添加剂对超细颜料水性分散体系性能的影响(一)

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摘　要:
在水性超细颜料(C. I. 颜料黄14)色浆中添加适当的助剂,配制成超细颜料水性分散体系;讨论了助剂对分散体系粘度和表面张力及消泡性的影响。试验结果表明,随1, 32丙二醇、1, 42丁二醇、1, 62己二醇、聚乙二醇200用量增加,水性超细颜料分散体系的粘度增大,表面张力稍有降低;表面活性剂OP-7、OP-10、OP-15加入分散体系中可降低其表面张力,但降低效率依次降低,对粘度的影响比较小;正丙醇在水性超细颜料分散体系中有一定的消泡作用,对体系粘度和表面张力影响很小,可作为消泡剂。

关键词:
染色; 印花; 分散体系; 超细颜料; 粘度; 表面张力
0　引言
颜料在水中以分散状态存在。分散颗粒的大小会影响涂料印染制品的鲜艳度和牢度;分散体系的稳定性会影响涂料印染的重现性和可靠性。颜料的超细化和分散体系的稳定化是涂料印染的关键技术。超细颜料用于织物的染色和印花,可获得鲜艳的色泽和良好的色牢度;用于制备超细颜料墨水,通用性强、印花工艺简单、污染小,可应用于数字喷墨印花
。超细颜料的制备和应用已成为目前涂料印染技术研究的热点。
颜料墨水主要组分是作为着色剂的颜料,此外还要加入一些助剂调节墨水的性能,以满足喷印的要求。本试验采用聚羧酸改性的C. I. 颜料黄14,研磨分散制得超细颜料色浆,并添加适当的助剂得到水性超细颜料分散体系
。
1　试验
1. 1　试验仪器和药品
1. 1. 1　试验仪器
电子分析天平(梅特勒2托利多仪器上海有限公司) 、IKA RW20N搅拌机(德国IKA 实验室技术有限公司) 、DV-Ⅲ ULTRA 粘度计(美国BROOKFIELD 公司) 、KRüSS DSA100液滴形状分析仪(德国KRüSS公司) 、气流泡沫仪(自制) 。
1. 1. 2　试验药品
    1, 32丙二醇、1, 42丁二醇、1, 62己二醇、聚乙二醇200、正丙醇(以上均为分析纯) ;表面活性剂OP-7、OP-10、OP-15 (工业品) ;改性C. I. 颜料黄14超细色浆(自制) ;去离子水。

1. 2　配制分散体系
称取一定量去离子水、多元醇、表面活性剂、消泡剂;搅拌均匀,加入一定量超细颜料色浆(质量百分比25%) ,用IKA RW20N搅拌机以700 r/min搅拌5 min。
1. 3　粘度测定
取配制的分散体系25 mL,在20 ℃采用0号转子,在DV2Ⅲ ULTRA粘度计上测定分散体系的粘度。
1. 4　表面张力测定
取配制的分散体系2 mL,在20 ℃采用悬滴法于KRüSS DSA100液滴形状分析仪上测试表面张力,每个样品测定6次,取平均值。
1. 5　消泡性测定
在气流泡沫仪中加入分散体系至零刻度线。打开氮气阀门,小心旋开活塞,氮气吹动液体产生泡沫。当泡沫高度升至最大刻度时,迅速关闭泡沫仪活塞,并开始计时,旋紧氮气阀门。当泡沫高度下降一半时,记录半消泡时间;泡沫完全消失时,记录消泡时间。
2　结果与讨论
2. 1　多元醇种类与分散体系粘度、表面张力的关系分散体系中加入多元醇主要是调节粘度和表面张力,改善其流动性能。分别选用1, 32丙二醇、1, 42丁二醇、1, 62己二醇、聚乙二醇200,研究其用量与分散体系粘度和表面张力之间的关系,见表1和表2。

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由表1可知,加入多元醇会增加体系的粘度,随着多元醇用量增加,粘度逐渐增大。粘度反映流体内部相对运动时的内摩擦力大小。多元醇中含有大量羟基,这些羟基与水分子的羟基形成氢键,多元醇用量增加,形成的氢键也会增加,而且多元醇的羟基之间也存在氢键,这样分散体系在运动时内摩擦力就会增大,因此,粘度随多元醇用量增加而增加。所选用的四种多元醇使水性超细颜料分散体系粘度增大不多,体系的粘度没有发生突变,因而这四种多元醇可用于调节水性超细颜料分散体系的粘度。其中,二元醇使分散体系粘度增加得较少,而含有4 ～5 个羟基的聚乙二醇200使体系粘度增加相对较多。这是因为聚乙二醇羟基数目较多,可与水及分散体系中的其它助剂形成较多的氢键,增加了分子之间的相互作用力。用量相同时,三种二元醇使体系粘度增加的程度也不一样。1, 62己二醇使粘度增加较快, 1, 32丙二醇使粘度增加较慢。1, 62己二醇的两个羟基距离较远,与其它分子的羟基形成氢键时空间位阻小,容易形成更多的氢键,但1, 32丙二醇分子中的两个羟基与其它分子形成氢键时空间位阻较大,不易形成氢键。因此,能够形成更多氢键的1, 62己二醇与体系分子之间的相互作用力比较强,使体系粘度增加较快。
从表2可知,加入多元醇会降低水性超细颜料分散体系的表面张力。多元醇中的羟基具有很强的亲水性,而碳链是疏水的,在分散体系中,多元醇的羟基伸向水中,疏水的碳链伸向空气,这样就降低了液体表面张力。由于选用的多元醇疏水链很短,不能显著降低表面张力,用量达10%时体系表面张力的降低也不多。多元醇不能使体系的表面张力降低到25 ～35 mN /m,因而体系中还需加入其它表面活性剂来进一步调节表面张力。

  

来源:中国颜料供应商网
原文地址:http://www.ylb2b.com/TradeNews/ViewTradeInfo.aspx?InfoId=3340

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[ 本帖最后由 l121399808 于 2008-3-19 14:48 编辑 ]