資源描述:
《顏料型納米級色漿闡述與工藝探討》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、顏料型納米級色漿闡述與工藝探討?摘要:本文從顏料型納米級墨水色漿(以下簡稱為納米色漿)的原材料,工藝和性能參數(shù)著手,重點綜述了納米色漿的實驗工藝和相關(guān)問題的研究情況。納米色漿作為墨水的基材是生產(chǎn)優(yōu)良成品墨水的基礎(chǔ),大力推進(jìn)納米色漿技術(shù)突破研究,對于提高墨水生產(chǎn)和技術(shù)水平具有很大的推動作用。關(guān)鍵詞:色漿;顏料;納米前言:?一般在制備顏料型納米墨水前,需將顏料制備成均勻、穩(wěn)定的納米色漿,以便節(jié)省成本和質(zhì)量控制,因此納米色漿作為墨水的主要原材料,納米色漿的參數(shù)指標(biāo)必須滿足墨水生產(chǎn)需要。通常納米色漿分為水溶性和
2、醇溶性兩種,先以不同性質(zhì)的顏料和原料相匹配,然后采用相適應(yīng)的設(shè)備和方法進(jìn)行生產(chǎn)。優(yōu)質(zhì)納米色漿對制成的墨水后續(xù)性能具有十分重要的意義。????本文將對納米色漿的制備進(jìn)行簡要闡述與工藝探討。?一、色漿的定義與制備組成????一般而言,色漿是由顏料、分散劑、潤濕劑、及分散介質(zhì)一溶劑組成。水性色漿有時需加入些許消泡劑。根據(jù)使用和儲存的需要有時會添加一些提高性能的助劑,如防腐劑等。????以水為分散介質(zhì),把顏料粒子分散在水中制成的顏料型色漿是水性色漿;同樣,以醇類等為分散介質(zhì),把顏料粒子分散在溶劑中的色漿是醇溶性
3、色漿;納米色漿為體系中顆粒平均粒徑在30Onto以下,粒徑分布峰值在lOOnm左右的色漿。我們研制的水性納米色漿(以黑色為例)和醇溶性納米色漿(以紅色為例)其的配方為表1表1?水性納米色漿(以黑色為例)和醇溶性納米色漿(以紅色為例)配方點擊此處查看全部新聞圖片????色漿的制備流程為:水性納米色漿的制備:按配比及加料順序準(zhǔn)確稱取水、分散劑、分散樹脂液、消泡劑、顏料等,在高速分散機(jī)上分散均勻,然后使用德國原裝進(jìn)口特種實驗設(shè)備進(jìn)行研磨,過濾,經(jīng)檢測研磨細(xì)度達(dá)標(biāo)后,即為水性納米色漿。醇溶性納米色漿的制備:按一
4、定比例加入溶劑、分散劑、助劑和顏料等,后續(xù)過程與水性色漿的制備流程相似。二、原材料的選擇和工藝流程分析?2.1溶劑的選擇????對于水性色漿,一般水中含有Ca抖、Mg+等離子,會破環(huán)隨后加人使用的分散劑的電荷極性,導(dǎo)致體系的穩(wěn)定性,所以分散介質(zhì)一溶劑應(yīng)選用去離子水。????對于醇溶性色漿,分散介質(zhì)一溶劑的純度一定要高,含雜質(zhì)量要低于0.5,不然也易導(dǎo)致體系的諸多問題。2.2分散劑的選擇????色漿是一個分散體系,一般顏料在液體中以懸浮形式保持長時間的穩(wěn)定狀態(tài)是很難的,這是因為在液體中顏料粒子多數(shù)絡(luò)合成二
5、次粒子聚積成塊;當(dāng)顏料粒子外包裹或吸附的分散劑受到其他物質(zhì)的競爭或者其電荷性能受到破壞時,顏料粒子相互問受到外力的牽引時,都容易產(chǎn)生顏料粒子間的凝聚、沉降甚至于沉積分層等等不穩(wěn)定情況的發(fā)生。因此其本身存在不穩(wěn)定的傾向。分散劑是通過其潤濕作用和滲透作用,滲入顏料粒子的間隙,在粒子的表面發(fā)生定向吸附,從而改變了顏料粒子的表面性能,并使粒子表面帶電,形成了雙電層,阻止了粒子的聚集,而使顏料分散體系形成穩(wěn)定。????分散劑的選擇是很重要的,其首要條件就是要能使顏料被分散介質(zhì)潤濕,使分散劑吸附在粒子表面,降低表面
6、自由能。實驗證明,加入分散劑,能使顏料粒子充分潤濕,進(jìn)而就易分散。所以,在使用顏料作色漿時,最關(guān)鍵的是要加入一定量的分散劑來逐步研磨,打破顏料締合的二次結(jié)構(gòu),如果沒有分散劑的作用,將不會形成相對穩(wěn)定的色漿體系。我們經(jīng)過嚴(yán)密的考證,最終選擇了一種精良的韓國產(chǎn)表面活性劑。2.3顏料及其它助劑的選擇????顏料分為無·機(jī)顏料和有機(jī)顏料,要根據(jù)特定需求篩選出顏色適宜、顆粒松弛、聚合度小、易于分散的顏料作為原料。良好的分散性能要求顏料顆粒變小,且顏料粒子和粒徑分布呈“正態(tài)分布”曲線。要獲得良好的顏料應(yīng)用特性,必須
7、使顏料聚集體粉碎成顏料生產(chǎn)者所要求的晶體粒徑,即力求減少過大或過小的粒子,即顏料粒徑分布盡量集中在一個較窄的范圍內(nèi)。我們選擇的顏料考慮到成本大多選用國產(chǎn),個別由于性能的要求需要進(jìn)口。根據(jù)墨水性能的要求,進(jìn)而選擇合適的助劑,比如防腐劑等。三、色漿的制備工藝與主要性能參數(shù)3.1粒徑要求????作為墨水用色漿,為了防止在書寫中造成筆頭堵塞,所以要求顏料粒子必須足夠小(接近納米級)。顏料由于粒徑細(xì)小,比表面積大,表面自由能會促使它們以聚集狀態(tài)存在,使其在色漿中不易分散,不能充分發(fā)揮其著色能力。把顏料制成色漿就是
8、通過加人分散劑等化學(xué)助劑,浸潤到顏料粒子中去,再通過機(jī)械研磨使其在剪切力作用下,由聚集態(tài)解聚成穩(wěn)定的個體粒子懸浮在分散液中。但被分散的顏料離子間還是有產(chǎn)生凝聚的傾向。因此,選擇一種好的分散劑顯得尤為重要。我們制備出的納米色漿(以黑色水性色漿)為例送檢權(quán)威機(jī)構(gòu),經(jīng)納米激光粒度儀測試出的結(jié)果平均粒徑均在250nm左右,其粒徑分布峰值在100nm以下,如圖1圖1黑色水性色漿粒徑分布圖點擊此處查看全部新聞圖片3.2分散設(shè)備與工藝????色漿能否有很