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无机颜料的表面处理方法及作用
来源:中国粉体技术网    更新时间:2014-09-11 10:32:50    浏览次数:
 
       (中国粉体技术网/远志)对无机颜料进行表面处理,可以进一步提高颜料的应用性能和使用效果,充分体现其光学性质和颜料性能,是提升颜料质量档次的主要措施之一。
1 表面处理的作用
       表面处理的作用可概括为以下三个方面:①提高颜料本身的特性,如
着色力、遮盖力等;②提高使用性能,增强颜料在溶剂和树脂中的分散性和分散稳定性;③提高颜料制成品的耐久性、化学稳定性和加工性能
2. 几种典型颜料的表面处理:
       颜料的表面处理可以通过无机包膜和添加有机表面活性剂来实现其目的,例如:
铬黄在制造过程中容易发胀、变稠,在调色时容易出现“丝光”,通过添加锌皂、磷酸铝、氢氧化铝来减少其粗针状晶体,降低发胀现象;
       
氧化铁颜料可以用硬脂酸作表面处理剂,提高其在有机介质中的分散性,也可以通过Al2O3表面处理,增强其表面亲油性能;
       透明氧化铁黄可以通过添加十二烷基萘磺酸钠表面处理来提高它的分散性和透明度;
       氧化铁蓝颜料耐碱性差,可以通过脂肪胺表面处理来增强其耐碱性能;
       立德粉可以通过稀土元素表面处理来降低立德粉中硫化锌的光化学活性;
       碳酸钙可以通过硬脂酸、硬脂酸钙、聚丁二烯、松香酸或钛酸酯、磷酸酯、硅烷偶联剂表面处理,生产出各种不同牌号、不同用途的活性碳酸钙;
       高岭土可以通过某些季胺盐或甲基丙烯酸酯、硅烷、脂肪酸、钛酯酸进行表面处理,制成应用性能极佳的活性高岭土;
        钛白粉可以通过Al2O3、SiO2、ZrO2 表面处理来提高其耐候性,以及用各种有机表面活性剂来提高它的湿润性和分散性。

3  表面活性剂的选择和处理方式
      表面活性剂的许多作用机理是很复杂的,不同颜料究竟应选用哪种表面活性剂,主要靠试验来验证。通常无机电介质的吸附速度大,但吸附量小;高分子随pH 值的升高吸附量减小;表面活性剂的亲油、亲水性能主要根据其HLB值来判断,若要考虑化学稳定性,使用非离子表面活性剂和有机硅表面活性剂比较好。一般单用一种效果不如无机和有机硅表面活性剂或阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂并用效果好。
       无机颜料的表面处理既有物理作用又有化学反应,通常可分为如下几类:
      (1酸、碱、盐、中性化合物的吸附,它能与颜料表面的基团如羟基发生反应,吸附在颜料的表面。表面呈碱性的颜料很容易与带有羟基基团的表面活性剂反应。吸附在颜料的表面,如碳酸钙很容易吸附脂肪酸类表面活性剂(月桂酸、硬脂肪酸等)。碱性的胺类化合物也能强烈地吸附在无机颜料的表面,特别是表面带酸性的无机颜料,如钛白粉、
高岭土常用三乙醇胺及其它胺醇类来提高它们的湿润性和分散性。
      (2离子交换吸附。离子交换吸附的特点是被置换的离子和缔合离子并不滞留在颜料的固体表面。如
膨润土表面的钠离子能同季胺盐进行离子交换,生成一种易凝聚的有机膨润土作为涂料助剂被广泛使用。
      3共价键吸附。表面活性剂的活性基因,与颜料表面的亲水基因间形成共价键而牢固地吸附在颜料的表面。硅烷类有机硅表面活性剂就是其中典型的例子,其它金属醇盐、配位化合物及一些络合物都可以进行共价键吸附。有机硅烷比较贵,但效果显著,目前在钛白粉行业常用有机硅表面处理以提高其在不同介质中的分散性能。
      (4高分子吸附。高分子链在溶液中通过链的作用,可以吸附在颜料的表面,这类吸附层很厚,可达(3~10)nm,可改善颜料的分散性、流动性和防凝聚性能。
      (5中和沉淀反应。
钛白粉等无机颜料进行Al2O3、SiO2、表面处理包膜时,一般采用沉淀反应,如:硫酸铝或铝酸钠与碱或酸中和生成氢氧化铝沉淀在TiO2的表面;SiO2用硅酸钠与酸中和生成水和二氧化硅(正硅酸)沉淀到TiO2的表面上。SiO2包膜还可以直接在热压釜中加入硅粉或硅酸盐,使其呈过饱和和溶解状态,然后在缓慢冷却时均匀地析出沉淀至颜料的表面。
       无机颜料表面处理及添加方式:一般有干法和湿法两种。湿法处理一般是把粉碎后的颜料再打浆、湿磨、分级、表面处理、水洗、干燥后再粉碎。这种方法可以洗掉颜料中多余的水溶性盐,粒子进一步研磨分级,使粒径分布更好,表面处理均匀、效果好,但流程长、成本高。干法也可进行无机氧化物的包膜表面处理,但效果没有湿法好,干法一般用于有机表面处理,通常在粉碎或干燥时加入,用于提高颜料的湿润性和分散性。


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