顏料的表面處理

1、顏顏 料料 發(fā)發(fā) 生生 絮絮 凝凝 的的 原原 因因表表 面面 處處 理理 的的 作作 用用顏顏 料料 表表 面面 處處 理理 的的 機(jī)機(jī) 理理表表 面面 處處 理理 方方 法法 報(bào)告結(jié)構(gòu)報(bào)告結(jié)構(gòu)Text in here有機(jī)顏料有機(jī)顏料無機(jī)顏料無機(jī)顏料金屬粉顏料金屬粉顏料色譜全、色彩鮮艷色譜全、色彩鮮艷著色力高著色力高毒性小、耐久性毒性小、耐久性有機(jī)顏料有機(jī)顏料特點(diǎn)特點(diǎn)濕濾餅濕濾餅粉碎粉碎干燥干燥顏料的分散過程顏料的分散過程分散過程示意圖分散過程示意圖潤濕潤濕 細(xì)化細(xì)化細(xì)化后的穩(wěn)定化細(xì)化后的穩(wěn)定化顏料的分散過程顏料的分散過程顏料發(fā)生絮凝的原因顏料發(fā)生絮凝的原因分子間力分子間力引力引力雙電層斥力

2、雙電層斥力 相鄰不同表面的分子相互靠近在一起，自發(fā)的縮相鄰不同表面的分子相互靠近在一起，自發(fā)的縮小粒子間的表面積和表面能，于是顏料就從分散體系小粒子間的表面積和表面能，于是顏料就從分散體系變成絮凝體變成絮凝體表面處理的作用表面處理的作用 降低顏料表面張力，與水的親和性提高，降低顏料表面張力，與水的親和性提高，改善了顏料表面的潤濕性；改善了顏料表面的潤濕性； 在顏料之間形成有效的空間電阻，使在顏料之間形成有效的空間電阻，使顏料之間的排斥能提高。顏料之間的排斥能提高。 降低顏料之間的吸引能降低顏料之間的吸引能;表面處理的作用表面處理的作用作用作用調(diào)整顏料粒徑大小調(diào)整顏料粒徑大小與分布與分布,改進(jìn)著

3、色強(qiáng)度、改進(jìn)著色強(qiáng)度、光澤度及透明性光澤度及透明性改進(jìn)顏料粒子的軟改進(jìn)顏料粒子的軟質(zhì)結(jié)構(gòu)質(zhì)結(jié)構(gòu),提高易分散提高易分散性能性能;調(diào)整顏料表面極調(diào)整顏料表面極性與分散介質(zhì)的相性與分散介質(zhì)的相容性或匹配性容性或匹配性;改變產(chǎn)品的親水或親改變產(chǎn)品的親水或親油性油性,制備專用劑型制備專用劑型(如如水性涂料、溶劑型印墨水性涂料、溶劑型印墨及塑料著色用色母粒等及塑料著色用色母粒等) ;增加顏料粒子空位增加顏料粒子空位效應(yīng)或空間障礙效應(yīng)或空間障礙,提高提高顏料分散體系貯存穩(wěn)顏料分散體系貯存穩(wěn)定性定性;改進(jìn)顏料耐熱改進(jìn)顏料耐熱穩(wěn)定性能。穩(wěn)定性能。顏料的表面處理顏料的表面處理 顏料的表面性質(zhì)影響著顏料的分散顏料的

4、表面性質(zhì)影響著顏料的分散性等。顏料經(jīng)過表面處理后，表面性質(zhì)能發(fā)性等。顏料經(jīng)過表面處理后，表面性質(zhì)能發(fā)生重大變化。生重大變化。 顏料表面處理是在顏料粒子表面上顏料表面處理是在顏料粒子表面上沉積或包覆單分子或多分子的物質(zhì)，包括表沉積或包覆單分子或多分子的物質(zhì)，包括表面活性劑、改性劑、顏料本身的衍生物等。面活性劑、改性劑、顏料本身的衍生物等。 顏料表面處理的機(jī)理顏料表面處理的機(jī)理電斥力電斥力空間位阻效應(yīng)空間位阻效應(yīng)絮凝絮凝顏料粒子的幾種狀態(tài)顏料粒子的幾種狀態(tài)無無 機(jī)機(jī) 表表 面面 處處 理理表面活性劑表面處理表面活性劑表面處理超分散劑表面處理超分散劑表面處理松香皂表面處理松香皂表面處理高分子化合物處

5、理或微膠囊高分子化合物處理或微膠囊表面處理主要方法表面處理主要方法顏料衍生物法顏料衍生物法一一.無機(jī)表面處理無機(jī)表面處理 無機(jī)表面處理是在顏料表面形無機(jī)表面處理是在顏料表面形成一層均勻的無色或白色無機(jī)氧化物成一層均勻的無色或白色無機(jī)氧化物膜。無機(jī)表面處理劑中使用最多的是膜。無機(jī)表面處理劑中使用最多的是鋁 和 硅 的 水 合 氧 化 物 ， 其 中鋁 和 硅 的 水 合 氧 化 物 ， 其 中Al2O3/SiO2系列被認(rèn)為是最基本的系列被認(rèn)為是最基本的標(biāo)準(zhǔn)組成。標(biāo)準(zhǔn)組成。單硅包膜單硅包膜 單鋁包膜的產(chǎn)品其單鋁包膜的產(chǎn)品其Al2O3包膜量一般是顏包膜量一般是顏料的料的16（質(zhì)量），通常將硫酸鋁溶液

6、加入（質(zhì)量），通常將硫酸鋁溶液加入到分散好的顏料中，并控制適當(dāng)?shù)牡椒稚⒑玫念伭现校⒖刂七m當(dāng)?shù)腜H值、溫度值、溫度等。等。Al2(SO4) + 6NaOH + (x-3)H2OAl2O3 xH2O +3Na2SO4NaAl(OH)4 + H2SO4 + (x-5)H2OAl2O3 xH2O +Na2SO4 2 但是水合氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)和晶型結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，但是水合氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)和晶型結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，其生長的形式與溫度、其生長的形式與溫度、PH值、濃度等密切相關(guān)。值、濃度等密切相關(guān)。 無定形無定形 20 膠體狀假勃母石膠體狀假勃母石 氫氧化鋁氫氧化鋁 pH7 （一水軟鋁石，（一水軟鋁石，AlOOH

7、）pH910 三羥鋁石三羥鋁石 4060 晶體狀晶體狀 80 晶體狀勃母石晶體狀勃母石 Al(OH)3 pH12 三水鋁石三水鋁石 pH12 （一水軟鋁石）（一水軟鋁石） 鋁包膜時所形成的水合氧化鋁實(shí)際組成是混合物，鋁包膜時所形成的水合氧化鋁實(shí)際組成是混合物，但工藝要求最好形成勃母石或假勃母石型水合氧化鋁，所但工藝要求最好形成勃母石或假勃母石型水合氧化鋁，所以以PH值控制在值控制在8.511。 硅包膜硅包膜 硅包膜劑通常使用硅酸鈉，用量一般占顏硅包膜劑通常使用硅酸鈉，用量一般占顏料的料的110（質(zhì)量），硅包膜的（質(zhì)量），硅包膜的PH值控制在值控制在911之間，反應(yīng)速度不能過快，否則會形成砂之間

8、，反應(yīng)速度不能過快，否則會形成砂粒狀的顆粒，不能沉積在顏料表面，所以反應(yīng)時粒狀的顆粒，不能沉積在顏料表面，所以反應(yīng)時間太長。間太長。 Na2SiO3 + H2SO4+ (x-1)H2OSiO2 xH2O + Na2SO4pH值的確定值的確定pH=23,pH11時效果最佳時效果最佳幾點(diǎn)注意事項(xiàng)幾點(diǎn)注意事項(xiàng)1.pH值選擇要適當(dāng)值選擇要適當(dāng)2.反應(yīng)溫度的控制反應(yīng)溫度的控制 致密膜致密膜80100度度 多孔膜多孔膜60度左右度左右3.硅酸鈉溶液濃度要低硅酸鈉溶液濃度要低4.反應(yīng)時間要充分反應(yīng)時間要充分5.顏料分散狀態(tài)要好，攪拌均勻顏料分散狀態(tài)要好，攪拌均勻硅和鋁復(fù)合膜的包覆硅和鋁復(fù)合膜的包覆Al2O3

9、/SiO2的比例是一個重要的因的比例是一個重要的因素素當(dāng)當(dāng)Al2O3/SiO21，表面帶正電，表面帶正電，如果如果Al2O3/SiO20部分潤濕；部分潤濕；1800，基本不潤濕；，基本不潤濕；180,完全不潤濕。完全不潤濕。1.潤濕作用潤濕作用表面活性劑的作用表面活性劑的作用 1）在固體表面發(fā)生吸附，改變固體表面性質(zhì) 2）提高液體的潤濕性能影響潤濕作用的因素影響潤濕作用的因素2.分散作用分散作用 防止分散劑凝聚的物質(zhì)稱為分散劑。 表面活性劑有潤濕、滲透性能，它在粒子表面定向吸附，改變粒子的表面性質(zhì)，因而防止粒子的聚集，是一種優(yōu)良的分散劑。 顏料表面處理可以選擇單一的表顏料表面處理可以選擇單一的

10、表面活性劑也可以用非面活性劑也可以用非/非或陰非或陰/非雙組非雙組分表面活性劑混合應(yīng)用，如果選用表分表面活性劑混合應(yīng)用，如果選用表面活性劑種類適當(dāng)，其用量很少已經(jīng)面活性劑種類適當(dāng)，其用量很少已經(jīng)足夠顏料表面改性；選用不當(dāng)即使用足夠顏料表面改性；選用不當(dāng)即使用量大增，也不能達(dá)到很好的表面改性。量大增，也不能達(dá)到很好的表面改性。顏料處理時表面活性劑的使用顏料處理時表面活性劑的使用 1 種類選擇依據(jù)種類選擇依據(jù)-HLB值值 2 濃度確定依據(jù)濃度確定依據(jù)-CMC值值 3 工藝條件的確定工藝條件的確定三三.超分散劑表面處理超分散劑表面處理 超分散劑始于70年代，80年代才正式系統(tǒng)地提出來，至90年代中期

11、，超分散劑以其獨(dú)特的應(yīng)用功能，在眾多分散劑中脫穎而出，成為當(dāng)今最為人矚目的助劑。 超分散劑的分子結(jié)構(gòu)主要分為兩個部分 （1）錨式集團(tuán)，如NR2,COOH，SO3H等，這些極性集團(tuán)通過離子鍵、氫鍵以及范德華力等作用，緊緊地吸附于顏料表面，防止超分散劑的解析 （2）溶劑化鏈，這部分直接決定分散后的顏料在溶劑中的穩(wěn)定性。為此，要求溶劑化鏈對分散溶劑有較高的親和力，以保證具有良好的溶劑化作用，同時還應(yīng)具有足夠的碳鏈長度，以產(chǎn)生有效的空間立體屏障，阻止粒子間的相互吸引。 常用的溶劑化鏈有三種， 低極性烷烴鏈或聚酯鏈； 中等極性的聚酯鏈或聚丙烯酸酯鏈； 強(qiáng)極性的聚醚鏈。 這三類溶劑化鏈分別適用于顏料粒子在

12、低極性、中等極性和強(qiáng)極性溶劑中的分散。 溶劑化鏈以比較伸展的構(gòu)象，在顏料粒子表面形成一定厚度的保護(hù)層。當(dāng)吸附有超分散劑的顏料粒子相互靠近時，由于吸附層的排斥作用而使顆粒相互彈開，從而實(shí)現(xiàn)顏料粒子在介質(zhì)中的穩(wěn)定分散 超分散劑的作用機(jī)理超分散劑的作用機(jī)理超分散劑的吸附形態(tài)超分散劑的吸附形態(tài)超分散劑在強(qiáng)極性超分散劑在強(qiáng)極性表面的單點(diǎn)化學(xué)吸附表面的單點(diǎn)化學(xué)吸附超分散劑在弱極性超分散劑在弱極性表面的多點(diǎn)氫鍵吸附表面的多點(diǎn)氫鍵吸附超分散劑通過表面增超分散劑通過表面增效劑在非極性表面吸附效劑在非極性表面吸附超分散劑作用機(jī)理示意圖超分散劑作用機(jī)理示意圖 顆粒顆粒顆粒顆粒錨固基團(tuán)錨固基團(tuán)溶劑化鏈溶劑化鏈分子結(jié)構(gòu)

13、設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 其一是分散介質(zhì)的極性及其對超分散劑溶劑化鏈的溶解性； 其二是待分散顏料的表面性質(zhì)，如表面極性、表面酸堿性、表面官能團(tuán)等。最佳用量以分散劑在顏料表面形成致密的單分子吸附層為標(biāo)準(zhǔn)，大約為2mg/m2。超分散劑的選擇主要考慮兩個因素超分散劑的選擇主要考慮兩個因素四、松香皂表面處理四、松香皂表面處理 松香處理技術(shù)最初應(yīng)用于艷洋紅6B等偶氮色淀顏料的表面處理，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用偶氮顏料、酞菁顏料、咔唑紫顏料。松香是一種稱之為松脂的天然樹脂，其主成分是松香亭酸分子內(nèi)含有不飽和鍵，由于其容易氧化變質(zhì)和降低熔點(diǎn)等原因，近年多數(shù)使用新開發(fā)的氫化松香、聚合松香和不均化松香等。 用松香進(jìn)行表面處理的方法一般是在顏料的漿中加入松香的堿性水溶液，然后用堿土類金屬鹽或酸和長碳鏈脂肪族胺等使松香析出在顏料表面上。松香皂處理的主要作用是阻止干燥過程中顏料粒子的聚集，抑制晶粒的增長，阻止晶型轉(zhuǎn)變。五五.高分子化合物處理高分子化合物處理 高分子化合物處理或微膠囊是一種特殊的表面處理技術(shù)。目前高分子化合物處理方法有原位聚合法和相分離法等。 原位聚合法是把顏料和高分子化合物體系分散后進(jìn)行懸濁聚合的方法或者把分散了的顏料作為單體進(jìn)行塊狀聚合后再懸濁聚合或乳化聚合的方法