顏料的表面處理

1、顏料的表面處理 -孔志平顏料發(fā)生絮凝的原因 按照膠體化學(xué)的理論分子間的力主要有兩種：引力和雙電層斥力。 由于這些力的作用，相鄰不同表面的分子相互靠近在一起，自發(fā)地縮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。 生產(chǎn)過程中得到的原始顏料稱為濕濾餅，還需進(jìn)一步處理，包括粉碎和干燥。在干燥過程中，較細(xì)的顏料顆粒產(chǎn)生凝聚，使其粒徑較原始粒徑大許多倍，因而不能直接使用，必須進(jìn)行分散處理。顏料的分散過程可以分為三步：潤(rùn)濕、細(xì)化和細(xì)化后的穩(wěn)定化。表面處理的作用表面自由能=表面積*表面張力降低表面自由能的途徑：1.降低表面積2.降低表面張力1）晶體構(gòu)造2）分散介質(zhì)的性質(zhì)3）顏料的表面性質(zhì) 顏料的

2、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)生重大變化。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)理表面處理方法主要有:無機(jī)表面處理表面活性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 其他處理方法一.無機(jī)表面處理 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Al2O3/SiO2系列被認(rèn)為是最基本的標(biāo)準(zhǔn)組成。 單鋁包膜的產(chǎn)品其Al2O3包膜量一般是顏料的16（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)?/p>

3、PH值、溫度等。Al2(SO4) + 6NaOH + (x-3)H2OAl2O3 xH2O +3Na2SO4NaAl(OH)4 + H2SO4 + (x-5)H2OAl2O3 xH2O +Na2SO4 2 硅包膜劑通常使用硅酸鈉，用量一般占顏料的110（質(zhì)量），硅包膜的PH值控制在911之間，反應(yīng)速度不能過快，否則會(huì)形成砂粒狀的顆粒，不能沉積在顏料表面，所以反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)。 Na2SiO3 + H2SO4+ (x-1)H2OSiO2 xH2O + Na2SO4pH值的確定pH=23,pH11時(shí)效果最佳幾點(diǎn)注意事項(xiàng)1.pH值選擇要適當(dāng)2.反應(yīng)溫度的控制 致密膜80100度 多孔膜60度左右3.硅酸

4、鈉溶液濃度要低4.反應(yīng)時(shí)間要充分5.顏料分散狀態(tài)要好，攪拌均勻硅和鋁復(fù)合膜的包覆Al2O3/SiO2的比例是一個(gè)重要的因素，當(dāng)Al2O3/SiO21，表面帶正電，如果Al2O3/SiO20部分潤(rùn)濕；18090，基本不潤(rùn)濕；180,完全不能潤(rùn)濕。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(rùn)濕性能影響潤(rùn)濕作用的因素1）溫度2）濃度3）分子結(jié)構(gòu)2.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(rùn)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面活性劑也可以用非/非或陰/非雙組分表面活性

5、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)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。顏料處理時(shí)表面活性劑的使用1 種類選擇依據(jù)-HLB值2 濃度確定依據(jù)-CMC值3 工藝條件的確定三.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，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(gè)部分，其中一部分為錨式集團(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。另一部分為溶劑化鏈，這部分直接決定分

6、散后的顏料在溶劑中的穩(wěn)定性。為此，要求溶劑化鏈對(duì)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(shí)還應(yīng)具有足夠的碳鏈長(zhǎng)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，第一類為低極性烷烴鏈或聚酯鏈；第二類為中等極性的聚酯鏈或聚丙烯酸酯鏈；第三類為強(qiáng)極性的聚醚鏈。這三類溶劑化鏈分別適用于顏料粒子在低極性、中等極性和強(qiáng)極性溶劑中的分散。 超分散劑的作用機(jī)理超分散劑的作用機(jī)理是指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(shí)，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 超分散劑的吸附形態(tài)

7、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 顆粒顆粒錨固基團(tuán)溶劑化鏈 超分散劑的選擇主要考慮兩個(gè)因素：其一是分散介質(zhì)的極性及其對(duì)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。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

8、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(zhǎng)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(zhǎng)，阻止晶型轉(zhuǎn)變。五.其他處理方法 （1）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。相分離法是把顏料分散在高分子化合物溶液中，然后用降低溶解度的方法使高分子化合物從溶液中析出沉淀在顏料表面的方法。 五.其他處理方法（2）顏料衍生物法是把能被顏料表面吸附的羰基、砜基或叔胺基等官能團(tuán)和在某些情況下把松香或高分子化合物等作為置換基直接導(dǎo)入顏料骨架上所形成的化合物的