一种电缆屏蔽料用炭黑及其制造方法

技术领域

本申请涉及导电炭黑的领域，尤其是涉及一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑及其制造方法。

背景技术

塑料是常见的包装材料，具有高绝缘性,因此塑料常用作于高压交联电缆屏蔽层的材料，可有效防止外界电磁辐射对电缆信号的干扰。而正是由于塑料的绝缘性很高，塑料表面富聚的静电电荷不易排除,会形成高达几万伏的静电高压,所以像用于高压交联电缆屏蔽层、以及包装电子器件产品的塑料薄膜,其表面的积存大量的静电将会使其包装的电缆和电子产品发生损坏。

而由于导电碳黑具有较低的电阻率，能够使橡胶或塑料具有一定的导电性能，能够用于不同的导电或抗静电制品，以广泛用于高压交联电缆的屏蔽料以及其它需要进行静电防护的地方。目前主要的炭黑生产方式有热解法、热氧化法、物理法，其中热解法是指将烃类原料(如重油、煤油、天然气等)在高温下裂解，生成炭黑和气体。

炭黑的粒径、聚集体结构、表面活性、纯净度是影响炭黑自身导电性能的重要因素。粒径越小，越利于炭黑导电性能的提高，但在用于导电塑料制品时，若炭黑粒子过小，因塑料塑化后剪切力小，炭黑在塑料粒子中的分散性差，而使得导电塑料制品的电学性能降低，故而合适的粒径大小更利于导电性能的提升，粒径的大小可以用吸碘值来表征。聚集体结构可用DBP吸油值来表示，DBP值高时炭黑呈现链支状结构，炭黑易分散于塑料中，有利于形成导电网络通路，导电性较好。炭黑的甲苯透光率越高，表示炭黑表面物质越少，导电性能越好。炭黑的纯净度即炭黑中的水分，灰分，筛余物的含量越低，炭黑的导电性能越好。

然而，通过上述现有的方式生成的炭黑有着电导率低、稳定性差等问题，主要是因为生成导电炭黑的聚集体结构度不高，炭黑链支不够发达且容易断裂，加之对导电炭黑的粒径、甲苯透光率和纯净度控制不得当，使得导电炭黑应用在电缆中的导电通道容易被破坏，使得导电炭黑的电阻率偏高，导致导电炭黑对高压交联电缆的屏蔽料以及其它电子产品的静电防护效果较差。

发明内容

为了提供导电炭黑的导电性能，本申请提供一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑及其制造方法。

本申请提供的一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑采用如下的技术方案：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑，所述炭黑的吸碘值为51-55、吸油值为115-122、甲苯透光率≥99％、水分≤0.3％、灰分≤0.2％、325目筛余物≤30mg/kg、电阻率≤900μΩm。

通过采用上述技术方案，上述吸碘值的炭黑粒径大小能够使得炭黑在提高比表面积的同时不是降低其在塑料粒子中的分散性，使得炭黑具有更好的导电性能；上述吸油值的炭黑的聚集体结构度高，炭黑链支发达且不容易断裂，使得导电炭黑应用在电缆中的导电通道不易被破坏，从而提高了炭黑的导电性能；上述甲苯透光率的炭黑表面活性较好，具有更好的导电性能；上述水分、灰分和325目筛余物的含量能够炭黑具有较高的纯净度，从而提高炭黑的导电性能。

第二方面，本申请提供的一种炭黑的制造方法采用如下的技术方案：

一种炭黑的制造方法，包括以下步骤：

将煤气与净化预热后的空气混合后燃烧，产生燃烧气流，所述煤气和净化预热后的空气的流量比为1：(7.5-8.5)；

将质量浓度为0.08％-0.12％的碳酸钾溶液、预热至220-240℃后的原料油与上述燃烧气流混合，所述原料油汽化裂解得到含有炭黑的气流；再向含有炭黑的气流内沿着气流的流向多位点通入预热后的空气，进行二次燃烧反应，每个所述位点通入的预热后空气的流量是最初通入空气流量的2.5％-3％；

将水直接喷入二次燃烧反应后的气流中，终止反应，使炭黑冷却并进行汽化，过滤收集得到硬碳；

将所述硬碳粉碎成碳粉，将所述碳粉与去离子水、粘结剂进行混合，造粒得到湿炭黑粒子，经干燥、清磁后得到炭黑。

通过采用上述技术方案，煤气和空气燃烧后会产生热量稳定的燃烧气流，原料油在燃烧气流的作用下迅速汽化，并进行裂解反应得到含有炭黑的气流，碳酸钾的钾离子会附着在炭黑粒子表面，使炭黑粒子相互排斥，抑制炭黑粒子的聚集，从而达到控制炭黑体聚集体结构的目的。通过调节二次反应风量，使得含炭黑的气流与预热后的空气进行二次燃烧反应，来减少炭黑表面的活性物质和烃类物质含量，提升炭黑的甲苯透光率；同时二次燃烧后提供的热量使炭黑粒子之间运动加剧，相互碰撞几率提高，最终时炭黑的结构提高，链支发达，利于炭黑导电性能的提升。经过对含炭黑的气流进行冷却、过滤、造粒、干燥后即可得到导电性能较高的炭黑。

可选的，所述燃烧气流的温度范围为1800-2000℃。

通过采用上述技术方案，燃烧气流的温度维持于1800-2000℃之间能够为原料油的裂解提供稳定的热量，使得使得原料油裂解产生的炭黑粒子的粒径能够保持在合适的粒径范围。

可选的，所述原料油采用100％蒽油。

通过采用上述技术方案，原料油裂解形成炭黑需要先经历芳烃化的过程，蒽油的芳烃含量能够达到90％左右，以此缩短原料油裂解的反应过程，加快裂解速度。

可选的，所述原料油与净化预热后的空气的流量比为1：(0.3-0.5)，所述碳酸钾溶液与净化预热后的空气的流量比为1：(0.003-0.005)。

通过采用上述技术方案，上述原料油和空气的流量比、碳酸钾和空气的流量比，能够使得原料油能够进行相对充分完全的裂解，以及能够碳酸钾能够相对更适当地调节炭黑的聚集体结构度。

可选的，所述粘结剂包括质量比为1:(8-10)的木质磺酸钠和去离子水；所述碳粉与离子水、粘结剂通入量的比值为1000:(1450-1550):(8-9)。

通过采用上述技术方案，上述组分含量的粘接剂、以及碳粉与离子水、粘结剂的通入量比值，能够使得炭黑具有合格的粒子强度的同时，具有更好的分散性能，从而提升炭黑的力学性能和导电性能。

可选的，所述对二次燃烧反应后的气流进行冷却的水为去离子水。

通过采用上述技术方案，使用去离子水进行冷却能够降低最后制得的炭黑的灰分，从而提升炭黑的纯净度。

可选的，对输入的原料油进行过滤处理，所述过滤处理包括依次进行的20目过滤处理、50目过滤处理和80目过滤处理。

通过采用上述技术方案，上述过滤处理能够对原料油中的泥土、沙石等机械杂质、树脂等胶体杂质进行筛除过滤，使得炭黑的筛余物含量能够控制在30mg/kg以下，以使得炭黑具有较高的纯净度。

第三方面，本申请提供的一种炭黑的制造系统采用如下的技术方案：

一种炭黑的制造系统，包括反应炉和泵油件，所述反应炉内依次设置有相互连通的燃烧室、喉管段、二次反应段和第一急冷段，所述燃烧室还连通设置有喷枪，所述喷枪用于喷射碳酸钾溶液；所述第一急冷段通过管路连接有主袋滤器，所述主袋滤器连接有粉碎机，所述粉碎机的出口端依次连接有收集滤袋、造粒机和干燥机。

可选的，所述燃烧室设置有进空气端和进煤气管，所述进煤气管同轴心外套于燃烧室，所述燃烧室的室壁开设有多个煤气通道，所述煤气通道同时连通于燃烧室内腔和进煤气管，多个所述煤气通道的轴线均相对燃烧室内腔的径线呈30度。

通过采用上述技术方案，煤气呈30度角度旋转进入燃烧室，燃烧火焰以旋流前进，能够增加煤气和空气气流的运动剧烈程度，以使得煤气和空气的混合燃烧更加均匀，以提升形成的高温燃烧气流在进入喉管段前的温度稳定性，以能够为原料油裂解提供稳定的热量。

可选的，所述进煤气管包括多个支管，多个所述支管环绕燃烧室的中心轴线分布设置，多个所述支管分别对应连通于多个煤气通道。

通过采用上述技术方案，多个支管和多个煤气通道使得进入燃烧室后的煤气分布更加均匀，以进一步使得煤气和空气的混合燃烧更加均匀。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过调节二次反应风量，使得含炭黑的气流与预热后的空气进行二次燃烧反应，来减少炭黑表面的活性物质和烃类物质含量，提升炭黑的甲苯透光率；同时二次燃烧后提供的热量使炭黑粒子之间运动加剧，相互碰撞几率提高，最终时炭黑的结构提高，链支发达，利于炭黑导电性能的提升；

2.碳酸钾的钾离子会附着在炭黑粒子表面，使炭黑粒子相互排斥，抑制炭黑粒子的聚集，从而达到控制炭黑体聚集体结构的目的；

3.煤气呈30度角度旋转进入燃烧室，燃烧火焰以旋流前进，能够增加煤气和空气气流的运动剧烈程度，以使得煤气和空气的混合燃烧更加均匀，以提升形成的高温燃烧气流在进入喉管段前的温度稳定性，以能够为原料油裂解提供稳定的热量。

附图说明

图1是本申请实施例的系统流程图。

图2是本申请实施例中反应炉和空气预热器的结构示意图。

图3是本申请实施例中燃烧室和进煤气管的剖视结构示意图。

附图标记：1、反应炉；11、燃烧室；111、进气端；12、喉管段；13、二次反应段；131、空气调节阀；14、第一急冷段；141、进水阀：2、进煤气管；21、支管；3、煤气通道；4、喷枪；5、空气预热器。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造系统。参照图1，炭黑的制造系统包括依次连接的原料油预处理件、反应炉、空气预热器、第二急冷段、主袋滤器、风送系统、粉碎机、收集滤袋、造粒机、回转干燥机和多级清磁设备，原料油预处理件的出油端连接于反应炉的进油端。

参照图1和图2，反应炉内依次设置有燃烧室、喉管段、二次反应段和第一急冷段。燃烧室设置有进空气端，燃烧室的内腔轮廓呈圆柱状。燃烧室连通设置有连通设置有喷枪，喷枪用于喷射碳酸钾溶液。

参照图2和图3，燃烧室还设置有进煤气管，进煤气管同轴心外套于燃烧室，燃烧室的室壁开设有多个煤气通道，多个煤气通道环绕燃烧室内腔的中心轴线间隔设置。煤气通道同时连通于燃烧室内腔和进煤气管，多个煤气通道的轴线均相对燃烧室内腔的径线呈30度。

参照图2和图3，进煤气管包括多个支管，多个支管均固定于燃烧室的外壁，且多个支管环绕燃烧管燃烧室的中心轴线分布设置，多个支管分别对应连通于多个煤气通道。

将净化预热后的空气通过进空气端通入燃烧室内，同时将煤气通过多个支管和多个煤气通道进入燃烧室内，煤气与净化预热后的空气在燃烧室内混合完全燃烧，产生燃烧气流。

多个支管和多个煤气通道使得进入燃烧室后的煤气分布更加均匀，以使得煤气和空气的混合燃烧更加均匀；且煤气呈30度角度旋转进入燃烧室，燃烧火焰以旋流前进，能够进一步增加煤气和空气气流的运动剧烈程度，以进一步使得煤气和空气的混合燃烧更加均匀，以提升形成的高温燃烧气流在进入喉管段前的温度稳定性，以能够为原料油裂解提供稳定的热量。原料油在稳定的一定范围内的热量下进行裂解，能够使得原料油裂解产生的炭黑粒子的粒径能够保持在合适的粒径范围，以使得得到的炭黑的导电性能更好。

喉管段内设置有喷烃室，燃烧室的内腔连通于喷烃室，二次反应段和第一急冷段均设置有烟气通道，二次反应段的烟气通道连通于喷烃室，第一急冷段的烟气通道连通于二次反应段的烟气通道。喷烃室设置有进油通道，原料油预处理件的出油端连通设置于进油通道。

参照图1，原料油预处理件包括依次连接的油罐、一级油过滤器、油泵、油预热器、二级过滤器和三级过滤器，一级油过滤器的过滤目数为20目，二级油过滤器的过滤目数为50目，三级油过滤器的过滤目数为80目。三级油过滤器的出油端连通设置于进油通道。

一级油过滤器、二级油过滤器和三级油过滤器对原料油中的泥土、沙石等机械杂质、树脂等胶体杂质进行筛除过滤，使得原料油中的筛余物的含量低于30mg/kg，再通过油预热器对原料油进行预热至220-240℃，再将原料油喷入喷烃室。

喷入喷烃室的原料油和来自燃烧室的高温燃烧气流混合，原料油迅速汽化在裂解反应室得到含有炭黑的高温气流；并且原料油经预热后能够加速原料油在高温燃烧气流中的裂解。经过三级过滤后的原料油裂解产生的炭黑的纯净度较好，使得炭黑的导电性能也更好。

参照图2，二次反应段设置有多个空气调节阀，本申请实施例中设置为四个空气调节阀，四个空气调节阀沿烟气通道的轴线间隔设置，四个空气调节阀均连通于烟气通道，四个空气调节阀用于控制通入二次反应段内的预热后空气的风量。

通过调节多个空气调节阀，在二次反应段中通入预热后的空气，来减少炭黑表面的活性物质和烃类物质含量，从而控制炭黑的甲苯，以提升炭黑的甲苯透光率。同时二次燃烧后提供的热量使炭黑粒子之间运动加剧，相互碰撞几率提高，最终时炭黑的结构提高，链支发达，利于炭黑导电性能的提升。

参照图2，第一急冷段设置有多个进水阀，多个进水阀沿着烟气通道的轴线间隔设置，多个进水阀均连通于烟气通道，进水阀的出水方向沿轴向顺喷。

将急冷水通过进水阀直接喷入含有炭黑的高温气流中，终止反应，使烟气迅速冷却到700-740℃并进行汽化。第一次急冷时，开启远离二次反应段的进水阀进行喷水，以此来延长炭黑反应时间，以极大地减少炭黑表面的有机基团和油膜，以尽可能保证炭黑的甲苯透光率≥99％。

参照图1，为对烟气的热量进行回收，第一急冷段连接有空气预热器。空气预热器设置有烟气进口、烟气出口、空气入口和空气出口，空气预热器的空气出口通过管路分别连通设置于二次反应段的空气调节阀和燃烧室的进空气端。空气预热器的烟气进口连通设置于第一急冷段的烟气通道出口，空气预热器的烟气出口通过管路依次连接有余热锅炉和原料油预热器，最后连接于主袋滤器。

第二急冷段即为主袋滤器和原料油预热器之间的管路，第二急冷段也设置有进水阀，进水阀连通于主袋滤器和原料油预热器之间的管路，用于对主袋滤器和原料油预热器之间的管路内部进行喷水冷却。

700-740℃的烟气在空气预热器内于空气进行换热，以对输入燃烧室和二次反应段的空气进行预热；烟气的热量还能用于余热锅炉和油预热器，以将烟气的热量回收并利用于原料油预热和其他需要热量的地方，上述均能实现对烟气热量的充分回收利用，提升了环保性。

第二急冷段对进行热量回收后的烟气冷却至265-280℃后进入主袋滤器，以便于收集得到硬碳。风送系统将从主袋滤器收集到的硬碳风送至粉碎机中，硬碳在粉碎机中粉碎成小于325目的碳粉，再经收集袋滤收集后与去离子水、粘结剂进行混合在造粒机中造粒得到预设要求的湿炭黑粒子。最后由回转干燥机对从造粒机出来的湿炭黑粒子进进行干燥，得到干炭黑。干燥后的炭黑进入后部多级清磁设备，最后进入成品罐包装储存。

参照图1，为进一步提升系统的环保性，主袋滤器的尾气排出端连接有尾气燃烧炉，尾气燃烧炉的出气端连接于回转干燥机的进热气端。将主袋滤器排出的尾气送到尾气燃烧炉与新鲜空气混合燃烧，燃烧产生的热气体进入回转干燥机湿炭黑粒子。这样能够对主袋滤器排出的尾气的热量进行最后的回收，以用于干燥炭黑，进一步提升系统的环保性。

一、实施例：

实施例1：

将净化预热后的空气通过燃烧室的进空气端通入燃烧室内，同时将煤气通过多个支管和煤气通道通入燃烧室内，煤气和净化预热后的空气的流量比为1：8，净化预热后的空气的温度为700℃。煤气与净化预热后的空气在燃烧室内混合后完全燃烧，产生燃烧气流，燃烧气流的温度为1900℃；

油泵从油罐内朝向喷烃室泵入原料油，原料油采用100％蒽油。原料油经一级油过滤器、二级过滤器和三级过滤器依次进行20目过滤处理、50目过滤处理和80目过滤处理后，原料油的筛余物控制在30mg/kg以下；同时原料油经过油预热器预热至230℃；

将质量浓度为0.1％的碳酸钾溶液通过喷枪喷入燃烧室，再随着燃烧气流通入喷烃室内与上述原料油进行混合，原料油与空气的流量比为1：0.4，碳酸钾溶液与净化预热后的空气的流量比为1：0.004，原料油迅速汽化裂解得到含有炭黑的高温气流；

含有炭黑的高温气流被通入二次反应段内与预热后的空气进行二次燃烧反应，二次反应段的每个空气调节阀的空气流量是最初通入空气流量的2.5％；

经过二次反应得到烟气进入第一次急冷段时，多个进水阀向二次燃烧反应后的气流喷射去离子水，终止反应，使含炭黑迅速冷却到720℃并进行汽化；

经过第一急冷段的烟气经过空气预热器、余热锅炉和油预热器进行换热后进一步冷却，最后经过第二急冷段使得烟气冷却至270℃后并进行汽化；

冷却后的烟气进入主袋滤器，收集得到硬碳；

粉碎机对硬碳粉碎成小于325目的碳粉，再经收集袋滤收集后与去离子水、粘结剂进行混合在造粒机中造粒得到预设要求的湿炭黑粒子；

粘结剂包括质量比为1:9的木质磺酸钠和去离子水，碳粉粒子的风送量与离子水、粘结剂流量的比值为1000:1500:8.5。

将得到湿炭黑粒子输入回转干燥机进行干燥，干燥温度为220℃，得到干炭黑，再进入多级清磁设备，最后得到炭黑，进入成品罐包装储存。

实施例2：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例1的不同之处在于：二次反应段的每个空气调节阀的空气流量是最初通入空气流量的2.67％。

实施例3：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例1的不同之处在于：二次反应段的每个空气调节阀的空气流量是最初通入空气流量的3％。

实施例4：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：煤气和净化预热后的空气的流量比为1：7.5。

实施例5：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：煤气和净化预热后的空气的流量比为1：8.5。

实施例6：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：原料油与空气的流量比为1：0.3。

实施例7：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：原料油与空气的流量比为1：0.5。

实施例8：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：粘结剂包括质量比为1:8的木质磺酸钠和去离子水。

实施例9：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：粘结剂包括质量比为1:10的木质磺酸钠和去离子水。

实施例10：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：碳粉粒子的风送量与离子水、粘结剂流量的比值为1000:1450:8。

实施例11：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：碳粉粒子的风送量与离子水、粘结剂流量的比值为1000:1550:9。

实施例12：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：碳酸钾溶液与净化预热后的空气的流量比为1：0.003。

实施例13：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：碳酸钾溶液与净化预热后的空气的流量比为1：0.005。

二、对比例

对比例1：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：原料油和高温燃烧气流在喷烃室裂解形成含有炭黑的高温气流，直接通入第一急冷段进行冷却汽化，而未通入二次反应段进行二次燃烧反应。

对比例2：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：将煤气直接一个管路通入燃烧室内与空气混合燃烧。

对比例3：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：第一次急冷水和第二次急冷水均采用自来水。

对比例4：

一种应用到电缆屏蔽料中的炭黑的制造方法，与实施例2的不同之处在于：原料油未经过三级油过滤器。

三、性能测试：

1)吸碘值检测：先做空白试验，调整硫代硫酸钠标准溶液消耗量为(24±0.05)ml；

取由实施例1-13、对比例1-4制得的炭黑试样于烘箱中干燥，再冷却至室温，称取0.5g上述炭黑试样于离心瓶中，加入25ml的碘(0.0473mol/L)，加盖振摇1min后离心分离；

轻轻地倾出清液，然后吸取20ml滤液于三角瓶中，用酸式滴定管滴定；滴加硫代硫酸钠(0.0394mol/L)溶液至淡黄色，用水冲洗滴定管尖部，加5滴淀粉指示剂，继续滴加硫代硫酸钠溶液直至最后一滴变为无色为终点；记录此时消耗的体积，读数至0.01ml；根据计算公式得出炭黑的吸碘值，计算公式：吸碘值＝(空白体积-消耗硫代硫酸钠的体积)*12.5

2)吸油值检测：将适量的炭黑试样于烘箱中干燥后冷却至室温；准确称取1.0g干燥的实施例1-13、对比例1-4制得的炭黑试样，置于玻璃板上；

以每秒2-4滴的较快速度滴加邻苯二甲酸二丁酯于炭黑试样上，边滴加边用玻璃棒搅拌；当滴加到相当于炭黑吸油值约三分之二量时，用玻璃棒轻轻调和，使邻苯二甲酸二丁酯与炭黑浸润均匀，然后不断搅拌，滚压；

当炭黑与邻苯二甲酸二丁酯混合物出现特征形状(硬质炭黑出现细条状，且无细粉和颗粒炭黑，软质炭黑出现小块状且有少许细粒状物)后，即将炭黑全部滚至玻璃棒上，同时玻璃板上不出现油迹，即为终点；记录滴定管读数，读至0.02cm

3)水洗筛余物含量检测：使用TBY-60水洗筛余物测定装置检测计算得到实施例1-13、对比例1-4制得的炭黑的水洗筛余物含量。

4)水分检测：把称量瓶和盖进行干燥后冷却至室温后，进行称重；称取2g实施例1-13、对比例1-4制得的炭黑试样于称量瓶中，再将称量瓶、试样和盖放入干燥箱，打开盖进行干燥，再冷却至室温。最后，盖好盖重新称量，根据公式计算出炭黑的加热减量，水分＝{(炭黑的质量-烘干后的质量)/炭黑的质量}*100。

5)灰分检测：将坩埚置于(825±25)℃的高温炉中灼烧1小时后取出，冷却至室温后称量，称约2g实施例1-13、对比例1-4制得的干燥过的炭黑装入已称量并恒重的坩埚中；将坩埚放入温度(825±25)℃的高温炉中灼烧，直到质量恒定(即两次称量结果之差不超过0.3mg)，将坩埚冷却到室温后称量，根据公式计算炭黑的灰分，计算公式：(烧完的总质量-坩埚的质量)/炭黑的质量。

6)甲苯透光率检测：使用分光光度计对实施例1-13、对比例1-4制得的制得的炭黑的甲苯透光率进行检测。

7)单个粒子强度检测：实施例1-13、对比例1-4制得的炭黑经试验筛进行过筛，得到备用炭黑粒子，通过KQ-3颗粒强度测定仪依次测定20个粒子的强度，取其平均值。

8)炭黑电阻率检测：使用CM-II电阻测定仪对实施例1-13、对比例1-4制得的炭黑的的电阻率分别进行检测。

以上性能测试的检测结果如表1所示。

表1：

四、结果与分析

吸碘值用于表征炭黑粒子的粒径大小，吸碘值为53时能够表示炭黑粒子的粒径大小对炭黑导电性能的提升效果最好。吸油值用于表征炭黑的聚集体结构，吸油值越高，炭黑呈现的链支状结构越发达，炭黑更易分散于塑料中，有利于形成导电网络通路，从而提取炭黑的导电性能。炭黑的甲苯透光率越高，炭黑的导电性能越好。水分、灰分、325目筛余物含量越低，即炭黑的纯净度越高，导电性能越好。粒子强度控制在25±5之间，可以能使得炭黑更易于分散。炭黑电阻率控制≤900μΩm时，能够保证炭黑的导电率较高，并且炭黑电阻率越低，炭黑的导电率越高。

结合表1和实施例1-3，实施例1-3的二次反应段的每个空气调节阀的空气流量均不同，可以看出实施例1-3的炭黑的吸碘值、水分、灰分、粒子强度和325目筛余物均未发生改变或变化并不显著；而实施例2的吸油值均高于实施例1和实施3，实施例2的甲苯透光率均高于实施例1和实施例3，实施例2的电阻率均高于实施例1和实施例3。由上可知，实施例2的炭黑的链支状结构、表面活性均强于实施例1和实施例3，即实施例2的导电性能均高于实施例1和实施例3。

并且结合对比例1，对比例1中的含炭黑的高温气流未通入二次反应段进行二次燃烧反应，可以看出对比例1的吸油值和甲苯透光率均明显低于实施例2，电阻率明显高于实施例2。由上可知，对比例1的链支状结构、表面活性均低于实施例2，即对比例1的导电性能显著低于实施例2。

由上可得，将含炭黑的高温气流通入二次反应段进行二次燃烧反应能够明显提升炭黑的链支状结构发达程度和表面活性，以提升炭黑的导电性能。并且在二次反应段的每个空气调节阀的空气流量是最初通入空气流量的2.67％时，对炭黑的导电性能的提升效果相对更好。

结合表1和实施例2、实施例4-5，实施例2、实施例4-5中煤气和净化预热后的空气的流量比均不同。由表1可以看出，实施例2的吸碘值相比于实施例4-5更靠近53，即实施例2的炭黑粒径更加合适；实施例2的吸油值和甲苯透光率均高于实施例4-5；对应的，实施例2的电阻率均低于实施例4-5。由上可知，煤气和净化预热后的空气的流量比为1：8时，得到的炭黑的导电性能相对更好。

结合表1和实施例2、实施例6-7，实施例2、实施例6-7中原料油与空气的流量比均不同。由表1可以看出，实施例2的吸碘值相比于实施例6-7更靠近53，即实施例2的炭黑粒径更加合适；实施例2的吸油值和甲苯透光率均高于实施例6-7；对应的，实施例2的电阻率均低于实施例6-7。由上可知，煤气和净化预热后的空气的流量比为1：0.4时，得到的炭黑的导电性能相对更好。

结合表1和实施例2、实施例8-9，实施例2、实施例8-9的粘结剂中木质磺酸钠和去离子水的质量比均不同。由表1可知，实施例2的粒子强度相比于实施例8-9更靠近25，即实施例2的粒子强度能够使得炭黑更加易于分散，以对炭黑的导电性能的提升效果更好。由上可知，粘结剂中木质磺酸钠和去离子水的质量比为1：9时，得到的炭黑的导电性能相对更好。

结合表1和实施例2、实施例10-11，实施例2、实施例10-11的碳粉粒子的风送量与离子水、粘结剂流量的比值均不同。由表1可以看出，实施例2的粒子强度相比于实施例10-11更靠近25，即实施例2的粒子强度能够使得炭黑更加易于分散，以对炭黑的导电性能的提升效果更好。由上可知，碳粉粒子的风送量与离子水、粘结剂流量的比值为1000:1500:8.5，得到的炭黑的导电性能相对更好。

结合表1和实施例2、实施例12-13，实施例2、实施例12-13的碳酸钾溶液与净化预热后的空气的流量比均不同。由表1可以看出，实施例2的吸油值高于实施例13而低于实施例12，但实施例12的吸油值超过120，吸油值过高会使得炭黑的分散性降低，反而会降低炭黑的导电性能。因此，由上可知，碳酸钾溶液与净化预热后的空气的流量比为1：0.004时，能够使得炭黑的链支结构越强的同时，不会降低其分散性，以使得炭黑的导电性能更好。

结合表1和对比例2，对比例2中煤气和空气的混合燃烧方式不同。由表1可知，对比例2的吸碘值远低于实施例2，且对应的，对比例2的电阻率远高于实施例2，即对比例2的炭黑的导电性能远低于实施例2。由上可知，当将煤气通过多个支管和多个煤气通道进入燃烧室内，能够为原料油裂解提供稳定的热量，使得原料油裂解产生的炭黑粒子的粒径能够保持在合适的粒径范围，以使得得到的炭黑的导电性能更好。

结合表1和对比例3，对比例3中的第一次急冷水和第二次急冷水均采用自来水。由表1可知，对比例3的灰分明显高于实施例2，对应的，对比例3的炭黑的电阻率也远高于实施例2，即对比例3的炭黑的导电性能远低于实施例2。由上可知，第一次急冷水和第二次急冷水采用去离子水，能够提升炭黑的纯净度，以使得得到的炭黑的导电性能更好。

结合表1和对比例4，对比例4中原料油未经过三级油过滤器。由表1可知，对比例4的筛余物明显高于实施例2，对应的，对比例4的炭黑的电阻率也远高于实施例2。由上可知，原料油依次经过一级油过滤器、二级油过滤器和三级油过滤器，能够大幅提升炭黑的纯净度，以使得制得的炭黑的导电性能更好。