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【經(jīng)驗分享】--色漿制備之顏料比表面積對分散劑選擇的影響

發(fā)表時(shí)間:2020-05-13

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在色漿分散制備會(huì )發(fā)現有機顏料的分散劑添加量高于無(wú)機顏料的。小編剛接觸色漿時(shí),就對此有著(zhù)疑問(wèn)。隨著(zhù)接觸的越來(lái)越多,就慢慢明白了其中的奧秘。先來(lái)看一下幾種顏料的比表面積、粒徑及吸收量數據。

顏料

粒徑(nm

比表面積(m2/g

吸油量(g/100g

炭黑 哥倫比亞 Raven5000ultra

8

583

95 DBP

炭黑 卡博特 monarch 1300

13

560

121 DBP

炭黑 哥倫比亞 Raven 1500

17

180

60DBP

炭黑 卡博特 monarch 120

60

30

65

炭黑 德固薩 特黑100

50

30

93

鈦白粉 杜邦Ti-pure R-706

260


13

氧化鐵紅 拜耳 Bayferrox 4100

100


22

酞青藍 巴斯夫 FR7072


62

35

有沒(méi)有發(fā)現有機顏料的比表面積是無(wú)機顏料的幾倍,甚至更高??赡苡腥苏f(shuō)炭黑是無(wú)機顏料。是嗎?其實(shí)在色漿制備中炭黑一直認為有機顏料。測試分散劑對有機顏料的分散性時(shí),通常測試炭黑來(lái)作為參考。顏料是以聚集體形式存在,這樣以減少聚集態(tài)表面積。這也是一種向低能態(tài)轉變的過(guò)程。而分散劑的作用,就是通過(guò)在顏料表面形成吸附層,從而阻止這種聚集發(fā)生。有人會(huì )認為色漿研磨時(shí)間越長(cháng),色漿的細度越好。其實(shí)這種想法錯誤的。因為研磨是破壞聚集體,使分散劑在顏料表面吸附。當聚集體完全破壞到原始粒徑,研磨時(shí)間再長(cháng)也是浪費資源。分散劑在顏料表面的吸附,成為分散工藝的物理基礎。顏料的比表面積越大,需要的分散劑就越多。顏料的粒徑越小,就會(huì )產(chǎn)生巨大比表面積,高色素炭黑就是比表面積非常大?,F在就能夠理解,為什么有機顏料和炭黑的分散劑添加量是無(wú)機顏料的幾倍。

在測試一些品牌公司推薦的新分散劑時(shí),他們會(huì )給一個(gè)推薦用量。但是就我個(gè)人的經(jīng)驗而言,通常這些推薦量不可信,只能作為參考。一般測試時(shí)會(huì )在推薦量上提高用量進(jìn)行測試。如果可行,再減少助劑量。如果助劑使用量不當,會(huì )出現一些色漆問(wèn)題,如浮色、返粗等問(wèn)題。

通常一些書(shū)籍上會(huì )這樣介紹:按照分散劑有效活性物對100份顏料來(lái)計算,大致來(lái)說(shuō),鈦白粉用量最少,2%左右。氧化鐵等無(wú)機顏料則高一倍,達到5%以上。普通有機顏料和普通色素炭黑又比無(wú)機顏料高約2倍,達到15%左右。高色素碳黑又比有機顏料高約2倍,則達到50%級別。我只想說(shuō),僅供參考。就高色素炭黑而言,如果一個(gè)分散劑要添加50%以上,成本要提高很多。如今的競爭環(huán)境下,有幾個(gè)企業(yè)會(huì )用高添加量的高價(jià)助劑呢?這些問(wèn)題其實(shí)是很多助劑廠(chǎng)家沒(méi)有進(jìn)行詳細的顏料分散實(shí)驗,只能說(shuō)助劑企業(yè)仍需努力??!

在實(shí)踐中,還會(huì )遇到這樣的問(wèn)題:資料書(shū)籍介紹我們選用助劑時(shí)要在意顏料的路易士酸堿性,比如酸性炭黑,堿性炭黑等。但是事實(shí)上,這些沒(méi)有太多指導意義。好的分散劑,即使是呈化學(xué)中性,也能夠分散各種炭黑。還有鈦白粉和無(wú)機顏料分散劑,實(shí)踐證實(shí)也不一定必須使用酸性基團。中性的分散劑照樣能很好的分散顏料,而且還能避免酸性基團對涂膜等的副作用。在實(shí)際制備中,把顏料看作是惰性的顆粒,主要考慮其粒徑和比表面積。這樣就能制備出很好的色漿產(chǎn)品。

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