질문: 열분해 카본블랙이란 무엇인가요?
열분해 카본블랙(일반적으로 ~로 불린다 PCB, 파이로-CB, 또는 rCB)는 고체이다 카본 블랙 폐타이어, 폐고무 또는 기타 탄소가 풍부한 폴리머 재료의 열분해를 통해 얻은 제품입니다.
열분해(일반적으로 산소 결핍 또는 저산소 조건에서 450~900°C) 과정에서 타이어에 원래 함유되어 있던 산업용 카본블랙(예: N330, N660 등)이 열분해됩니다. 그 결과 생성된 카본블랙은 표면이 열분해 오일, 타르, 다환 방향족 탄화수소(PAH) 및 기타 유기물로 코팅되고, 회분(ZnO, SiO₂, 황화물 등) 함량이 현저히 높아집니다. 따라서 "2차 카본블랙"이라는 이름이 붙었습니다.
질문: 버진 카본 블랙과 열분해 카본 블랙의 차이점은 무엇입니까?
| 목 | 버진 카본 블랙(VCB) | 열분해 카본 블랙(rCB) |
|---|---|---|
| 원천 | 석유/천연가스의 불완전 연소 | 폐타이어 열분해 부산물 |
| 금연 건강 증진 협회 | <0.5% | 10–20%(또는 그 이상) |
| 휘발성 물질 | <1.5% | 3–15%(잔류 타르, PAHs) |
| 표면적 | 등급에 따라 30~120m²/g | 원래는 비슷했지만 침전된 잔류물로 인해 감소했습니다. |
| 표면 활동 | 높은 | 낮음(치료 후 활성화 필요) |
| PAHs | 매우 낮음 | 더 높은 (벤조[a]피렌은 ppm 수준에 도달할 수 있음) |
| 가격 | 8,000~15,000위안/톤 | 2,000~5,000위안/톤(정제 후 6,000+) |
Q: 주요 응용 분야는 무엇입니까? rCB?
- 로우엔드: 연료(발열량 28~32MJ/kg), 시멘트 킬른 공동처리
- 중간 범위: 고무 필러(반강화, N550/N660 대체), 플라스틱 마스터배치, 컬러 마스터배치
- 하이엔드(개선 후): 타이어 트레드 컴파운드, 컨베이어 벨트 커버 고무, 고성능 고무 제품; N234, N339 등을 부분적으로 대체합니다.
질문: 원료 열분해 카본 블랙의 보강 성능이 낮은 이유는 무엇입니까?
왜냐하면:
- 표면은 비정질 탄소, 타르 및 PAH로 덮여 있어 감소합니다. 화학적인 고무로 접합 부위를 만듭니다.
- 높은 회분 함량(특히 ZnO, SiO₂)은 느슨한 구조와 낮은 분산성을 초래합니다.
- 넓은 입자 크기 분포; 응집체가 손상되거나 다시 응집됩니다.
Q: 주요 내용은 무엇입니까? 정제/가감 rCB에 사용되는 기술?
1. 고온 탈휘발화(2차 열처리):
800~1100°C 회전로 또는 유동층에서 표면 타르와 대부분의 PAH가 제거됩니다. 이는 기본적인 정제 단계입니다.
2.초미립분쇄 + 정밀성 공기 분류기 :
열분해 카본블랙은 d50 = 2.5–4.5 μm 및 d97 ≤ 10–15 μm로 분쇄됩니다. 공기 분류기 밀, 거친 재 입자와 응집물을 정확하게 제거합니다.
결과:
- 표면적이 증가합니다 15–40% (예: 50~60m²/g에서 80~110m²/g까지)
- DBP 오일 흡수 증가 20–40 ×10⁻⁵ m³/kg
- 분산성이 크게 향상되고 무니 점도가 감소합니다. 8–15 MU
- 회분 함량 감소 16%에서 11–13%로 (기계적 탈회)
3.산세척 탈회: HCl/H₂SO₄는 ZnO를 제거합니다. CaCO₃, 등; 재는 <5%까지 떨어질 수 있습니다.
4. 산화적 변형: HNO₃, H₂O₂, 오존은 표면 활동을 강화하기 위해 산소 함유 그룹을 도입합니다.
5.플라즈마/마이크로파 변형: PAH를 빠르게 제거하며, 효율성은 높지만 비용이 많이 듭니다.
6. 습식 과립화 + 표면 코팅: 고무 호환성을 개선하기 위한 Si69, A-189와 같은 실란 커플링제.
7.진공 연속 열분해 + 인라인 탈휘발: 프런트엔드 프로세스 업그레이드.
질문: 열분해 카본 블랙이 순수 카본 블랙을 완전히 대체할 수 있을까요?
아니요. 하지만 주요 보충제가 될 겁니다.
에 의해 2030:
- 글로벌 타이어 등급 카본블랙 수요 ≈ 1800만 톤
- 회수된 카본블랙(rCB) 공급: 150만~200만 톤, 또는 8–11%
- EU의 "지속 가능한 타이어" 정책은 다음을 요구할 수 있습니다. 5–10% rCB 함량
질문: rCB 산업이 직면한 주요 과제는 무엇입니까?
rCB는 환경적, 경제적 이점이 있지만 산업화는 여전히 다음과 같은 어려움에 직면해 있습니다.
- 성능 일관성:
폐타이어 원료의 변화로 인해 품질(입자 크기, 구조, 표면적)이 불안정해집니다. - 높은 회분과 유황 함량:
무기 잔류물(ZnO, SiO₂, 유황 화합물)은 고성능 응용 분야에서의 사용을 제한합니다. - 시장 수용성:
고무 및 타이어 산업은 긴 인증 주기를 필요로 하며, 시장의 신뢰는 아직 형성 단계에 있습니다.
질문: 일반 사용자는 rCB의 품질을 어떻게 판단할 수 있나요?
5가지 주요 지표를 살펴보세요(가능하면 제3자 테스트를 통해):
- 재(550°C): ≤10% (낮을수록 좋습니다)
- 가열감량(950°C): ≤2%
- 총 16가지 PAHs: ≤200ppm (타이어 등급 응용 프로그램용)
- DBP 흡수율: ≥90 ×10⁻⁵ m³/kg (구조 유지)
- BET 표면적: ≥80 m²/g (고급 등급의 경우 ≥100 m²/g)
열분해 카본블랙 i"폐기물 가치 창출"에서 친환경 고성능 강화재로 빠르게 진화하고 있습니다. 핵심은 첨단 후처리 기술과 규정 준수입니다. 향후 5년은 업계 재편과 품질 혁신의 황금기가 될 것입니다.
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— Emily Chen 게시