发明内容
[0005] 本发明主要解决的技术问题是:针对目前传统炭黑与水润湿性差,在水中容易团聚难以分散,而常见的炭黑改性方法又不能完全解决炭黑在水性体系中再团聚问题的缺陷。本发明通过菜籽油不完全燃烧产生炭黑沉积在玻璃筒内壁上,刮取备用,再用富含氨基酸的生物质混合发酵得到发酵液,利用发酵液在富含微生物的沼气液共同作用下对炭黑表面改性,喷雾干燥后即得高分散性炭黑。本发明利用富含氨基酸的发酵液对炭黑表面改性,在微生物的作用下增加炭黑表面的亲水性氨基基团及羧基数量,提高了炭黑的亲水性,同时氨基酸中的羧基基团可以在水中形成稳定的溶剂化层,同时吸附水中的阳离子形成双电层结构,产生的排斥力可阻碍炭黑颗粒间的碰撞凝聚,避免团聚现象,使炭黑具有极佳的水分散性,解决了传统炭黑与水润湿性差,在水中容易团聚难以分散,而常见的炭黑改性方法又不能完全解决炭黑在水性体系中再团聚的问题,具有广阔的应用前景。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
[0007] (1)量取500~600mL菜籽油装入玻璃瓶中,再向菜籽油中加入一条长10~15cm的棉线作为灯芯,得到自制油灯,点燃油灯后用一个直径8~10cm的圆柱状玻璃筒罩住玻璃瓶,直至玻璃瓶中的菜籽油完全烧尽,将玻璃筒取出,用刮刀刮取玻璃筒内壁炭黑层,放入研钵研磨20~30min后放入烘箱在105~110℃下干燥30~40min,得到炭黑粉末,备用;
[0008] (2)称取100~200g爬岩鳅、50~60g鱿鱼须、120~130g黄豆和200~300g藕片放入组织粉碎机中粉碎20~30min得到混合料,将混合料装入陶瓷罐中,向罐中加入混合料等质量的去离子水,搅拌均匀后密封发酵罐,自然发酵20~30天;
[0009] (3)待上述发酵结束后,取出发酵物过滤去除滤渣,得到滤液,将滤液用卧式离心机以2000~3000r/min转速离心处理10~15min,分离得到上清液,再将上清液放入旋转蒸发仪中,旋蒸浓缩至其原体积的1/3,得到混合氨基酸浓缩液;
[0010] (4)按质量比为5:1将上述混合氨基酸浓缩液和备用的炭黑粉末混合后用超声分散仪以200~300W功率分散30~40min,得分散液,量取炭黑粉末等质量的沼气液,离心10~15min分离得到上层澄清沼气液,再将澄清沼气液和分散液混合后,在30~40℃下发酵9~
12天;
[0011] (5)待发酵结束后,将发酵物放入真空浓缩罐中,降低罐内压力至900~1000Pa,减压浓缩2~3h后得到浓缩物,再将浓缩物用喷雾干燥器干燥后装袋即得高分散性炭黑。
[0012] 本发明利用富含氨基酸的发酵液对炭黑表面改性,在微生物的作用下增加炭黑表面的亲水性氨基基团及羧基数量,提高了炭黑的亲水性,同时氨基酸中的羧基基团可以在水中形成稳定的溶剂化层,同时吸附水中的阳离子形成双电层结构,产生的排斥力可阻碍炭黑颗粒间的碰撞凝聚,避免团聚现象,使炭黑具有极佳的水分散性。
[0013] 本发明的有益效果是:
[0014] (1)利用本发明提供的方法生产的炭黑具有优良的水分散性,制备工艺简单,操作性强,可以迅速推广应用;
[0015] (2)本发明制得的高分散性炭黑具有良好的水分散性和稳定性,在常温水中静置5~8天,无沉淀和团聚现象产生。