本篇文章，炭黑产业网小编将要带大家了解中国导电炭黑行业现状，在了解导电炭黑之前，炭黑产业网小编先带大家以思维导图的形式整体了解一下炭黑产品的分类及应用，方便大家对导电炭黑有一个更清晰且系统的认识。普遍认为炭黑应用于两大分支，一类是橡胶炭黑，另一类则是非橡胶炭黑，之所以这样划分是因为绝大多数的炭黑均运用于橡胶，炭黑产业网综合查阅资料发现，橡胶工业使用的炭黑约占整个炭黑产量的90%。主要用于汽车轮胎、拖拉机轮胎、飞机轮胎等各种类型的轮胎，而剩余的炭黑产品也称特种炭黑则运用于色素、塑料、导电等。本篇文章中，炭黑产业网小编将主要带大家了解导电炭黑。
我们先回顾一下炭黑的基本常识，炭黑的主要成分是碳，其基本粒子尺寸在10--100nm之间，因此具有优良的橡胶补强、着色、导电或抗静电以及紫外线吸收功能，是人类最早开发和应用的纳米级材料。炭黑是由烃类化合物(液态或气态)经不完全燃烧或热裂解生成的，主要由碳元素组成，以近似于球体的胶体粒子及具有胶体大小的聚集体形式存在。炭黑的外观为黑色粉末。炭黑作为一种功能性材料，在很多领域中有着不可代替的作用。炭黑是橡胶补强填充剂，是仅次于生胶的第二位橡胶原材料。炭黑也作为着色剂、紫外线屏蔽剂、抗静电剂或导电剂，广泛应用于塑料、化纤、油墨、涂料、电子元器件、皮革化工和干电池等很多行业制品中。炭黑还可用于冶金及炭素行业内，作为高纯碳材料。炭黑按照用途可以分为两大类，即橡胶炭黑和特种炭黑，而导电炭黑即炭黑在导电剂领域的应用。
一、什么是导电炭黑?
导电炭黑是具有低电阻或高电阻性能的炭黑。可赋予制品导电或防静电作用。其特点为粒径小，比表面积大且粗糙，结构高，表面洁净(化合物少)等。
导电炭黑亦称特种炭黑或专用炭黑，因其性能优异、价格相对低廉，被导电和防静电行业广泛使用。炭黑填充型导电高分子材料已逐步形成一个新兴的化工产业，包括功能高分子材料、特种和新型涂料、辐射交联材料、特种和新型橡胶塑料制品等十余类，日益受到人们广泛的关注。导电炭黑广泛应用于矿用管材、电缆屏蔽、活性炭加工、航天航空、电子电器、石油化工、交通车辆等国民经济诸多领域。
炭黑作为一种导电剂也是锂电池的关键辅助材料，涂覆在正极材料和负极材料上。在极片制作时会加入一定量的导电剂，用于增加电子和锂离子的导电性，通过在活性物质表面形成导电网络加快电子传输速率，同时可吸收和保持电解液，为锂离子提供更多电解质界面，从而提高电池充电效率和延长电池使用寿命。现有主流导电剂有三类，包括导电炭黑、碳纳米管和石墨烯。球面导电炭黑的接触面积小，导电性能弱于其他两种;管状碳纳米管导电性优异但价格高;片状石墨烯由于形状原因对于电流正向流通会有一定的阻碍。
随着经济的发展和技术的进步，人们对导电性功能高分子材料的需求显著增长。炭黑填充型(或称添加型)导电高分子材料，就是以普通高分子材料为基体或载体，与导电炭黑进行复合而制得的一种功能材料，而这种材料也正是人们对其功能需求的一种表现。
二、主流导电炭黑性能比较
在市场上有很多导电剂，传统的导电剂是炭黑和导电石墨，其中炭黑又分为super p(简称sp)、乙炔黑、科琴黑。而随着科技的发展，很多新型的导电剂也随之出现，如VGCF、碳纳米管、石墨烯，不同于传统的导电剂炭黑和导电石墨都是颗粒状，新型的导电剂多是管状和片状。下面这个图标则是市面上主流导电炭黑性能比较，包括它们的导电性能、添加量、优势以及劣势。
三、导电炭黑特性
1、比表面积大
比表面积越大，碳黑粒子尺寸越小，单位体积内的颗粒就越多，越容易彼此接触形成网状通路，因此比表面积越大，导电性就越好。
2、分散性能良好
高结构和柔软的颗粒外观，易于加工分散，使材料的电性能/机械性能得以均衡，终制品外观光洁流畅。
3、表面化学特性
在碳黑生产过程中，碳黑表面常形成一些活性含氧基团，这些官能团的存在影响电子的迁移，会使导电性下降，可采用PH值来表征该项指标，表面官能团少的碳黑通常成弱碱性或中性。
4、导电性能优异
高结构炭黑，很低的添加量即可达到优异的导电性能，二次破碎后导电性也基本不受影响。导电炭黑产品具有很大的灵活性，可根据不同的应用需要选择金属镀层、粒子核种类、粒子大小及粒子形状等以达到不同的导电及屏蔽要求。
四、高性能导电炭黑怎么选择?
导电碳黑是一种特种碳黑，它们必须具备这些基本特性，如比表面积大、捕捉电子的杂质少、结晶度比较好等。
导电碳黑的结构性是表示非常细的碳黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度，由凝聚体的尺寸、形态和每一凝集体中粒子数量所决定;组成聚集体的粒子越多，结构性越高;形成网状结构的几率越大，导电性越好：
由大量支化和交联原生粒子构成的凝集体组成碳黑称为“高结构”碳黑。结构性高表示链状或串成葡萄状的结构越发达，容易形成空间网络通道，而且不易破坏。
高结构碳黑颗粒细，网状链堆积紧密，比表面积大，单位质量颗粒多，有利于在聚合物中形成链式导电结构。
一般用吸油值(DBP)来表征碳黑的孔隙度，即结构性， 吸油值DBP越大，碳黑结构性越高，导电性越好。
五、导电炭黑主要应用
1、防静电产品
导电发泡管，充电辊，静电消除器，防静电输送带，防静电胶板，防静电箱、中空板，防静电管，医用橡胶制品，地毯，复印机辊，印刷机辊， 电子组件包装薄膜，防爆电缆;还有抗静电台垫，抗静电鞋底等。
2、导电产品
电缆屏蔽料，面状发热体，导电薄膜，弹性电极，印刷电路，导电涂料，导电油墨、导电纤维，导电皮革制品及粘结剂。矿用运输带，矿用塑料管，矿用导风筒等。
六、为什么导电炭黑能够被广泛应用于电池中?
导电碳黑能够被广泛应用于电池中，原因有以下几个方面：
1、导电碳黑有一个独特的分支形式，大量导电接触点。
2、超导炭黑具有很高的导电性，少量的添加就能实现高导电性。
3、使用量小，使其能够填充更多的活性物质，提高电池的容量。
4、在充、放电过程中，电池电阻的大小不随着电池体积的不断变化而变化，这样增加了电池的稳定性。
导电炭黑的微观构造炭黑粒子具有微晶结构，在炭黑中，碳原子的排列方式类似于石墨，组成六角形平面，通常 3~5个这样的层面组成一个微晶，由于炭黑微晶的每个石墨层面中，碳原子的排列是有序的，而相邻层面间碳原子的排列又是无序的，所以又叫准石墨晶体。
七、导电炭黑用途:
1、导电涂料及粘合剂，导电性好，分散性好。
2、用于各类电池中,纯度高,安全性好,易电极反应。
3、用于各类导电橡胶及塑料，比重小、补强好、耐腐蚀、易分散。
4、用于工程塑料中(HIPS,PVC,PC,POM,PP),颗粒细且均匀,如IC tray中。
5、用于电缆屏蔽料(半导电EVA)，纯度高,安全性好,添加33%-40%(wt)可保证电阻小于100Ω•cm。
6、各类锂电池及蓄电池中,金属含量极低,安全性好。
7、防静电材料、输送带及各类油管。
8、PTC效应电缆。
超导电碳黑1/2～1/5的用量就能达到一般导电碳黑的效果，其用电小，导电性能高，可平衡导电性和材料性。所以对涂料、塑料、橡胶等基础材料无影响。
在通常情况下，在涂料中使用时，当导电碳黑的添加量为～5%(重量百分比PWC)时，涂层面电阻为105～106Ω。可有效在绝缘体中形成立体网状结构，有效提高导电性。导电碳黑应用于橡胶，塑料，涂料等行业，可起到良好的防静电作用，避免电荷积造成放电，影响生产安全。导电碳黑是所有的导电填料中效果好，成本低，不容易引起产品物理性能变坏的产品。
炭黑级-防静电塑料颗粒：
八、影响炭黑导电性的因素
1、炭黑的粒径。
在可以均匀分散的情况下，粒径越小，炭黑的导电性越好。但是，粒径小了就不容易分散，反过来又影响导电性。因此，要把炭黑的粒径控制在一定范围内,在既能保证单位体积内的炭黑粒子数，又能确保良好的分散情况下才能提高导电性能。
2、炭黑结构。
炭黑的吸油值，即DBP 值的大小代表了炭黑聚集体结构的高低,一般说来,DBP 值高时炭黑呈链枝状结构,导电性较好。
3、炭黑粗糙度。
由于炭黑的导电需要有一定的粗糙度， 使炭黑容易形成导电通道，要求炭黑的氮吸附表面积和CTAB表面积的差值较大。
4、表面挥发分。
炭黑表面的挥发分主要是由一些有机基团和未能完全裂解的油膜结成，形成一层绝缘层，增加了炭黑粒子之间的势垒，严重影响导电性,必须将挥发分控制在较低限度内。
5、灰分和水分。
炭黑中灰分和水分含量高，实际上降低了炭黑的含量，同样对导电性有不利的影响，在生产中要注意控制炭黑中灰分及水分的含量。
导电炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。由凝聚体的尺寸、形态和每一凝聚体中的粒子数量构成的凝聚体组成的炭黑称为高结构炭黑。
九、炭黑市场竞争格局
国内炭黑行业整体实力分层，黑猫股份稳坐龙头。据联科科技招股书以及各家公司年报，2020年国内炭黑年产量超30万吨的炭黑企业仅4家，行业整体实力分层。经过国内供给侧改革后，2017年-2021年行业竞争格局已出清，行业集中度上行，CR5从2015年34.8%升至2020年43.5%，形成以黑猫股份、龙星化工、永东股份和金能科技为第一炭黑上市公司梯队，均具备超30万吨年产能。其中，黑猫股份以近5年产量均超90万吨占据榜首，其余国内企业产量均不超过45万吨。国内导电炭黑需求量在2020年前均不超过1万吨，国内具备研发实力企业炭黑年产量均超30万吨，导电炭黑市场规模较公司规模相比过小，以黑猫股份为代表的国内实力炭黑企业并未布局该领域，2020年黑猫股份企业导电炭黑产量占公司炭黑产量0.7%。
海关编码“38029000”为“活性天然矿产品;动物炭黑，包括废动物炭黑”。从进出口情况来看，我国炭黑进口主要是特种炭黑，包括导电炭黑等，而出口炭黑是橡胶炭黑。近年来我国炭黑进口数量逐年开始减少，国内特种炭黑产能提升，对外依赖程度降低。据海关数据，2021年我国炭黑进口数量为0.93万吨，出口数量为44.98万吨。
十、导电炭黑行业现状分析
1、从成本结构情况来看
2022年中国导电炭黑原料油+燃料油(煤焦油)成本占比达到80.5%。原因是2021年国际局势紧张，中国进口煤炭减少叠加国内焦化厂双控政策下开工率低迷，导致焦油供需紧张，煤焦油价格全年上涨61.46%。
2、导电炭黑市场现状
从全球导电炭黑需求市场来看，据统计，2020年以前全球导电炭黑需求量不超过1万吨，预计2022年市场需求量达到3.3万吨。
从全球导电炭黑市场规模来看，2021年市场均价约为9万元/吨，市场规模达到17.75亿元。
3、中国市场
从国内市场需求量情况来看，2021年我国导电炭黑行业需求量为1.64万吨，同比增长76.34%，预计2022年市场保持高速增长，需求量达到2.86万吨。
常见导电炭黑品类有Super P、乙炔黑、科琴黑。乙炔黑比表面积比SP大，分散难，科琴黑性能更优但价格更高，因此市场现多选取市场现多选取SP作为导电炭黑。
4、中国导电炭黑行业未来发展趋势
随着炭黑在油漆、涂料、聚合物和电子设备中应用的增加，特种炭黑在市场上的渗透程度不断加大。国际大型炭黑生产企业均具备特种炭黑生产和研发能力，并由此构筑了较高的行业壁垒，获得了丰厚的投资收益，是炭黑产品升级的主要方向。目前国外导电炭黑市场较畅销的厂商如：卡博特导电炭黑、哥伦比亚导电炭黑、德固萨导电炭黑，国内导电炭黑厂家有四川中昊、优盟化工、山西永东化工等，但是国内的导电炭黑在技术上还不够成熟，但是随着世界经济快速发展，区域合作蓬勃推进，中国炭黑工业的国际影响力持续提升的情况下，节能、环保和低碳的需求就会越来越高。
在未来，我们如何走出一条科技含量高、资源消耗低、环境污染少的绿色、可持续发展之路，是目前国内炭黑工业界正面临的挑战。技术优势和新产品开发能力将成为企业立足市场的关键。
其中一个大方向就是从基础入手研发导电炭黑，导电炭黑由于其特殊的性能和发展前景，成为国内外大型炭黑公司竞相研发的重点产品。国际上著名的大炭黑公司均有导电炭黑产品，但各炭黑厂商对导电炭黑的开发生产和工艺技术实施严格保密并互相封锁。由于对导电炭黑认识深度不够导致开发滞后，国内动力锂电池、矿用管材、高压电缆行业用高品质导电炭黑被迫采用进口产品，导电炭黑的开发迫在眉睫。
以上就是炭黑产业网小编对于导电炭黑介绍的全部内容了，关于炭黑的知识我们又了解了很多。希望小编的文章可以对大家有所帮助，如有问题可以评论，小编必知无不言，言无不尽!
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