白炭黑(主要成分为纳米二氧化硅SiO₂·nH₂O)是一种多功能无机材料,凭借其高比表面积、多孔结构、化学稳定性及补强特性,广泛应用于以下领域:
一、橡胶工业(核心应用)
轮胎制造:作为补强剂替代炭黑,可降低轮胎滚动阻力30%,提升抗湿滑性、撕裂强度及耐久性;用于绿色轮胎胎面胶时,滚动阻力降低3.7%,疲劳温升减少15%。
彩色橡胶制品:弥补炭黑无法用于彩色制品的缺陷,适用于白色或浅色橡胶产品(如鞋底、密封件)。
二、涂料与油墨
功能性助剂:作为流变助剂、防沉剂和消光剂,增强涂料耐候性、抗划伤性及附着力。
触变控制:防止颜料沉淀,提升油墨印刷稳定性和涂层垂直涂装性能。
三、塑料工业
性能增强:少量添加可提高塑料硬度、机械强度和抗老化性;改善透明度,用于聚丙烯等工程塑料。
功能性填充:用于电缆绝缘材料(如硅橡胶高压线),提升电绝缘性。
四、电子封装材料
固化优化:经表面改性后分散于环氧树脂,缩短封装固化时间至2–2.5小时,实现室温固化,提升器件密封性及寿命。
五、日用化工
消泡剂:疏水型气相白炭黑加速泡沫破裂,广泛用于工业及日化产品。
牙膏与化妆品:作为摩擦剂(牙膏)及紫外线反射剂(防晒品)。
纸尿裤/卫生巾:增加高吸水树脂流动性,防结块。
六、造纸与其他领域
纸张处理:作为上胶剂提升白度、不透明度及印刷性,用于铜板纸、新闻纸等。
陶瓷与农药:增强陶瓷强度,作为农药载体提高分散性。
关键特性支撑应用:
补强性:分子级表面羟基增强材料结合力(橡胶、塑料)。
界面改性:表面疏水处理扩展其在有机体系的应用(消泡剂、涂料)。
光学性能:折射率与树脂匹配(涂料消光),紫外线阻隔(化妆品)。
当前技术聚焦绿色制备(如中石油以稻壳和CO₂为原料)及高端改性,推动其在新能源、电子等新兴领域的应用。