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工業(yè)用顏料門類和品種繁多,顏料行業(yè)把它們分為有機(jī)顏料和無(wú)機(jī)顏料。而涂料行業(yè)常把透明氧化鐵和炭黑當(dāng)作難分散顏料與有機(jī)顏料一同考慮。
我們把難分散顏料進(jìn)行了進(jìn)一步的區(qū)分。
區(qū)分原則是看其氫鍵的強(qiáng)度。
在實(shí)驗(yàn)中,我們明確地看見(jiàn)這樣的分散結(jié)果:
在固定的樹(shù)脂體系中,如果一個(gè)分散劑能對(duì)炭黑有很好的表現(xiàn),那么它常常同時(shí)能穩(wěn)定酞菁系顏料,而且,必然表現(xiàn)出對(duì)DPP紅等其他有機(jī)顏料表現(xiàn)出弱的分散性能。
反過(guò)來(lái),如果一個(gè)分散劑能很好地分散穩(wěn)定DPP紅、有機(jī)紫等顏料,通常用它來(lái)分散炭黑得到不喜歡的棕紅色相,對(duì)酞菁系顏料的降黏能力也不足。
此類現(xiàn)象幾乎在所有分散樹(shù)脂中,對(duì)所有分散劑適用。極少有分散劑能同時(shí)對(duì)上述兩大類難分散顏料都表現(xiàn)出極其好的性能??偸沁@這一類很好,而另一類略差。
我認(rèn)為這來(lái)源于顏料自身的氫鍵結(jié)構(gòu)的多少及強(qiáng)弱。
炭黑、酞菁藍(lán)等顏料,其最主要的顏料之間的相互作用力并非氫鍵占主導(dǎo),而是其它作用力,例如炭黑層狀分子之間的偶合作用,酞菁結(jié)構(gòu)的偶合作用,鹵素的作用。而它們的表面處理中帶有的極性基團(tuán)相對(duì)于顏料自身的結(jié)構(gòu)有獨(dú)立性。
以DPP為代表的有機(jī)紅、永固紫類顏料,其顏料自身設(shè)計(jì)中帶有很強(qiáng)的氫鍵,這個(gè)氫鍵作用提高了顏料的性能,也直接影響了分散劑對(duì)顏料的作用。其界面的極性基團(tuán)參與了顏料自身的氫鍵作用。這一點(diǎn)經(jīng)過(guò)顏料化后期處理之后確鑿無(wú)疑。
據(jù)此,可以解釋單用一個(gè)結(jié)構(gòu)的分散劑不容易同時(shí)在兩大類不同內(nèi)在作用的顏料中同時(shí)拿到最佳效果。根據(jù)這個(gè)理論,能夠通過(guò)顏料結(jié)構(gòu)判斷它應(yīng)該隸屬于哪一邊。例如異吲哚啉酮類顏料應(yīng)該屬于炭黑-酞菁系類別。而甲苯胺紅應(yīng)該傾向于后者。
在實(shí)際的分散劑選擇中,對(duì)于第一類難以分散的顏料,在容易相容的樹(shù)脂體系中有最好的結(jié)果。然而如果樹(shù)脂相容性不好,例如熱塑性丙烯酸,則需要改用新型的聚丙烯酸酯型分散劑。對(duì)于第二類強(qiáng)氫鍵的顏料類別、高極性的PU,聚酯,聚丙烯酸酯,都能有很好的效果。只是在相容性不好的體系,高極性的PU和聚酯就受到限制。這時(shí)要改用改性的聚丙烯酸酯分散劑。
● 炭黑的黑度
炭黑的黑度是研討分散劑時(shí)一個(gè)極其重要的課題,也是最經(jīng)常被討論的。
至今的實(shí)踐表明,儀器的檢測(cè)不及目測(cè)準(zhǔn)確;不同的光線下,黑度有變化;不同的角度下,黑度也有變化;不同的分散劑會(huì)選擇不同的炭黑給出不一樣的黑度;黑度高的炭黑色母不一定著色力也提高。
這一切都是容易解釋的。因?yàn)樘亢诘耐该髌瑺罱Y(jié)構(gòu)+炭黑的吸收光的能力。其透明片狀結(jié)構(gòu)在<1μm的粒徑下的片徑,以及排布取向,必然會(huì)導(dǎo)致光線的透射,反射,折射,散射。而這些衍生的色光會(huì)被碳黑有條件地吸收一部分,另一部分會(huì)繼續(xù)它的行程。這是個(gè)復(fù)雜而充滿變數(shù)的疊加效應(yīng)。所以,百分之百的黑是沒(méi)有的,就是沒(méi)有最黑,只有相比對(duì)后的更黑。
雖然能夠理解,但是控制卻是極其困難的。助劑公司從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)針對(duì)某個(gè)炭黑在某個(gè)體系中的黑度提高的課題。任何新的分散劑上市之前,首先要檢測(cè)的,就是在目標(biāo)體系里分散碳黑的表現(xiàn)。