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再次详谈有关炭黑的分散问题

2021-03-17 17:46:10
颜料在应用过程中都要分散到符合光学性能的微粒子状态,炭黑是所有颜料中最难分散的一种颜料,所以炭黑分散的好坏会直接影响到炭黑的黑度、色相和遮盖能力,直接影响到用户最终的使用效果,炭黑的分散受以下因素影响:  
    1、炭黑的本质特性:炭黑的原始粒径、结构和表面各种基团都会对分散产生很大的影响。通常情况下炭黑的原始粒径小、结构低、挥发份低分散困难,反之则相对容易些。 
  2、用户的配方:炭黑使用者的配方,基料、溶剂和树脂的性能都会非常显著地影响炭黑的最终分散情况,特别是炭黑用树脂的选择。  
  3、炭黑的分散设备:不同的炭黑分散设备在相同条件下的分散效果也是大不相同的。选用正确的炭黑分散设备,是研发厂家必须重视的。  
  炭黑在涂料方面的应用:  
  一般涂料用的炭黑归为着色碳黑,涂料用炭黑在成膜物质中用量很少,约2-3%,所以涂料用炭黑特别要求黑度和色相。  
  炭黑的粒径:  
  经X射线分析确定,炭黑的颗粒是最小的晶体,它的构造类似石墨晶体的构造,只是没有石墨晶体排列得整齐。一般炭黑颗粒大小可通过2万倍的电子显微镜来测出,也可利用碘吸附法测定炭黑比表面积来换算。涂料用炭黑的粒子平均直径为0.2-0.3微米,PH值为2.5-4.5,吸油量200左右。  
  有关炭黑分散  
  炭黑表面积很大 酸值大(PH值为3左右)分散时用偏碱性的树脂,如氨基树脂是碱性的,可用丙烯酸树脂:氨基树脂为3:1参与砂磨。醇酸树脂、丙烯酸树脂带负电,用来分散炭黑则效果较差。
炭黑比任何颜料更需要分散在载体中,而炭黑的分散体应长期保持在稳定的状态。 
  在油墨中,炭黑的分散程度可有很大的变化,而分散的目的应使炭黑始终处于一种胶态之分布中。此分布程度好坏都会直接影响到色相、黑度、吸油量和遮盖力。  
  炭黑的分散主要受制于以下三个原因:  
  ① 炭黑本身的特性;  
  ② 载体或分散介质的类型;  
  ③ 所使用的分散设备。 
  炭黑的分散性与其粒度、表面化学性质以及本身结构相关。干态下的炭黑分子并不以单独粒子存在,而是存在着内聚力,以附聚体存在,即大量聚集体交结在一起。分散时必须将这些附聚体打散,载体必须完全包围这些原始粒子。一般来说,粗粒径炭黑比细粒径炭黑容易分散,但黑度较低。 
  细粒径炭黑比表面积相对大得多,必须施加更大分散能量来达到彻底的均匀的分散。
  在某些介质中,炭黑的表面特性对分散的难易度有很大的影响。髙含量的表面氧化炭黑,在基料中分散就容易得多;而表面只含有炭的炭黑,相对来说就比较困难。 
  所有的炭黑表面均有化学吸附的含氧官能团,其含量和炭黑的挥发分有关系。炭黑表面含氧量取决于炭黑的制造过程,接触法炭黑含量高,炉法炭黑含氧低,但经过表面氧化处理后,含氧量会增加(含氧量高的炭黑其水分散体pH值常较低)。
  高挥发分含量的炭黑使油墨有较低的黏度和较大的流动性。由于炭黑表面化学吸附的含氧量复合物起着类似于表面活性剂的作用,从而使炭黑表面容易被润湿,使其分散性和分散后的稳定性均大为增加,但接触法炭黑和炉黑表面氧化处理成本均较高。由于炭黑有相当大的比表面积,因此有吸收空气中水蒸气的倾向,炭黑吸湿性取决于比表面积的大小,也受表面化学性的影响。炭黑表面含氧基团越多pH值越低,炭黑吸湿性越大。pH值小的炭黑使油墨的抗水性变差,干燥性变差,但有利于在水性油墨中分散。
炭黑的分散详解
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