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水性碳黑色浆制备的相关性能
发布时间:2018-09-03 浏览次数:888

   通过直接分散法制备水性炭黑色浆,以炭黑色浆的炭黑粒径及吸光度为评价指标,探讨了水性炭黑色浆的较优制备工艺条件,对炭黑色浆进行表征及性能测试,为水性炭黑色浆作为颜料应用提供理论依据。主要结论如下:

  (1)在低分子分散剂中阴离子分散剂对炭黑的分散效果好,其中带有芳香萘环的亚甲基二萘磺酸钠能有效分散炭黑,亚甲基二萘磺酸钠的用量为炭黑用量的 20%时对炭黑的分散稳定效果较好;高分子分散剂中海藻酸钠对炭黑的分散效果好,海藻酸钠的用量为炭黑用量的10%时对炭黑的分散稳定效果较好;亚甲基二萘磺酸钠与聚乙烯吡咯烷酮(质量比1:1)混合成的分散剂炭黑的分散效果好,表现出了协同作用,此混合分散剂用量为炭黑用量的7.5%时对炭黑的分散稳定效果较好。

  (2)比较了搅拌分散、超声分散、剪切分散、球磨分散四种分散方式在制备水性炭黑色浆中的效果,结构表明对炭黑色浆的分散稳定性依次是:搅拌分散<超声分散<剪切分散<球磨分散。采用二次球磨法对炭黑进行研磨分散,能够在更短的时间内达到良好的分散稳定效果,提高了生产效率。

  (3)制备水性炭黑色浆的较优工艺为:混合分散剂用量(亚甲基二萘磺酸钠与聚乙烯吡咯烷酮质量比1:17.5%,炭黑用量为30%,分散液p H值为8,球磨速度为250r/min,粒径为0.50mm的锆珠研磨5h,再采用粒径为0.2mm的锆珠研磨4h

  (4)通过对炭黑色浆的显微镜和扫描电镜分析可知,色浆中的炭黑粒径较小,分布均匀,分散性好。炭黑色浆中的炭黑的粒径分布呈正态分布,粒径分布较窄,平均粒径为85.0nm。炭黑色浆的炭黑粒子表面Zeta电位为-32.5mV。热重分析表明,分散后的炭黑热稳定性降低。

  (5)对水性炭黑色浆的离心稳定性、环境温度稳定性、储藏稳定性研究表明,所制备的水性炭黑色浆体系具有较好的离心稳定性、环境温度适应性及储藏稳定性。

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