价格昂贵的气相法白炭黑。 但这。