高性能-水性配方炭黑颜料.pdfVIP

高性能炭黑顏料進展能滿足更多新需求 作者： | 發表於：2014-02-19 | 關鍵字： 在研製高級的塗料、油墨和聚合物配方產品時，炭黑顏料的性能要求變得日益重要，因為 目前對環境友好型產品的需求在不斷增加。全球塗料行業“綠色環保”的趨勢對黑色顏料來說包 含了幾層含義。塗料生產商要求原材料低毒，以更好地符合現有的（和未來的）環境法規的要 求。在許多情況下，當它們用於水性和溶劑型體系時必須能給予優異的顏色性能。新型高性能 顏料通過下列新的研究進展能幫助滿足這些不斷出現的新需求。 改進的水性配方的性能：由於對爐黑反應釜的技術改進，生產能滿足水性配方更苛刻的分 散性要求和其他性能要求的新的細粒徑類型的炭黑是可能的。這些獨特的性能能提供較高的黑 度和清晰的帶藍色的色調，同時保持在水性配方中好的穩定性。 減少原材料的使用量和保持可持續性：通過表面改性，在水性配方中使用相同的技術可使 性能進一步加強，從而是炭黑顏料在水性和溶劑型體系中都能給予優異的性能。 塗料行業要求供應商能提供更多具有可持續性的原材料，部分是為了減少對石油原料的依 賴—和有關的價格變動。另一種動力是走向可持續性合作。儘管研製水性塗料用高性能炭黑是 向環境友好型配方方向邁進的正確的一步，但這並不能滿足可持續性的要求。因此，我們用可 再生原料研製了一種新型的炭黑顏料。這種多功能的炭黑允許塗料、油墨和聚合物材料的配方 設計師研製出真正可持續性的產品。 提高了資源管理：通常認為炭黑是最難分散的顏料，尤其是在水性體系中。它通常需要使 用研磨設備、特殊的添加劑和較長的研磨時間。我們新的幹分散技術能將炭黑很方便地分散到 水性體系中，使分散時間和能源消耗大大降低，且不需要使用分散助劑。 為了能充分的欣賞這些研究成果的影響，瞭解常用的分散參數和炭黑顏料的性能很重要。 對水性體系的分散考慮 水是一種極性溶劑，具有高表面張力和不能充分潤濕的性能。因此，在水性塗料中，為使 炭黑顏料正確分散和穩定，必須使用潤濕劑和分散助劑。炭黑顏料、聚合物分散添加劑或漆基 必須相容。現有兩種方法可用來製備水性塗料： ●研磨基料由以下部分組成：聚合物漆基作為水性分 散體或溶液（即在溫度變化或有剪切作用力時能穩 定）、潤濕劑、消泡劑、胺和顏料。 ●不含漆基的研磨基料由以下部分組成：聚合物添加 劑（代替漆基）、消泡劑、胺和顏料。這種體系的 優點是炭黑顏料含量高，提高了色彩性能和通用的 適用性。 為使塗料性能達到最佳，必須正確調整兩種體系中漆基的pH 值。 在水性塗料中，顏料的靜電穩定性很重要。由於表面帶有相同的電荷會導致顏料粒子的相 互排斥。為了做到這一點，在顏料表面塗覆離子型潤濕和分散劑或具有不同極性段的非離子型 添加劑。離子型或非離子型添加劑的選擇取決於所選擇的顏料的性能（圖1 ，p.22 ）。此外， 在水性分散體中，漆基是作為聚合物網格（膠束狀漆基）存在，在漆基和顏料表面幾乎沒有相 互作用，所以顏料分散體必須用潤濕和分散劑來保證。在水性塗料中，通常必須使用分散添加 劑，通常建議的濃度範圍是每m2/g 粒子表面是0.5～2 mg 。然而，Orion 公司在幹炭黑顏料分 散體領域的必威体育精装版進展是不需要使用潤濕添加劑，後面將會討論。 計算黑度和色調 DIN 55979 標準“黑色顏料變黑值的測定”提供了一種黑度My 值定量方法。含彩色的黑色 值Mc 與My 的不同在於考慮了黑色顏料的精確的色調。色調dM 指出了棕色或藍色色調的程 度。實驗發現黑色色調也會影響黑度的目視評定。例如藍色色調會提高黑度，而棕色色調會使 黑度降低。My 和Mc 值越高，感覺到的黑度也越大。dM 值越高，色調越藍。負的dM 值表明 是棕色色調。表1(p. 22)給出了計算公式來描述黑度和色調。 水性體系用高性能炭黑 對爐黑反應釜的技術改進得到了一種新的具有很小平均粒徑、窄的主要粒徑分佈和窄的總 粒徑分佈的炭黑顏料。這些獨特性能的優點是炭黑顏料具有高的黑度、清晰的帶藍色的色調和 在水性配方中具有好的穩定性。為測試炭黑顏料FW171 的性能，製備了一種不含漆基的研磨 基料（表2 ）。 在市售聚氨酯基礎漆/丙烯酸透明清漆體系中用表2 中的研磨基料測試炭黑顏料FW171 的 性能。炭黑顏料在最終調製的漆中的濃度是1% 。與其他高顏色值的炭黑顏料（圖2 p. 23 ）進 行了對比研究。資料表明，炭黑顏料FW171 的性能勝過其他顏料，能提供較高的黑度和強的 藍