色素碳黑的介绍
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碳黑的生产工艺---炉黑 碳黑的生产工艺 炉黑
• • • • •
最重要的碳黑生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 密封式反应设备, 碳黑表面氧化度不高 1-2% 平均原生粒径在 10-80 nm 碳黑的结构可以调整
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碳黑的生产工艺---灯黑 碳黑的生产工艺 灯黑
• • • • •
24 m
Page | 40
光泽的损失--光泽的损失 42 天ADF测试 测试
(5% pigment black as against Lioptal A 453)
20
15
Gloss loss, %
10
5
0
Page | 41
雾影的增加 42 天 ADF 测试
(5% pigment black as against Lioptal A 453)
● S 170, S 160
中色素气黑
● Printex U, Printex V, Printex 140 V
普通色素气黑，易于分散 普通色素气黑，
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用于涂料工业的炉黑
炉黑
● 特黑 100 ● Printex G 调色用, 调色用 防止浮色 易于分散 调色用
● Printex 200
250 200 150 100 50 0
6 U SA Ja 1 pa n 1 U SA 2 Pr 4 in te x U U SA 3 U SA 4 20 0 1 2 SS FW FW FW SS
Haze
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议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
SB 6
73.9
Page | 36
润湿剂对黑度和色相的影响
FW 285, 聚氨酯分散液
My
350 300 250 200 150 100 50 0
dM (x10) My
*Hydropalat
Page | 37
影响碳黑稳定性的因素
因素
碳黑特性 树脂体系 溶剂和助剂 分散
原生粒径 表面处理
润湿性 极性 溶剂型 水性
较难分散
较容易分散
Page | 32
议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
Page | 33
碳黑浓度对黑度和色相的影响
FW285，水性体系 ，
Page | 34
分散时间对黑度和雾影的影响
醇酸氨基烤漆 特黑 6
60 275 274 273 272 271 270 269 268 267 266 265
碳黑结构对涂料的影响
高结构
主色
较低 红相 较低 蓝相 较容易 较高 较低 黑度 色相
低结构
较高 蓝相 较高 红相 较难 较低 较高
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调色
着色力 色相 分散性 粘度 碳黑添加量
碳黑结构对分散性的影响
低结构 ☞ 聚集体之间的距离较小 ☞ 较强的作用力
高结构 ☞ 聚集体之间的距离较大 ☞ 较弱的作用力
优点
缺点 粉尘较大
粉状碳黑
较容易分散
倾注密度低 差的流动性
较少粉尘 珠状碳黑-干法 倾注密度高 好的流动性 较难分散
Page | 13
议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
Page | 14
色素碳黑特性对涂料的影响
平均原生粒径
最古老的碳黑生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 很宽的粒径分布 平均原生粒径在 30-200 nm 很大的碳黑粒径
Page | 10
不同碳黑生产工艺碳黑的粒径分布图
Page | 11
碳黑的供应形式
粉状碳黑
珠状碳黑-干法 珠状碳黑 干法
珠状碳黑-湿法 珠状碳黑 湿法
Page | 12
不同供应形式碳黑的差异
Page | 43
碳黑的分散工艺
1. 研磨浆 预分散 把碳黑润湿于树脂中
研磨 分散和稳定碳黑 需要高剪切力的研磨设备把碳黑的附集体分散. 沙磨, 珠磨, 需要高剪切力的研磨设备把碳黑的附集体分散. 例如 沙磨, 珠磨, 球磨
2. 调漆 加入其余的树脂， 只需搅拌) 加入其余的树脂，溶剂和助剂 (只需搅拌)
表面化学
结构
Page | 15
不 同 颜 料 的 平 均 粒 径 大 小 比 较
酞氰蓝 LB 101 钛白粉 FW 200
汉沙黄
氧化铁红
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原生粒径对碳黑性能的影响
100 nm 100 纳
10 nm
主色
10 纳
较 红相
较高 蓝相
调色
较弱 蓝相 较 较 较高 颜料添加量 分散性 较强 红相 较困难 较高 较
SS 6
S 170
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氧化处理对涂料粘度的影响
碳黑浓度: 碳黑浓度 30 %
粘度， 粘度， 1000 厘泊
800
870
600
400
300
200
0 Printex G Specialblack 100
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色素碳黑特性对涂料的影响
平均原生粒径
表面化学
结构
Page | 30
Page | 17
原生粒径对黑度的影响
(醇酸氨基烤漆 5% 碳黑基于树脂固含) 醇酸氨基烤漆, 碳黑基于树脂固含 醇酸氨基烤漆
Page | 18
原生粒径对着色力的影响
粒径, 粒径 nm
120 100 80 60 40
13nm 50nm 30 65 110 101 95nm
相对着色力, 相对着色力 %
炉法碳黑 •大多数是醌基 大多数是醌基 •pH值大约为9 pH值大约为9 pH值大约为 气法碳黑 •大多数是羧基 大多数是羧基 •pH值大约为4 pH值大约为4 pH值大约为
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氧化后碳黑孔隙度的增加
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涂料表面的TEM图像 涂料表面的TEM图像 TEM
(醇酸氨基烤漆，5%碳黑含量) 醇酸氨基烤漆，5%碳黑含量) 碳黑含量
分散剂
研磨浆粘度
溶剂
研磨浆碳黑浓度
结构
研磨设备 研磨介质 研磨时间
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分散条件对碳黑性能的影响
好 较高 较低 较高 蓝相 好 细
分散条件
20o 光泽 雾影 黑度 MY 色相 储存稳定性 研磨细度
差 较低 较高 较低 红相 差 粗
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光泽保持率—佛罗里达 光泽保持率 佛罗里达12-24个月曝晒 佛罗里达 个月曝晒
未氧化处理的碳黑 Color Black S170 (17nm)
氧化处理的碳黑 Special Black 6 (17nm)
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氧化处理对光泽和黑度的影响
粒径
黑度 MY值
20°光泽 °
Gloss 20°
70 40
86 80
328
13 13
282
17
297 17
°
269
FW200
FW 1
White
0 0,01 0,1 1 10 100
光反射率%
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黑度值My 和色相值 的定义 和色相值dM的定义 黑度值
黑度值得定义 My = 100 log (100/Y) 色相值的定义 dM = 100 (log Xn/X - log Zn/Z)
蓝相 红相 dM > 0 dM < 0
100 90 80
12 m 12 m 12 m 24 m 12 m 12 m 12 m 12 m 24 m 24 m 24 m 24 m
Reflectometer Value
70 60 50
24 m
40 30 20 10 0 FW 200 FW 2 SS 6 USA I Japan I USA III USA II
雾影
My
50 40 30
My 黑度值
雾影 雾影 雾影 雾影
20 10 0
1
2
3
4
5
6
7
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珠磨次数
树脂对黑度和色相的影响
醇酸氨基烤漆
MY, dM
蓝相
F 310 F 251 F 310 F 251
350 300 250 200
FW 200
FW 200
SB 6
150 100 50 0 Gloss 20 : 81.8 75.3 86.8
25nm
20 0 Colour Black FW2 Special Black 4 Special Black 100 Lamp Black 101
Particle size
Tinting strength
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原生粒径对分散性的影响
相同的体积下
较高 较难 较难
表面积 润湿 分散
较低 较容易 较容易
色素碳黑的介绍
议程
色素炭黑一般介绍
色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
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无机黑的种类
Page | 3
色素碳黑的TEM 图片 色素碳黑的
Page | 4
黑度值和光反射率的关系
黑度值 My
400 300
Black
200
Grey
100
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色素碳黑的特性对涂料的影响
平均原生粒径
表面化学
结构
Page | 21
表面氧化对涂料的影响
Page | 22
表面氧化处理后
Page | 23
表面氧化基团对pH值的影响 表面氧化基团对 值的影响
HO
O OH
HO
O
O
O O
O
O
Oபைடு நூலகம்
O
羧基
苯酚 酸
内酯
醌基
酸酐 碱
醚
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表面氧化基团对pH值的影响 表面氧化基团对 值的影响
Page | 44
用于涂料工业的氧化气黑
氧化气黑
● FW 200, FW 2 高色素气黑， 高色素气黑，最高黑度和蓝相
● 特黑 6, 5
高色素气黑， 高色素气黑，有很高的蓝相
● 特黑 4, 4A
普通色素气黑， 普通色素气黑，易于分散
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用于涂料工业的未氧化气黑
气黑
● FW 285, FW 1 高色素气黑， 高色素气黑，应用于水性涂料
专用于电泳漆
● Printex L, L6, XE2
导电碳黑. 导电碳黑
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用于涂料工业的灯黑
●
Lamp Black 101
调色黑
Page | 48
谢谢大家的参与！ 谢谢大家的参与！
Page | 6
议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
Page | 7
碳黑的生产工艺---气黑 碳黑的生产工艺 气黑
• • • •
德固赛在 1935独创的生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 敞开的反应设备, 表面氧化程度高 4-6% 平均原生粒径在 10-30 nm
碳黑的生产工艺---炉黑 碳黑的生产工艺 炉黑
• • • • •
最重要的碳黑生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 密封式反应设备, 碳黑表面氧化度不高 1-2% 平均原生粒径在 10-80 nm 碳黑的结构可以调整
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碳黑的生产工艺---灯黑 碳黑的生产工艺 灯黑
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光泽的损失--光泽的损失 42 天ADF测试 测试
(5% pigment black as against Lioptal A 453)
20
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Gloss loss, %
10
5
0
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雾影的增加 42 天 ADF 测试
(5% pigment black as against Lioptal A 453)
● S 170, S 160
中色素气黑
● Printex U, Printex V, Printex 140 V
普通色素气黑，易于分散 普通色素气黑，
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用于涂料工业的炉黑
炉黑
● 特黑 100 ● Printex G 调色用, 调色用 防止浮色 易于分散 调色用
● Printex 200
250 200 150 100 50 0
6 U SA Ja 1 pa n 1 U SA 2 Pr 4 in te x U U SA 3 U SA 4 20 0 1 2 SS FW FW FW SS
Haze
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议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
SB 6
73.9
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润湿剂对黑度和色相的影响
FW 285, 聚氨酯分散液
My
350 300 250 200 150 100 50 0
dM (x10) My
*Hydropalat
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影响碳黑稳定性的因素
因素
碳黑特性 树脂体系 溶剂和助剂 分散
原生粒径 表面处理
润湿性 极性 溶剂型 水性
较难分散
较容易分散
Page | 32
议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
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碳黑浓度对黑度和色相的影响
FW285，水性体系 ，
Page | 34
分散时间对黑度和雾影的影响
醇酸氨基烤漆 特黑 6
60 275 274 273 272 271 270 269 268 267 266 265
碳黑结构对涂料的影响
高结构
主色
较低 红相 较低 蓝相 较容易 较高 较低 黑度 色相
低结构
较高 蓝相 较高 红相 较难 较低 较高
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调色
着色力 色相 分散性 粘度 碳黑添加量
碳黑结构对分散性的影响
低结构 ☞ 聚集体之间的距离较小 ☞ 较强的作用力
高结构 ☞ 聚集体之间的距离较大 ☞ 较弱的作用力
优点
缺点 粉尘较大
粉状碳黑
较容易分散
倾注密度低 差的流动性
较少粉尘 珠状碳黑-干法 倾注密度高 好的流动性 较难分散
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议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
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色素碳黑特性对涂料的影响
平均原生粒径
最古老的碳黑生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 很宽的粒径分布 平均原生粒径在 30-200 nm 很大的碳黑粒径
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不同碳黑生产工艺碳黑的粒径分布图
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碳黑的供应形式
粉状碳黑
珠状碳黑-干法 珠状碳黑 干法
珠状碳黑-湿法 珠状碳黑 湿法
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不同供应形式碳黑的差异
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碳黑的分散工艺
1. 研磨浆 预分散 把碳黑润湿于树脂中
研磨 分散和稳定碳黑 需要高剪切力的研磨设备把碳黑的附集体分散. 沙磨, 珠磨, 需要高剪切力的研磨设备把碳黑的附集体分散. 例如 沙磨, 珠磨, 球磨
2. 调漆 加入其余的树脂， 只需搅拌) 加入其余的树脂，溶剂和助剂 (只需搅拌)
表面化学
结构
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不 同 颜 料 的 平 均 粒 径 大 小 比 较
酞氰蓝 LB 101 钛白粉 FW 200
汉沙黄
氧化铁红
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原生粒径对碳黑性能的影响
100 nm 100 纳
10 nm
主色
10 纳
较 红相
较高 蓝相
调色
较弱 蓝相 较 较 较高 颜料添加量 分散性 较强 红相 较困难 较高 较
SS 6
S 170
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氧化处理对涂料粘度的影响
碳黑浓度: 碳黑浓度 30 %
粘度， 粘度， 1000 厘泊
800
870
600
400
300
200
0 Printex G Specialblack 100
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色素碳黑特性对涂料的影响
平均原生粒径
表面化学
结构
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原生粒径对黑度的影响
(醇酸氨基烤漆 5% 碳黑基于树脂固含) 醇酸氨基烤漆, 碳黑基于树脂固含 醇酸氨基烤漆
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原生粒径对着色力的影响
粒径, 粒径 nm
120 100 80 60 40
13nm 50nm 30 65 110 101 95nm
相对着色力, 相对着色力 %
炉法碳黑 •大多数是醌基 大多数是醌基 •pH值大约为9 pH值大约为9 pH值大约为 气法碳黑 •大多数是羧基 大多数是羧基 •pH值大约为4 pH值大约为4 pH值大约为
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氧化后碳黑孔隙度的增加
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涂料表面的TEM图像 涂料表面的TEM图像 TEM
(醇酸氨基烤漆，5%碳黑含量) 醇酸氨基烤漆，5%碳黑含量) 碳黑含量
分散剂
研磨浆粘度
溶剂
研磨浆碳黑浓度
结构
研磨设备 研磨介质 研磨时间
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分散条件对碳黑性能的影响
好 较高 较低 较高 蓝相 好 细
分散条件
20o 光泽 雾影 黑度 MY 色相 储存稳定性 研磨细度
差 较低 较高 较低 红相 差 粗
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光泽保持率—佛罗里达 光泽保持率 佛罗里达12-24个月曝晒 佛罗里达 个月曝晒
未氧化处理的碳黑 Color Black S170 (17nm)
氧化处理的碳黑 Special Black 6 (17nm)
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氧化处理对光泽和黑度的影响
粒径
黑度 MY值
20°光泽 °
Gloss 20°
70 40
86 80
328
13 13
282
17
297 17
°
269
FW200
FW 1
White
0 0,01 0,1 1 10 100
光反射率%
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黑度值My 和色相值 的定义 和色相值dM的定义 黑度值
黑度值得定义 My = 100 log (100/Y) 色相值的定义 dM = 100 (log Xn/X - log Zn/Z)
蓝相 红相 dM > 0 dM < 0
100 90 80
12 m 12 m 12 m 24 m 12 m 12 m 12 m 12 m 24 m 24 m 24 m 24 m
Reflectometer Value
70 60 50
24 m
40 30 20 10 0 FW 200 FW 2 SS 6 USA I Japan I USA III USA II
雾影
My
50 40 30
My 黑度值
雾影 雾影 雾影 雾影
20 10 0
1
2
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5
6
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珠磨次数
树脂对黑度和色相的影响
醇酸氨基烤漆
MY, dM
蓝相
F 310 F 251 F 310 F 251
350 300 250 200
FW 200
FW 200
SB 6
150 100 50 0 Gloss 20 : 81.8 75.3 86.8
25nm
20 0 Colour Black FW2 Special Black 4 Special Black 100 Lamp Black 101
Particle size
Tinting strength
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原生粒径对分散性的影响
相同的体积下
较高 较难 较难
表面积 润湿 分散
较低 较容易 较容易
色素碳黑的介绍
议程
色素炭黑一般介绍
色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
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无机黑的种类
Page | 3
色素碳黑的TEM 图片 色素碳黑的
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黑度值和光反射率的关系
黑度值 My
400 300
Black
200
Grey
100
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色素碳黑的特性对涂料的影响
平均原生粒径
表面化学
结构
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表面氧化对涂料的影响
Page | 22
表面氧化处理后
Page | 23
表面氧化基团对pH值的影响 表面氧化基团对 值的影响
HO
O OH
HO
O
O
O O
O
O
Oபைடு நூலகம்
O
羧基
苯酚 酸
内酯
醌基
酸酐 碱
醚
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表面氧化基团对pH值的影响 表面氧化基团对 值的影响
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用于涂料工业的氧化气黑
氧化气黑
● FW 200, FW 2 高色素气黑， 高色素气黑，最高黑度和蓝相
● 特黑 6, 5
高色素气黑， 高色素气黑，有很高的蓝相
● 特黑 4, 4A
普通色素气黑， 普通色素气黑，易于分散
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用于涂料工业的未氧化气黑
气黑
● FW 285, FW 1 高色素气黑， 高色素气黑，应用于水性涂料
专用于电泳漆
● Printex L, L6, XE2
导电碳黑. 导电碳黑
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用于涂料工业的灯黑
●
Lamp Black 101
调色黑
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谢谢大家的参与！ 谢谢大家的参与！
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议程
色素炭黑一般介绍 色素碳黑的生产工艺 色素碳黑的特性对涂料的影响 其它影响碳黑性能的因素 色素碳黑的推荐
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碳黑的生产工艺---气黑 碳黑的生产工艺 气黑
• • • •
德固赛在 1935独创的生产工艺 碳氢化合物的不完全燃烧 敞开的反应设备, 表面氧化程度高 4-6% 平均原生粒径在 10-30 nm