技术领域

本发明涉及一种高孔隙度炭黑、其制备方法及其制备装置，具体涉及一种利用气体作为氧化剂对炭黑进行“刻蚀”，从而得到高孔隙度炭黑的制备方法及制造装置。

炭黑是纳米结构的功能性填料，而多孔的炭黑有助于提高橡胶或塑料的导电性能。同样重量的炭黑分散在单位体积的聚合物时，因为炭黑表面多孔，增加导电通道，从而提高导电性。提高炭黑孔隙度最常用的方法就是延长炭黑在反应炉的滞留时间，从而延长尾气刻蚀炭黑表面的时间，但此方法存在的缺点是受到反应炉的长度或反应温度的限制，导致炭黑反应不稳定，无法满足生产高孔隙度炭黑的技术条件。另一种方法就是在炭黑原料中加入碱土金属离子，加速尾气对炭黑的刻蚀，但此方法会在炭黑表面留下杂质，从而会影响炭黑纯度和炭黑的加工性能。

CN109096798A公开了一种废轮胎热解炭黑微氧化活化方法，其特征在于，废轮胎经过破碎筛选后送入废轮胎热解炉进行400℃-500℃低温热解，同时热解工艺过程中产生的热解挥发物送入到冷凝装置；冷凝装置冷凝的热解油送入到热解油储存罐里储存，热解的气态产物经由储气罐送入催化燃烧炉；废轮胎热解炉中形成的热解炭黑送入微氧化活化炉，在通入微量空气的条件下，对热解炭黑进行500℃-800℃的表面微氧化活性处理，微量的氧气在热解炭黑表面堵塞孔隙的挥发分、碳质沉积物和结焦物质短暂接触，发生氧化反应，从而去除沉积物，露出内部的极性官能团，打开堵塞的孔道，活化结束后的改性炭黑排出，在此过程中产生的挥发分气体送入到催化燃烧炉中，与热解工艺过程中产生的热解的气态产物一起在催化燃烧炉里进行充分燃烧，产生的高温烟气少量与微量空气一道送回微氧化活化炉进行供能，大部分的高温烟气对废轮胎热解炉进行供能；废轮胎热解炉换热后的冷却烟气送入烟气净化装置进行处理，达标后排放。

此方法的缺点是1.热裂解炭黑未在惰性气体保护下，而是在空气环境中升温至500℃-800℃，在这种情况下，炭黑极易分解；2.通入空气对热解炭黑进行短暂接触，炭黑表面的挥发分及其它组分不能充分热解，反而还会分解掉一部分炭黑。

CN102007186B公开了一种提高炭黑表面积的方法，该方法包括：使具有第一BET氮气表面积的炭黑起始材料与氧化剂在流化床中在有效地形成具有大于所述第一BET氮气表面积的第二BET氮气表面积的炭黑产物的条件下接触，所述炭黑产物具有(i)600-1200m²/g或1500-1800m²/g的BET氮气表面积，和(ii)0.95-1.1的BET氮气表面积：STSA之比，其中所述STSA为统计厚度表面积。该专利没有公开孔隙率(即BET：STSA)为1.2-3.0的炭黑。