【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
在色漿分散制備會發(fā)現(xiàn)有機顏料的分散劑添加量高于無機顏料的。小編剛接觸色漿時,就對此有著疑問。隨著接觸的越來越多,就慢慢明白了其中的奧秘。先來看一下幾種顏料的比表面積、粒徑及吸收量數(shù)據(jù)。
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 |
有沒有發(fā)現(xiàn)有機顏料的比表面積是無機顏料的幾倍,甚至更高??赡苡腥苏f炭黑是無機顏料。是嗎?其實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,通常測試炭黑來作為參考。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(zhuǎn)變的過程。而分散劑的作用,就是通過在顏料表面形成吸附層,從而阻止這種聚集發(fā)生。有人會認為色漿研磨時間越長,色漿的細度越好。其實這種想法錯誤的。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,研磨時間再長也是浪費資源。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,就會產(chǎn)生巨大比表面積,高色素炭黑就是比表面積非常大?,F(xiàn)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機顏料的幾倍。
在測試一些品牌公司推薦的新分散劑時,他們會給一個推薦用量。但是就我個人的經(jīng)驗而言,通常這些推薦量不可信,只能作為參考。一般測試時會在推薦量上提高用量進行測試。如果可行,再減少助劑量。如果助劑使用量不當,會出現(xiàn)一些色漆問題,如浮色、返粗等問題。
通常一些書籍上會這樣介紹:按照分散劑有效活性物對100份顏料來計算,大致來說,鈦白粉用量最少,2%左右。氧化鐵等無機顏料則高一倍,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,僅供參考。就高色素炭黑而言,如果一個分散劑要添加50%以上,成本要提高很多。如今的競爭環(huán)境下,有幾個企業(yè)會用高添加量的高價助劑呢?這些問題其實是很多助劑廠家沒有進行詳細的顏料分散實驗,只能說助劑企業(yè)仍需努力??!
在實踐中,還會遇到這樣的問題:資料書籍介紹我們選用助劑時要在意顏料的路易士酸堿性,比如酸性炭黑,堿性炭黑等。但是事實上,這些沒有太多指導意義。好的分散劑,即使是呈化學中性,也能夠分散各種炭黑。還有鈦白粉和無機顏料分散劑,實踐證實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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