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色素炭黑在色浆中分散的关键

河南碳黑(炭黑)工业集团 | 导电炭黑,乙炔炭黑专业生产厂家 | 发布时间: 2024-10-14 | 28 次浏览 | 分享到:

色素炭黑在色浆中分散的关键因素主要有以下几个方面:


一、炭黑特性


粒径和比表面积

较小的粒径和较大的比表面积意味着炭黑颗粒具有更高的表面能,更容易团聚。因此,在选择色素炭黑时,需要根据色浆的具体应用需求,选择合适粒径和比表面积的炭黑,以平衡分散性和着色力等性能。

例如,对于要求高着色力的色浆,可以选择比表面积较大的炭黑,但同时需要采取更强的分散措施来克服其团聚倾向。

结构

炭黑的结构分为高结构和低结构。高结构的炭黑通常具有更复杂的链状或枝状结构,容易形成聚集体,分散难度较大。低结构的炭黑则相对较容易分散。

在色浆中,需要根据具体的应用要求选择合适结构的炭黑。例如,对于需要高遮盖力的色浆,可以选择低结构的炭黑,以获得更好的分散效果和遮盖性能。

表面化学性质

色素炭黑的表面通常带有一定的化学基团,这些基团会影响炭黑与色浆中的其他成分的相互作用。例如,表面带有极性基团的炭黑更容易与极性溶剂和树脂相互作用,从而提高分散性。

通过对炭黑进行表面处理,可以改变其表面化学性质,提高在色浆中的分散性。例如,使用表面活性剂或偶联剂对炭黑进行处理,可以增加炭黑与色浆体系的相容性,降低团聚倾向。


二、分散剂的选择与使用


分散剂的类型

选择合适的分散剂是实现色素炭黑良好分散的关键。分散剂的类型主要包括离子型分散剂和非离子型分散剂。离子型分散剂通过静电作用吸附在炭黑颗粒表面,提供静电斥力,防止颗粒团聚。非离子型分散剂则主要通过空间位阻作用来实现分散。

根据色浆的体系性质和应用要求,选择合适类型的分散剂。例如,对于水性色浆,可以选择阴离子型或非离子型分散剂;对于溶剂型色浆,可以选择与溶剂相容性好的非离子型分散剂。

分散剂的用量

分散剂的用量对色素炭黑的分散效果也有重要影响。用量过少,无法充分发挥分散作用,炭黑容易团聚;用量过多,可能会导致色浆的稳定性下降,出现分层、沉淀等问题。

通过实验确定最佳的分散剂用量,通常需要在一定范围内进行调整,以找到既能实现良好分散又能保证色浆稳定性的最佳用量。


三、分散工艺


预分散

在将色素炭黑加入色浆体系之前,可以先进行预分散处理。预分散可以采用高速搅拌、研磨等方式,将炭黑颗粒初步分散在少量的溶剂或树脂中,形成炭黑浆状物。

预分散可以提高炭黑在后续分散过程中的分散效率,减少团聚现象的发生。例如,使用高速搅拌机对炭黑进行预分散,可以使炭黑颗粒在短时间内得到初步分散,为后续的分散工艺打下良好的基础。

分散设备

选择合适的分散设备对于实现色素炭黑的良好分散至关重要。常用的分散设备包括高速搅拌机、砂磨机、三辊机等。

高速搅拌机适用于低粘度色浆的初步分散,能够提供较高的剪切力和冲击力,使炭黑颗粒快速分散。砂磨机则通过研磨介质的碰撞和摩擦作用,对炭黑进行精细分散,适用于高粘度色浆和要求高分散性的应用。三辊机通过三个辊筒的挤压和剪切作用,对色浆进行分散和均质化处理,适用于一些特殊的色浆体系。

分散时间和温度

分散时间和温度也会影响色素炭黑在色浆中的分散效果。适当延长分散时间可以提高分散效果,但过长的分散时间可能会导致色浆的稳定性下降。

分散温度的选择需要根据色浆体系的性质和分散剂的性能来确定。一般来说,适当提高分散温度可以降低色浆的粘度,提高分散剂的活性,有利于炭黑的分散。但过高的温度可能会导致色浆中的成分发生分解或挥发,影响色浆的性能。


四、色浆体系的稳定性


pH 值控制

对于水性色浆,pH 值对色素炭黑的分散性和稳定性有重要影响。不同类型的分散剂在不同的 pH 值范围内具有最佳的分散效果。

通过调节色浆的 pH 值,可以优化分散剂的性能,提高炭黑的分散性和稳定性。例如,对于阴离子型分散剂,通常在碱性条件下具有更好的分散效果;而对于非离子型分散剂,pH 值的影响相对较小。

储存条件

色浆在储存过程中,需要避免受到高温、高湿、强光等不良环境因素的影响。这些因素可能会导致色浆中的成分发生变化,影响炭黑的分散性和稳定性。

储存色浆时,应选择阴凉、干燥、通风良好的地方,并避免长时间暴露在阳光下。同时,要注意密封保存,防止色浆中的溶剂挥发和成分氧化。