黑色顏料的應(yīng)用

1、黑色顏料的應(yīng)用黑色顏料的應(yīng)用一、黑度、著色強(qiáng)度和粒徑的關(guān)系黑度是炭黑的重要性能指標(biāo)，需要更多的研究和注意。雖然結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)對(duì)提高涂料的黑度有重要的作用，但與黑度和著色強(qiáng)度相關(guān)的最重要因素是平均粒徑。對(duì)于含有炭黑的分散體，從光源發(fā)出的大部分光均被吸收，而只有很少的一點(diǎn)反射到感光元件被記錄下來，因此不可能有效的使用比色計(jì)來對(duì)黑度進(jìn)行分級(jí)。實(shí)驗(yàn)室中對(duì)黑度的測(cè)量大都采用目測(cè)法，在完全黑暗處用強(qiáng)光照射濕薄膜，在兩塊黑樣板之間觀察出的最小差異

2、定為一個(gè)黑度指數(shù)。炭黑的顆粒越細(xì)，吸收的光越多，感覺顏色會(huì)更黑；顆粒較粗的炭黑反射的光多，使觀察者感覺黑色較少一點(diǎn)。在涂料工業(yè)中，著色強(qiáng)度表示顏料的顏色強(qiáng)度和覆蓋力，炭黑的著色強(qiáng)度與粒徑的關(guān)系和黑度隨粒徑的變化趨勢(shì)相同。炭黑顏料的最大問題是和白色顏料在一起使用，白色顏料和黑色顏料的粒徑差別過于懸殊，較小的炭黑粒子被較大的白色顏料粒子遮蓋，出現(xiàn)一種“包藏”效應(yīng)。從流變性的角度考慮，使用不同炭黑所需要的涂料基料量亦有不同，表43給出了為考察

3、流變性而選用的炭黑的性質(zhì)。表3為考察流變性而選用的炭黑的性質(zhì)炭黑種類顆粒直徑(nm)表面積(m2g)DBP值(ml100g)揮發(fā)物(%)槽黑(MCC1)1469514510.5槽黑(MCC3)201561034.8爐黑(MCF2)2782671.0爐黑(LCF4)7028790.4二、分散度和配方觀念在任何一種體系中，如果炭黑的分散程度適當(dāng)，則其原始性質(zhì)、表面積、結(jié)構(gòu)以及表面化學(xué)，都對(duì)所需要的性能有影響，所以在整個(gè)操作方法中，獲得必需的

4、分散度非常重要。與大多數(shù)其它商業(yè)顏料相比，炭黑的顆粒非常細(xì)小，獲得良好的分散體較為困難。由于粒徑非常小，炭黑顏料的顆粒間存在較大的吸引力，趨向于形成或緊或松的團(tuán)聚體，所以為達(dá)成適當(dāng)?shù)念伭戏稚⒊潭?，需要一定的處理方法，包括基料團(tuán)聚體的解聚(潤(rùn)濕、分散)和分散體的穩(wěn)定(靜電穩(wěn)定和空間位阻)。為了實(shí)現(xiàn)顏料顆粒的良好分散，必須要在炭黑表面替換出已吸附的雜質(zhì)(包括空氣、氣體或水份)，提供足夠的機(jī)械能去拆散顏料結(jié)塊，以及使使用原料石油天然氣和石油天

5、然氣石油乙炔產(chǎn)率(%)20~651~5025~5530~65951.炭黑(包括槽黑、爐黑和熱裂黑)(1)槽黑槽黑含有80~96%的固定碳，余下的幾乎都是揮發(fā)性的，其粒徑大小處于膠體大小范圍內(nèi)，從小于20μm起可至65μm。槽黑的顏色隨粒徑的減小而變得更深黑，其表面結(jié)構(gòu)隨周圍碳氧復(fù)合物的情形而變化。槽黑以天然氣為主要原料，在1920~1930年到達(dá)生產(chǎn)最高峰，但因?yàn)樘烊粴獾墓I(yè)用途增加，同時(shí)價(jià)格上漲，并且存在空氣污染的問題，完全控制廢氣排

6、放有困難，所以現(xiàn)在只有極少數(shù)的槽黑工廠存在，生產(chǎn)細(xì)粒徑高色素特性的炭黑。用槽法制造炭黑時(shí)，通常用熱油的蒸汽預(yù)熱天然氣，在間隔均勻的火房中用小火焰在空氣不足的情形下燃燒，火焰碰到移動(dòng)的冷槽鋼面，炭黑從而得以沉積出。移動(dòng)槽的寬度約為160mm，平面向下?；鹱煊锰掌髦瞥桑鞣N特殊的設(shè)計(jì)可產(chǎn)生不同大小的顆粒。沉積槽鐵上的炭黑被刮刀刮入到盛斗中，再用螺旋運(yùn)送帶送至燃燒室的底層?？諝馔ㄟ^閘門控制從槽底引入，空氣的停留時(shí)間由槽的相對(duì)速度和燃燒室溫度決

7、定。槽煙室是矮寬的建筑，通常為303m，其內(nèi)部有管線、槽鐵和炭黑收集系統(tǒng)，不同品質(zhì)的炭黑用不同的槽煙室制造。槽黑有許多品級(jí)，依顏色而定，有高色度、中等色度和正常色度等，依使用情形而定，油墨用炭黑有長(zhǎng)型和短型等。所有品級(jí)槽黑的相對(duì)密度在1.7到1.95間，槽黑的吸油量非常高，為775~2700g100g，著色力比幾乎所有其它的有色顏料要高很多。以某種標(biāo)準(zhǔn)炭黑的著色力，如特殊的爐黑，作為100%，則槽黑的著色力為140~175%。20世紀(jì)2

8、0年代后期引進(jìn)的粒狀槽黑大大的改善了灰塵情形，并加速了它們的流動(dòng)和處理。炭黑粒是碳結(jié)塊的圓球，大小為1100~110吋，包含千百萬個(gè)炭黑顆粒。粒狀的炭黑有小得多的表面積，容易為液體所潤(rùn)濕，但干燥壓緊的內(nèi)部核心仍然會(huì)使分散度降低。對(duì)槽黑而言，很少需要造粒，因?yàn)樵谙鹉z配方中需要要有高容積值的碳。制造粒狀炭黑時(shí)，使粉狀炭黑在圓錐形旋爐中慢慢的轉(zhuǎn)動(dòng)，將少量的液體(通常是水)噴注在顏料表面上，促進(jìn)結(jié)塊，也可以加入已有炭黑顆粒作為引發(fā)劑，最后干燥得

9、到粒狀炭黑。炭黑廣泛的應(yīng)用于保護(hù)和裝飾涂料，如汽車的噴漆和瓷漆、房屋涂料、窗框漆和裝璜瓷漆、烤漆、藝術(shù)用顏料、涂料顏色等，炭黑還可以用于報(bào)紙油墨和其它印刷油墨(書寫和繪畫油墨、復(fù)寫紙、復(fù)印墨水和打字機(jī)帶)、墻紙、照相紙和其它特殊紙張、留聲機(jī)唱片、塑料和橡膠產(chǎn)品、輪胎和橡皮管、水泥、臘筆、油布、油氈和橡膠地板、皮革加工、火爐擦光油以及其它特殊產(chǎn)品。(2)爐黑爐黑可用天然氣或原油，或任何富有碳的氣體或油料制成，為現(xiàn)在炭黑顏料的主要制品。在1

10、972年，至少有92%的炭黑是用爐法制成，主要原因是此方法效率高、連續(xù)操作和控制容易。當(dāng)使用氣體為原料時(shí)，封閉系統(tǒng)中的長(zhǎng)管線用以控制燃燒的空氣量，制成的碳用過濾袋、旋風(fēng)分離器，或用靜電沉淀器收集。使用油料的原料，方法大致相同，最好用高芳香族油料噴注到耐火材料砌造的爐子中燃燒，油滴于1370~1425℃的溫度下，在千分之幾秒的時(shí)間內(nèi)熱解成碳，與氣體燃燒產(chǎn)品同時(shí)存在，結(jié)塊的顏料從爐膛進(jìn)入冷卻部分時(shí)呈棕色。燃燒裂解爐比較小，直徑通常為150~