1.本发明是关于炭黑，特别是关于一种高体积电阻率炭黑、其制造工艺及其应用。
背景技术：
2.碳黑(carbon black)，又名炭黑，是一种无定形碳。是一种轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10～3000m2/g，是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。由天然气制成的称“气黑”，由油类制成的称“灯黑”，由乙炔制成的称“乙炔黑”。此外还有“槽黑”“炉黑”。按炭黑性能区分有“补强炭黑”“导电炭黑”“耐磨炭黑”等。可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。但是大部分的炭黑的电阻率较小，限制了其应用的单位。
3.因此，有必要提供一种高体积电阻率炭黑、其制造工艺及其应用，来解决上述问题。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种高体积电阻率炭黑、其制造工艺及其应用，其能够提高炭黑的体积电阻率。
6.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种高体积电阻率炭黑，所述高体积电阻率炭黑的吸碘值大于等于82g/kg，吸油值大于等于114
×
10-5
m3/kg，甲苯透光率的取值范围为75％～95％。
7.本发明还提供了一种高体积电阻率炭黑的制备工艺，包括以下步骤：
8.对反应炉内进行升温；
9.将预热好的原料油喷入反应炉内，并加入添加剂，然后缩小反应炉的内直径，即得到炭黑粉体；
10.对反应炉内的所述炭黑粉体进行降温处理，即得到炭黑烟气；
11.将所述炭黑烟气通入高温空预器内，并经分离处理，然后得到粉状炭黑；
12.将所述粉状炭黑加入湿法造粒机内，处理后得到炭黑湿粒；
13.将所述炭黑湿粒进行后处理，即得到所述高体积电阻率炭黑。
14.在本发明的一个或多个实施方式中，所述对反应炉内进行升温的具体步骤包括：在反应炉内，将燃料油和热空气混合并使煤焦油燃烧形成高温热气流。
15.在本发明的一个或多个实施方式中，所述燃料油为煤焦油。
16.在本发明的一个或多个实施方式中，所述添加剂为k2co3，且所述反应炉内的k2co3的浓度为(1.3-4.52)
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10-6
mol/m3。
17.在本发明的一个或多个实施方式中，所述对反应炉内进行降温的具体步骤包括：对反应炉内喷入一次急冷水。
18.在本发明的一个或多个实施方式中，所述并经分离处理的具体步骤包括：使炭黑烟气通过旋风分离器的分离，并采用袋滤器进行收集，即得到所述粉状炭黑。
19.在本发明的一个或多个实施方式中，将所述粉状炭黑投入至造粒机内，处理后得到炭黑湿粒的具体过程包括：将所述粉状炭黑通过螺旋输送器均匀的加入至所述造粒机内，并加入水进行高速搅拌，造粒机搅拌转速为200-400rpm/min，搅拌混合均匀后，即得到所述炭黑湿粒。
20.在本发明的一个或多个实施方式中，将所述炭黑湿粒进行后处理的具体步骤包括：将所述炭黑湿粒在旋转滚筒干燥机进行干燥，并冷却后，即得到所述高体积电阻率炭黑。
21.本发明还提供了一种高体积电阻率炭黑在石墨化炉的保温层中的应用。
22.与现有技术相比，根据本发明实施方式的高体积电阻率炭黑，通过对炭黑的吸碘值、吸油值以及甲苯透光率的限定，使炭黑粒径与结构相互复合匹配变化，改变粒子间距及链支结构，增大其孔隙，阻碍其电子流通通道及表面芳香烃含量的增大，覆盖分子薄膜，形成绝缘层。从而阻碍其电子流通通道。从而使本发明的高体积电阻率炭黑具备较高的体积电阻率。
具体实施方式
23.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
24.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
25.根据本发明优选实施方式的高体积电阻率炭黑的吸碘值大于等于82g/kg，吸油值大于等于114
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10-5
m3/kg，甲苯透光率的取值范围为75％-95％。
26.本发明还提供了高体积电阻率炭黑的制备工艺，具体包括以下步骤：
27.s1、对反应炉内进行升温。
28.一具体实施方式中，对反应炉内进行升温的具体步骤为：在反应炉内，将燃料油和热空气混合并使煤焦油燃烧形成高温热气流。其中，燃料油可以为煤焦油中。
29.s2、将预热好的原料油喷入反应炉内，并加入添加剂，然后缩小反应炉的内直径，即得到炭黑粉体。
30.一具体实施方式中，添加剂可以为k2co3，且反应炉内的k2co3的浓度为(1.3-4.52)
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10-6
mol/m3。其中，缩小反应炉的内直径可以起到使使燃烧室热气流加速与径向喷入的原料油进行剪切、雾化、裂解等一系列反应。主要是芳烃炭在高温下热裂解缩聚反应，同时这个反应炉的直径可以缩小至400-450mm。缩小反应炉的内直径的速度越快越好，快速缩小反应炉的内直径可以使上述反应(芳烃炭在高温下热裂解缩聚反应)在毫秒间完成。
31.其中，原料油可以为蒽油。
32.s3、对反应炉内的所述炭黑粉体进行降温处理，即得到炭黑烟气。
33.对反应炉内进行降温的具体步骤可以包括：对反应炉内喷入一次急冷水。使炉内的温度降到800℃以下，从而达到对反应炉内进行快速降温的效果，以及起到降低炭黑烟气
的温度的作用。
34.s4、将所述炭黑烟气通入高温空预器内，并经分离处理，然后得到粉状炭黑。
35.一具体实施方式中，s4中的“并经分离处理”的具体步骤可以包括；炭黑烟气注入至高温空预器以后，通过旋风分离器的分离，并采用袋滤器进行收集，即得到粉状炭黑。其中，袋滤器的工作温度可以为250℃以下。
36.s5、将所述粉状炭黑加入湿法造粒机内，处理后得到炭黑湿粒。
37.一具体实施方式中，再将粉状炭黑投入至造粒机内之前，还可以将上述得到的粉状炭黑通过旋转加料器和气力输送风机被送入粉状炭黑储罐内，然后将粉状炭黑储罐内的粉状炭黑通过螺旋输送器均匀的加入至造粒机内，并加入水进行高速搅拌，造粒机搅拌转速为400rpm/min，搅拌混合均匀后，即得到炭黑湿粒。
38.其中，炭黑湿粒可以理解为，与水充分混合且含有大约50％wt.的水的炭黑粘稠体。且该炭黑湿粒为均匀的硅烷偶联剂专用的炭黑湿粒。
39.s6、将所述炭黑湿粒进行后处理，即得到所述高体积电阻率炭黑。
40.一具体实施方式中，上述s6的具体步骤可以包括：将炭黑湿粒在旋转滚筒干燥机进行干燥，并冷却后，即得到高体积电阻率炭黑。
41.本发明还提供了一种高体积电阻率炭黑在石墨化炉的保温层中的应用
42.下面将结合具体的实施例，详细的介绍对本发明的高体积电阻率炭黑。
43.实施例1，
44.在反应炉内，将乙烯焦油和热空气混合并使煤焦油燃烧形成高温热气流。然后在反应炉内加入蒽油和k2co3，并保持k2co3的浓度在4.52
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10-6
mol/m3。然后将反应炉的直径快速缩小至400mm左右。对反应炉内喷入一次急冷水，然后将得到的炭黑烟气运送至空预器内，并经过旋风分离器的分离，采用袋滤器收集粉状炭黑。将粉状炭黑通过旋转加料器和气力输送风机被送入粉状炭黑储罐内，粉状炭黑储罐中的炭黑被用粉炭螺旋输送器均匀地加入到造粒机中，粉状炭黑在造粒机中与同时加入的30％水在高速搅拌中，通过调整造粒机转速400rpm/min，充分混合形成含有近50％的水的炭黑粘稠体，形成均匀的硅烷偶联剂专用的炭黑湿粒，在旋转滚筒干燥机进行干燥，冷却后，即得到本发明的高体积电阻率炭黑。且本实施例得到的高体积电阻率炭黑的吸碘值为85g/kg，吸油值为115
×
10-5
m3/kg，甲苯透光率为91％。
45.实施例2，
46.在反应炉内，将乙烯焦油和热空气混合并使煤焦油燃烧形成高温热气流。然后在反应炉内加入蒽油和k2co3，并保持k2co3的浓度在4.52
×
10-6
mol/m3。然后将反应炉的直径快速缩小至400mm左右。对反应炉内喷入一次急冷水，然后将得到的炭黑烟气运送至空预器内，并经过旋风分离器的分离，采用袋滤器收集粉状炭黑。将粉状炭黑通过旋转加料器和气力输送风机被送入粉状炭黑储罐内，粉状炭黑储罐中的炭黑被用粉炭螺旋输送器均匀地加入到造粒机中，粉状炭黑在造粒机中与同时加入的30％水在高速搅拌中，通过调整造粒机转速400rpm/min，充分混合形成含有近50％的水的炭黑粘稠体，形成均匀的硅烷偶联剂专用的炭黑湿粒，在旋转滚筒干燥机进行干燥，冷却后，即得到本发明的高体积电阻率炭黑。且本实施例得到的高体积电阻率炭黑的吸碘值为90g/kg，吸油值为120
×
10-5
m3/kg，甲苯透光率为93％。
47.实施例3，
48.在反应炉内，将乙烯焦油和热空气混合并使煤焦油燃烧形成高温热气流。然后在反应炉内加入蒽油和k2co3，并保持k2co3的浓度在2.5
×
10-6
mol/m3。然后将反应炉的直径快速缩小至400mm左右。对反应炉内喷入一次急冷水，然后将得到的炭黑烟气运送至空预器内，并经过旋风分离器的分离，采用袋滤器收集粉状炭黑。将粉状炭黑通过旋转加料器和气力输送风机被送入粉状炭黑储罐内，粉状炭黑储罐中的炭黑被用粉炭螺旋输送器均匀地加入到造粒机中，粉状炭黑在造粒机中与同时加入的30％水在高速搅拌中，通过调整造粒机转速300rpm/min，充分混合形成含有近50％的水的炭黑粘稠体，形成均匀的硅烷偶联剂专用的炭黑湿粒，在旋转滚筒干燥机进行干燥，冷却后，即得到本发明的高体积电阻率炭黑。且本实施例得到的高体积电阻率炭黑的吸碘值为91g/kg，吸油值为116
×
10-5
m3/kg，甲苯透光率为75％。
49.实施例4，
50.在反应炉内，将乙烯焦油和热空气混合并使煤焦油燃烧形成高温热气流。然后在反应炉内加入蒽油和k2co3，并保持k2co3的浓度在1.3
×
10-6
mol/m3。然后将反应炉的直径快速缩小至450mm左右。反应毫秒后，对反应炉内喷入一次急冷水，然后将得到的炭黑烟气运送至空预器内，并经过旋风分离器的分离，采用袋滤器收集粉状炭黑。将粉状炭黑通过旋转加料器和气力输送风机被送入粉状炭黑储罐内，粉状炭黑储罐中的炭黑被用粉炭螺旋输送器均匀地加入到造粒机中，粉状炭黑在造粒机中与同时加入的30％水在高速搅拌中，通过调整造粒机转速200rpm/min，充分混合形成含有近50％的水的炭黑粘稠体，形成均匀的硅烷偶联剂专用的炭黑湿粒，在旋转滚筒干燥机进行干燥，冷却后，即得到本发明的高体积电阻率炭黑。且本实施例得到的高体积电阻率炭黑的吸碘值82g/kg，吸油值为114
×
10-5
m3/kg，甲苯透光率为95％。
51.对比例1，
52.市面上常见的炭黑，其吸碘值为78g/kg，吸油值为110
×
10-5
m3/kg，，甲苯透光率为97％。
53.将实施例1～4中制得的高体积电阻率炭黑与对比例1中的炭黑进行如下的性能测试：
54.1、体积电阻率测试：使用自动化粉末电阻率测试仪，运用四探针法测试粉末“电阻率-压强”特性的测量。
55.测试结果如下表：
[0056] 体积电阻率实施例11650实施例21707实施例32029实施例41941对比例11341
[0057]
从上表中的数据可以得知，市面上常见的炭黑的电阻率小于1600μω.m，而本发明的高体积电阻率炭黑的电阻率大于1600μω.m，且具有良好的耐热性和绝热性。
[0058]
随着新能源汽车的快速发展，其锂电池用量逐年增长。其中，电池中负极材料的需
求迅猛，而负极材料用在生产过程中必须使用3000℃左右高温石墨化炉，要求配套材料在使用过程中具有高的电阻率性，及耐热性。而使用填充炉底料炭黑需求增长较快。由于本发明的高体积电阻率炭黑具有耐热性、绝热性及较高的电阻率，因此本发明的高体积电阻率炭黑可以应用于高温石墨化炉的配套材料中。
[0059]
综上所述，本发明的高体积电阻率炭黑根据本发明实施方式的高体积电阻率炭黑，通过对炭黑的吸碘值、吸油值以及甲苯透光率的限定，使炭黑粒径与结构相互复合匹配变化，改变粒子间距及链支结构，增大其孔隙，阻碍其电子流通通道及表面芳香烃含量的增大，覆盖分子薄膜，形成绝缘层。从而阻碍其电子流通通道。从而使本发明的高体积电阻率炭黑具备较高的体积电阻率。
[0060]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。