颜料炭黑

油漆涂料对其颜料-炭黑的要求，除颜色以外，还对其着色力，吸油量，水分，水溶性，PH值，相当密度，粒子形状大小，耐溶剂性，耐化学品性，耐候性，无公害性，分散性等有不同的要求。炭黑在物理方面活性很高，但在化学方面则是不活性的，因此其耐候性和耐化学品性好。炭黑的黑度和着色力高，价格稳定，因此是油漆涂料工业不可缺少的黑色颜料，常用于家具，建筑，汽车，铁路车辆和船舶用涂料中

 

炭黑研磨分散设备

砂磨机中三辊机的主要作用是依靠压力和剪切力来克服炭黑的内聚力，达到粉碎和分散炭黑 的目的。要使三辊机达到好的分散水平，下列条件必须得到满足：剪切表面(辊子)之间的距离务必仔细调整好，并能够稳定下来，使辊筒之间的压力达到一个恒 定的状态；辊筒的温度应严格控制，避免忽高忽，影响体系的粘度，影响炭黑的分散；对要求生产高光泽、高分散、黑度深的制品时，事先应对三辊机表面进行重 点的清洗；在进行同样产品不同批号的生产时，务必对剪切表面(辊子)进行重新清洗。三辊机比较适合处理高粘度的浆料，不适合处理粘度的浆料。

注意事项(1)为了能充分发挥炭黑的特性， 分散研磨前应完成下列几方面工作：

①将炭黑和树脂混合均匀；

②用树脂代替炭黑孔隙内的空气和水分；

③用分散设备提供的剪切力，将炭黑中大的附聚体研磨分散 成小的附聚体或聚集体。如果在炭黑的分散过程中能很好地按照上述步骤操作，炭黑一定能达到令人满意的黑度、色相、着色力、光泽、稳定性和流动性。

(2)不是所有的分散设备都需要预先将炭黑和树脂进行预混合。但为了确保塑料在挤出时达到好的效果，必要的预混合还是需要的，以确保树脂熔融 时和炭黑充分混合，有效减少达到分散要求的研磨时间。

炭黑的填充量为降塑料的成本，炭黑的用量要求尽可能地高，但是，研磨设备的性能 和类型将对炭黑的分散产生重要的影响。不同的塑料要求不同的分散水平。在许多情况下，塑料性能的不足可以直接归因于炭黑分散的不足，如电缆外壳和光纤等塑 料产品，要求炭黑的分散水平能达到更高层次。对于性能要求很高的塑料，炭黑的充分分散是非常重要的。如果能大限度地提高炭黑的分散水平，可以使塑料的颜 色、色相、粘度、光泽、稳定性以及挤出特性等达到的要求。

 

炭黑分散研磨介质

现在砂磨机中所用的介质都已氧化锆珠为主，选用球形度好，硬度强的珠子合适，研磨效率高。

 

炭黑分散过程几个阶段

1、破碎：由于炭黑颜料的细度(45μm)远远不符合下游领域的终要求，所以在使用炭黑时必须对炭黑进行破碎分散操作，也将炭黑破碎分散到一定细度范围时，才能使炭黑的着色性能或其它所需要的性能充分发挥出来。这时需要通过机械力研磨来打开炭黑粒子间的硬团聚，做为颜料的特性，炭黑的破碎程度同样与自身粒子的“坚牢度”有关。

 

2、润湿：自由炭黑粒子表面与周围介质的相互作用是炭黑被润湿的重要因素。炭黑润湿的关系可用热力学定律来解释，其中炭黑表面张力和表面能是润湿热的重要参数，也可以从动力学角度描述炭黑粉末和附聚物的润湿过程。润湿时间不但与炭黑粉末的孔隙及几何结构有关，还随介质粘度提高而增加，并随润湿张力而减少。

 

在实用条件下，升高温度可以加速润湿过程，但温度升高(粘度降)又会导致剪切力(破碎作用)降。润湿体积可作为炭黑孔体积或填充密度的量度，它与炭黑的相对着色强度密切相关，因此间接与炭黑在终制品中分散质量有关。所以，在实际操作中为了提高炭黑的分散性，往往在介质中掺入了分子量的添加剂(如增朔剂或粘度促进剂等)。

3、分布：通过提高加工温度和降体系粘度，使体系处于湍流条件下；以及延长炭黑在加工设备内的停留时间；可以使被润湿的炭黑粒子达到佳分布。但是，在实际操作中，延长停留时间将受到产量要求的限制。因此，对于塑料行业，通常在注朔机和挤出机中安装鱼雷头、多孔板、剪切部件以及加设捏合段和采取其它设计措施，以提高破碎作用和延长停留时间。

 

4、分散剂消除内聚力：由于炭黑粒子之间存在吸引力(偶、氢键和静电力)，因此必须依靠外界来克服吸引力，才能达到分散目的。炭黑的分散性和它的粒度分布有密切关系，粒度小的炭黑具有较大的比表面积，并且存在热力学上的不稳定性，从而容易产生再附聚作用。在实际操作中，添加分散剂涂覆在炭黑粒子表面，从而降炭黑粒子之间的内聚力，有助于避免炭黑分散操作困难。

 

炭黑结构孔隙比较多，因此需要在分散过程中，每个步骤都要做好，才能将炭黑粒子间的表面张力消除掉，达到均匀分散的效果。