钛白粉

超松散剂始于20 世纪70 年代,到20 世纪80 年代才正式系统地提出来,至20 世纪90 年代中期,超松散剂以其独特的使用功用,在许多松散剂中崭露头角,成为当今最为人注目的助剂之一。

钛白粉作为无机颜料在色母粒中有广泛的运用。但在运用进程中,较细的颜料颗粒易凝聚,发生大颗粒,影响产品品质,因此不能直接运用,必须进行松散处理。颜料的松散进程可以分为三步:湿润、细化和细化后的安稳化 。颜料表面处理便是颜料细化后安稳化的进程,在颜料粒子表面上堆积或包覆单分子或多分子的物质,包括表面活性剂、改性剂、颜料本身的衍生物等。

运用超松散剂对钛白粉进行表面处理,明显前进了钛白粉的松散功用，本文通过实验找到了运用超松散剂对钛白粉进行表面处理的运用量、工艺条件(温度、pH 值) 。

超松散剂的分子结构首要分为两个部分 ,其间一部分为锚固基团,如—NR2 , —COOH ,—SO3H等,这些极性基团通过离子键、氢键以及范德华力等效果,紧紧地吸附于颜料表面,防止超松散剂的解析。另一部分为溶剂化链,这部分直接决定松散后的颜料在溶剂中的安稳性。为此,要求溶剂化链对松散溶剂有较高的亲和力,以保证具有杰出的溶剂化效果,超松散剂在颜料粒子表面构成必定厚度的保护层,溶剂化链在松散溶剂中比较扩展。当吸附有超松散剂的颜料粒子相互接近时,由于吸附层的架空效果而使颗粒相互弹开,然后实现颜料粒子在介质中的安稳松散。

TiO2 色浆中,颗粒表面富集电荷,很容易与超松散剂的锚固基团( —COO- ) 相结合,在钛白粉颗粒表面构成一层牢固的保护层,通过超松散剂溶剂化链(烃链)的空间立体屏障效果,使钛白粉抵达安稳松散的效果。

实验材料包括超松散剂,钛白粉浆料,工业级,低密度聚乙烯,聚丙烯,工业级,聚乙烯蜡,

实验用到的首要仪器及设备有双辊混炼机,双辊混炼机;挤出吹膜机组,注塑机;小型实验挤出机;光电分光光度计;扭矩流变仪;光电直读测色仪。

实验办法如下：先对材料进行表面处理,超松散剂在高速搅拌下乳化,恒温下参与钛白粉浆料,调pH 值,反应1 h ,静置、抽滤、洗刷、枯燥、粉碎、研磨备用。

实验配方:颜料30 g ;蜡10 g ;树脂60 g ,工艺流程

功用检验

1、薄膜隐瞒力检验

隐瞒力(Hiding Power) 是指颜料隐瞒被上色物底色的才能。用超松散剂不同含量预处理的钛白粉制成母粒,然后吹制薄膜,测定薄膜的透射率,换算成标准膜厚(0. 02 mm) 的光密度值(以下称光密值) 。光密值越大,隐瞒力越高。

2、上色力检验

上色力( Tinting St rength) 指颜料上色的才能。钛白粉在塑猜中的上色力可以用白度来表征,白度越大,钛白粉的上色力越高。用不同预处理颜料制成白母粒,然后打样板,用色差计丈量其白度(以坦伯白度TW为准) 、明度(L) 、黄度( YI) 等值。

3、松散性检验

松散性(Dispersibility) 指颜料在被上色介质中的松散才能。松散性的表征、定性的办法有相差显微镜或电子显微镜调查、摄影,定量的办法是测定粒度散布。

4、加工功用检验

加工流变功用是钛白粉使用于塑料的重要目标之一。可以采用扭矩流变法来评价钛白粉的加工功用。

结果与谈论

1、隐瞒力

隐瞒力是白母粒重要的功用目标。颜料的松散水平是影响隐瞒力的首要要素。颜料松散越均匀,粒子越细小,光密值越大,反之越小。

2、超松散剂用量对隐瞒力的影响

不同的超松散剂用量对钛白粉在薄膜中的松散性影响不同(恒定pH = 8 ,50 ℃,改动超松散剂含量3 %～11 %对颜料进行表面处理) ,

超松散剂用量-薄膜光密值曲线。

图　超松散剂用量对颜料表面处理的影响

从图中可以看出,跟着超松散剂用量的增大,光密值在逐步前进,并抵达值;然后,跟着用量进一步增加反而急剧下降。当超松散剂的用量为7 %时,薄膜的光密值,达0. 342 。

超松散剂的运用量与颜料的比表面积有关。初步跟着超松散剂含量的增加,颜料表面吸附的锚固基团越来越多,到7 %时抵达饱满,此时光密值。跟着超松散剂用量的进一步的增多,由于超松散剂之间的相互效果发生“架桥絮凝”———颜料粒子通过超松散剂

溶剂化链的缠结发生絮凝,因此,光密值反而下降。

3、pH值对隐瞒力的影响

颜料表面处理反应介质的酸碱性对表面处理效果影响很大,反应介质的pH 值是颜料表面处理的重要条件。

图是pH 值- 薄膜光密值曲线。

图 　酸碱性对颜料表面处理的影响

通过图 可以看出,在微酸(pH = 6) 和微碱(pH =8) 条件下,薄膜的光密值,预处理颜料的松散功用好。由于超松散剂是酯类化合物,在微酸和微碱条件下,易于水解生成锚固基团(R —COO- ) 与钛白粉表面化学键结合;中性条件下,不利于锚固基团的生成,因此表面处理效果欠好;强酸强碱条件下,锚固基团也难与颜料粒子结合,不利于颜料的表面处理。

4、温度对隐瞒力的影响

反应介质的黏度受温度的影响很大,所以温度是影响颜料表面处理的重要条件。为了寻觅最优的表面处理温度,本实验固定pH = 8 ,超松散剂用量7 % ,做了30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃几组不同温度下的表面处理实验。

光密值跟着温度的升高而增大,50 ℃时抵达,然后初步随温度的升高下降。升高温度,反应介质黏度下降,有利于锚固基团和钛白粉表面相结合;但温度过高,颜料本身发生集会,不利于表面处理,形成光密值下降。因此,50 ℃左右是该表面处理办法的温度。

5、上色力

颜料的上色力首要取决于颜料本身的属性,但也受颜料松散性的影响,首要通过样品的明亮程度(明度) 和白度表征。

表1 、表2 为超松散剂用量和不同pH值处理钛白粉后的上色力数据。

表1 　超松散剂用量对上色力的影响

超松散剂用量/ % 明度坦伯白度黄度

pH 值明度坦伯白度黄度

由表1 可以看出,超松散剂用量对白度和明度值影响较大,都高于未预处理颜料的对应值。这一点阐明,超松散剂的运用使钛白粉松散性前进。黄度标明样品的发黄程度,对白母粒来说,黄度越小越好,从表中的数据可以看出,超松散剂用量为7 % ,黄度值最小。

由表2 可以看出,pH = 10 时,白度和明度值明显下降,且黄度较大,上色力最差;pH = 6 条件下黄度值最小,且白度和明度较高,上色力最强。

6、松散性

松散性对钛白粉在塑猜中的使用功用有重要影响。

图6 中(a) 是表面处理过的钛白粉,条件为超松散剂用量7 %、pH = 8 和50 ℃; (b) 是未处理的钛白粉。可以看出(a) 的松散较为均匀,且钛白粉粒子较小;而(b) 中,钛白粉粒子发生严重集会。所以用超松散剂处　散开的树脂最少,表面处理效果好。分析图7 的(a) 、(b) 、(e) 和(f ) 可以看出pH = 8 时的松散效果好,如前所述这是由于锚固基团的特性形成的。表面处理温度为50 ℃(b) ,松散性好;当　面处理温度高时(60 ℃( h) ) ,呈现了“黑点”,钛白粉发生凝聚。

7、流变功用测定

超松散剂由锚固基团和溶剂化链两部分组成。通过超松散剂表面处理过的钛白粉不只松散性、隐瞒力前进,而且由于溶剂化链与载体杰出的相容性,可以改动母粒的活动功用。以下各图分别是用超松散剂用量不同(图8) 、pH 值不同(图9) 和处理温度不同(图10)

预处理的钛白粉,依照母粒的配方,由Brabender 流变仪测得的流变曲线。

从图8 、9 和10 可以看到,钛白粉运用超松散剂预处理后,由于溶剂化链与载体杰出的相容性和体系黏度必定程度的下降,有利于母粒的加工出产。超松散剂预处理过的钛白粉的转矩和平衡转矩,都小于未处理钛白粉的对应值。

结论

通过以上的实验分析,咱们可以得出以下结论:

(1) 用超松散剂处理钛白粉,大大前进了颜料的松散功用。而且不改动颜料的性质,相反,钛白粉的白度及加工功用也有所前进;

(2) 超松散剂的用量对表面处理有影响,超松散剂用量为7 %时,处理效果;

(3) pH 值也是钛白粉表面处理的重要要素,在微酸和微碱条件下,锚固基团活性,表面处理效果好;

(4) 温度为50 ℃时表面处理效果好。