每年,全球约产生1400万吨炭黑,其中大部分是通过化石燃料的不完全燃烧产生的,造成3500万至4000万吨CO的排放2.高达90%的炭黑被用作轮胎和橡胶等产品的增强剂;剩下的被用作塑料、油墨、涂料和其他用途的颜料。1全球约有10 - 15亿轮胎寿命结束,其中大部分被丢弃、填埋或焚烧,通常发生在环境控制薄弱或不存在的地区。2这带来了重大的环境挑战,从燃烧这些轮胎产生的CO₂排放和污染,到为居住在这些轮胎残留的静止水中的疟疾蚊子提供了巨大的繁殖场所。此外,在这些报废轮胎中捕获的约450万吨炭黑被浪费了。黑熊开发了突破性的技术,以“升级循环”碳黑颜料,石油和天然气从废轮胎一致,高质量;过程中产生净正能量。这海王星(净能量正)系列是一个生态友好的替代碳黑颜料,广泛的着色和全色调的应用。

当前黑碳思想的一个转折点

传统的熔炉或“原始”炭黑是在受控条件下,通过部分燃烧原油,从化石燃料中生产出来的。这种生产炭黑的传统方法污染非常严重。针对这一问题的一种新解决方案创造了一种不同的炭黑生产工艺,使用报废轮胎作为原料,生产出一致的、高质量的炭黑。这种循环经济方法对CO具有巨大的积极环境影响2黑色颜料的足迹,并有助于可持续的涂料制造。

实际上,生产过程需要更多的CO2减少了空气污染(如灰尘、CO2,所以2,没有2₂,VOCs)下降80%左右。除了对炭黑进行升级再利用之外,该生产过程还能产生绿色能源——每生产一吨炭黑可产生约2百万we和1吨高热量油。该工艺产生40%的优质炭黑和60%的挥发物;可冷凝油(约80%)和不可冷凝气体(约20%)。后者通过再生能源直接为生产过程提供能源。价值链创造了一个从摇篮到摇篮的生命周期,从而产生了最可持续的炭黑颜料解决方案。

多环芳烃含量低

在生产过程中,原始炭黑材料的多环芳烃(PAHs)被有效地“清洗”到低于5ppm的浓度。此外,最终产品中不存在二恶英、呋喃、PCB、PCP等有毒成分。因此,NEPtune系列完全适用于食品和人类皮肤接触的应用,根据欧盟委员会法规EU no。10/2011。由于这种低多环芳烃,炭黑颜料非常适合与食品接触的应用,如罐头和线圈涂料以及(食品)包装油墨。其他属性如表1所示。

海王星炭黑的典型性质

表1”海王星炭黑的典型性质

性能

NEPtune颜料适用于石英石和着色应用。它们在低添加剂消耗的情况下提供良好的显色强度和高的色稳定性,确保良好的抗驱水和漂浮性能,以及需要少量分散剂的强絮凝稳定性。颜料被预先研磨,以实现容易和低能量的分散性能,导致高分散性。此外,他们提供了牛顿粘度的行为在水基和溶剂基体系在高颜料负荷,同时保持良好的稳定性。

更具体地说,将水性油墨中的NEPtune i120与NSA为80(在它们的最大临界颜料浓度下)的竞争等级进行比较,可以得到CIE L*a*b-值的类似结果(表2)。

色性能

表2”色性能

一致的色彩性能是通过严格的质量控制在每一步的过程。精心挑选的原料和全自动、最先进的生产设施,创造出高质量、独特和可持续的精确规格颜料。NEPtune系列有粉末状和颗粒状两种,减少了粉尘,使操作更容易,更清洁,更安全。

进一步的性能属性可以在表3中看到。

海王星炭黑的各种性能结果。

表3”海王星炭黑的各种性能结果。

结论

黑熊的创新技术从报废轮胎中收获的高品质炭黑,可以取代传统的熔炉级产品,并可在新轮胎、橡胶、塑料、油墨和涂料的生产中重复使用。这个过程解决了废弃轮胎的管理问题,节省了石油,并有助于让世界变得更绿色。

每个工厂节省更多的CO2相当于纽约中央公园的12倍。每生产一吨炭黑,就可以节约2.5吨石油。

向客户的商业发货已于2017年初开始。有足够的报废轮胎来建造1000多个装置,黑熊计划将他们的创新循环解决方案推广到世界其他地方。

欲了解更多信息,请访问www.blackbearcarbon.com

参考文献

1http://www.researchandmarkets.com/publication/mqa8khl/carbon_black_a_global_market;炭黑——全球市场概览(2016年1月);弗里多尼亚世界炭黑2013-2018;http://www.lucintel.com/carbon_black_market_2020.aspx。

2ETRMA 2015年寿命结束轮胎报告(欧盟数据);RMA 2015美国废旧轮胎管理总结(美国数据);2012年加拿大废旧轮胎潜在市场研究(加拿大数据);日本JATMA轮胎工业2016(日本数据)。