涂料用炭黑的基本性能和涂料应用的关系
涂料用炭黑的基本性能与涂料应用的关系
一、 炭黑的粒径、黑度和比表面积的关系
炭黑类型 | 粒径范围/nm | 黑度 | 比表面积/(m2/g) |
HCC | 10-14 | 260-188 | 1100-695 |
MCC | 16-27 | 175-150 | 275-115 |
MCF | 17-27 | 235-100 | 235-100 |
LCF | 29-70 | 130-60 | 65-20 |
热裂解炭黑 | 225-300 | 40-25 | 19-10 |
二、 炭黑的结构
炭黑粒子不仅以原生粒子形式存在,而且在生产过程中常熔接成聚集体。这种聚集体经化学键类化学键结合。再聚集体中,大量链枝的原生聚集体构成的炭黑称之为高结构炭黑,而原生聚集体由较少原生粒子组成的炭黑的密度更大,称之为地结构炭黑。
三、 炭黑的表面特性
炭黑因生产方法不同,其表面特性也存在一定的差异,经过红外光谱化学分析,炭黑粒子表面存在官能团。
四、 炭黑性能与涂料应用的关系
1、 炭黑的化学组成
炭黑的组要成分是碳元素,
2、 炭黑的粒径
炭黑都是以最小的石墨准结晶体形状紧密地排列在一起,主要区别是不像石墨晶体排列的那么整齐。炭黑的粒径一般与黑度成正比关系,粒径越小黑度越黑。
3、 炭黑的黑度
炭黑的颜色与颗粒的大小、颗粒的表面机构及其所吸附挥发物质的成分数量有一定的关系。炭黑的黑度常以它的高度分散性能作为先决条件,否则颗粒细的炭黑的黑度也不能显示出来。
关于黑度比较,我们必须注意到,在干燥状态中的炭黑颜色与分散与色漆中炭黑的颜色不一致,因为炭黑的黑度与分散性有很大的关系。要比较黑度,必须把炭黑分散于漆基中制成色浆后在配成色漆,然后制成涂膜试片进行对比。
4、炭黑的色相
炭黑的色相也是重要的指标之一,炭黑的色相由3种原色形成,即红色、黄色和蓝色。大多数黑色颜料的特点是具有红色和黄色色相,而灯黑具有黄色和蓝色色相。蓝色色相最适合人的眼睛。而红色特别是棕色的色相会使颜色带有阴晦和昏暗的色调。因此一般黑色轿车漆用的炭黑均带有蓝相。
5. 炭黑的着色力
炭黑的着色力对炭黑十分重要,炭黑的着色力越大在制取某种灰色漆时,其用量也越少。炭黑的着色力基本和炭黑颗粒大小成比例,与炭黑的结构也有一定的关系。但是这个关系不是很简单的,因为炭黑的着色力大小不仅取决与颗粒的大小,而且取决与他的表面特性。就是说炭黑的黑度和着色力不是正比关系。
6、 炭黑的PH值和吸附能力的关系
炭黑的表面酸性和出现的化学吸附氧有关。炭黑越黑,其酸性也较高,PH值在2.5-4.5之间。低级的炭黑PH值几乎是中性的。
7、 炭黑的吸油量
炭黑的吸油量随着颗粒的大小和吸附能力的提高而增大。目前在炭黑生产中对炭黑进行后处理后,就能得到一种容易分散,而又降低吸油量的炭黑,这是色漆生产所需的理想品种。
8、 炭黑结构及附聚体大小的影响
炭黑的结构对其在色漆中的性质有决定性影响。
9、炭黑的分散性能
炭黑的分散是色漆所用颜料中最为困难的,这是由于炭黑颗粒的强大的聚合性、高的吸油量所致。炭黑在色漆中有不稳定的悬浮质点的倾向,分散好的色浆在储存过程中又重新聚合使炭黑颗粒凝聚,出现反粗。