технічний вуглець або сажа використовується в лакофарбовій промисловості в якості чорного пігменту. Складається з 88 - 99,9% елементного вуглецю. Технічні характеристики і властивості технічного вуглецю визначаються вихідним сировиною і методом виробництва.
Відео: ПРОМИСЛОВИЙ ВІСНИК ВАТ "ЯРТЕХУГЛЕРОД"
Виробництво технічного вуглецю
Технічний вуглець (сажу) можна отримати двома способами: пиролизом (термічним розпадом) вихідного матеріалу або його спалюванням. Як вихідний матеріал (сировина), використовується паливо: рідке, газоподібне, іноді тверде. Технічний вуглець ацетиленовий виходить в результаті переробки ацетилену, газовий - природного газу. Форсуночний і ламповий технічний вуглець виробляють з рідкого палива. Крім того, форсуночний і ламповий технічний вуглець є відходом виробництва при коксуванні вугілля і піролізі нафти.
Найбільш широко використовується технічний вуглець форсуночний, ацетиленовий, ламповий і газовий (спеціальний, термічний, канальний та пічного).
Властивості технічного вуглецю
Пігментний технічний вуглець може мати первинну або вторинну структури. Первинна - це основна структура, безліч частинок сферичної (або близькою до неї) форми. Первинна структура може під впливом певних факторів переходити у вторинну. Частинки вуглецю міцно з`єднуються поміж собою, утворюючи ланцюжки, розгалуження. При взаємоз`єднання ланцюжків можливе утворення вторинної сітчастої структури. При використанні технічного вуглецю в якості чорного пігменту для виробництва лакофарбових матеріалів наявність вторинних структур вкрай небажано, тому що вони знижують пігментні властивості сажі.
Технічний вуглець володіє виключно високим ступенем дисперсності. Розмір частинок пігменту становить від 0,01 до 0,6 мкм. Завдяки високому ступеню дисперсності питома поверхня порошку може досягати 300 м2/ Г. Від дисперсності залежить і глибина кольору, маслоемкость пігменту. Чим менше розмір часток порошку, тим чорний колір більш глибокий. І, відповідно, тим вище маслоемкость технічного вуглецю. Залежність інтенсивності від дисперсності має дещо інший характер. Зростає інтенсивність пігменту при зменшенні розміру часток аж до 0,025 мкм, далі йде поступове зниження інтенсивності.
Технічний вуглець є хорошим адсорбентом. Хімічним станом поверхні частинок порошку в чому визначаються властивості пігменту. В процесі виробництва частки технічного вуглецю реагують з киснем повітря, утворюючи складні з`єднання. Якщо в пігментному технічному вуглеці міститься невелика кількість комплексів, величина рН водної витяжки може досягати значень 9,0 - 11,0. В цьому випадку рН визначається домішками солей лужноземельних і лужних металів, які залишаються на поверхні частинок вуглецю після його промивання (охолодження). Високий вміст комплексів свідчить про кислотному характер водної витяжки технічного вуглецю. рН при цьому становить 3,5 - 4,6.
Відео: Завод Технічний Вуглець. S.t.a.l.k. c GBlack.
Адсорбований кисень на поверхні частинок пігменту може послужити причиною самозаймання технічного вуглецю. Цій загрозі піддаються і довго зберігаються пасти технічного вуглецю на основі рослинних масел і оліфи, які легко окислюються. Для запобігання утворенню комплексів з киснем, при диспергування технічний вуглець обробляють поверхнево-активними сполуками (ПАР). Завдяки обробкою ПАР підвищується глибина кольору пігменту. Після диспергування в присутності поверхнево-активних сполук отримують водні дисперсії або суховальцьованих пасти (СВП). Поверхня кожної частинки в цих пастах і дисперсіях очищена від зайвого кисню. На лакофарбові виробництва технічний вуглець надходить у вигляді дисперсій і суховальцьованих паст. Безпосередньо в процесі виробництва лакофарбових матеріалів технічний вуглець розбавляють за допомогою розчинників і вводять в необхідної концентрації в майбутню емаль або фарбу.
Розподіл в плівкоутворювальній речовині технічного вуглецю - досить складний процес і чим частинки дрібніше, тим домогтися однорідності емульсії важче. Освіта дисперсії відбувається легше при наявності сполук кисню і вуглецю. Поліпшується смачиваемость порошку, лакофарбовий матеріал набуває велику стабільність і пофарбована поверхня - глянець.
Відео: Omsk Carbon Group - The Art of Creating Black
Технічний вуглець передає цінні властивості лакофарбового матеріалу. Сажа має високу термостійкість, стійка до впливу світла і багатьох хімічних сполук. Технічний вуглець має здатність поглинати ультрафіолетове, інфрачервоне випромінювання і світло видимої частини спектра. Завдяки цьому емалі і фарби на його основі відрізняються високою атмосферною стійкістю, захищаючи поверхню від корозії.
Застосування технічного вуглецю
Переважна більшість технічного вуглецю, виробленого промисловістю, використовується для виробництва пластичних мас і гум. Матеріал служить підсилює компонентом. Близько 70% всього виробленого технічного вуглецю застосовується у виготовленні гуми для автомобілів (шин). Незначну частину матеріалу використовує поліграфічна промисловість.
У лакофарбової галузі технічний вуглець застосовується при виробництві сірих і чорних атмосферостійких емалей і фарб.
