Процесс дисперсии и шлифования для сажи углерода

В области производства покрытий часто встречается такое явление, как агломерация (полу) готовой продукции, известная также как реагломерация. Эта проблема особенно остро стоит при производстве цветных красок, когда речь идет о пигментах сажи углерода. Эта статья призвана представить простой и экономически эффективный процесс измельчения и дисперсии сажи углерода, который приведет к повышению стабильности при хранении и предотвращению повторного агломерации.

Для преодоления агломерации сажа углерода при производстве и хранении покрытий, it'. S необходимо понять механизм, лежащий в основе этого явления. Дисперсия сажи углерода является сложной задачей из-за ее сильной агрегации частиц и высокой абсорбционной способности масла. Кроме того, сажа углерода, особенно окисленный сажа углерода, имеет большую площадь поверхности, что делает его подверженным адсорбированию влаги из окружающей среды.

Согласно теории агломерации, силы, которые действуют, когда частицы пигмента приближаются друг к другу, как правило, включают электромагнитные силы, электростатические силы и стерильные силы помехи. Электромагнитные силы включают силы ван дер ваалов, одна из которых является результатом воздействия дипольных полюсов внутри взаимодействующих частиц. Было отмечено, что силы ван дер ваалов между аналогичными частицами уменьшаются по мере уменьшения размера частиц и расстояния между ними. Таким образом, при рассеивании сажи углерода достижение определенной тонкости является основополагающим требованием. В целом, эта тонкость должна быть ≤15 µm, с еще более строгими требованиями ≤5 µm. Электростатические силы между пигментными частицами зависят от толщины электрического двойного слоя, образующегося вокруг частиц. Уменьшение толщины двойного слоя может привести к снижению стабильности дисперсии частиц. В дисперсионной системе, когда на поверхности пигментных частиц присутствует вода, она может значительно способствовать ионизации ионизируемых веществ, связанных с поверхностью, что приводит к уменьшению толщины двойного слоя. Для достижения хорошей стабильности дисперсии сажи необходимо поддерживать определенную двойную толщину слоя. Для этого необходимо либо уменьшить влажность, переносимую частицами сажи углерода, что способствует рассеиванию, либо рассмотреть влияние электролитов. Следует отметить, что силы отталкивания также зависят от размера частиц, причем более крупные частицы испытывают более сильное отталкивание, чем более мелкие частицы, что противоречит воздействию электромагнитных сил.

В теории, меньший размер частиц isn't всегда лучше, потому что электростатические отталкивающие силы и ван дер Waals могут противостоять друг другу. На практике, как только сажа углерода достигнет требуемой точности, дальнейшее измельчение и рассеивание может не потребоваться. Влияние стерильной помехи зависит в первую очередь от адсорбции слоя молекул на поверхности пигментных частиц и их взаимодействия с соседними частицами#- 39; Пространственное расположение и электростатические силы отталкивания. Стабильная система, как правило, формируется, когда все дисперсированные частицы являются "конечными частицами", Это означает, что они являются стабильными частицами, которые не восстанавливаются. Для этого каждая "конечная частица" Должна быть равномерно покрыта базовой смолой. При производстве пригодное соотношение пигмента к связующему веществу может быть определено путем измерения точки потока Daniel. Однако из-за сильных сил агрегации первичных частиц сажи они не могут достичь желаемого состояния с помощью обычных процессов шлифования и дисперсии. Это особенно очевидно, когда сажа углерода находится в своем первоначальном твердом и сухом состоянии. После того как углеродистая черная краска или готовая продукция хранятся в течение некоторого времени, они постепенно насыщаются растворителями, увлажняются базовой смолой, а также могут подвергаться воздействию раздутых частиц углерода, которые могут быть недостаточно увлажнены из-за их поверхности. В результате схожие смежные частицы могут вновь агломератироваться через силы ван дер ваалов и водородные связи. Опухоль и реагломерация могут привести к тому, что тонкость сажи углерода превысит требуемый предел, что приведет к агломерации и реагломерации.

В дополнение к вышеупомянутым факторам, влияющим на агломерацию, следует также учитывать такие факторы, как вязкость и температура хранения краски, хотя они здесь не обсуждаются.

Для преодоления агломерации сажи углерода можно использовать несколько методов:

A. Поверхностная обработка сажистого углерода азотной кислотой. Выведение мономеров, таких как стирол, акрилонитрил и этилен, на поверхность углерода black.c. Предварительно насыщенный углерод, содержащийся в смеси бутанола и этанола, с последующим нагревом и рефлюксingd. Пропитывание сажи углерода в смеси бутанола и циклогексанона, добавление цинка циклогексаноата и триэтаноламина, а затем рефлукция.

Однако некоторые из этих методов имеют ограничения, такие как высокая стоимость и неудобства на практике. Например, метод с использованием смеси бутанола и этанола может быть сложным, и it's не подходит для производства полиуретановых покрытий.

Другой метод, который был разработан на основе многочисленных методов производства, включает следующие этапы:

2.1 процесс измельчения и дисперсии сажистого углерода 2.2 процесс измельчения и дисперсии (a, b, c, d, e, f)

• Во-первых, смешайте сажи углерода с таким пропитанным растворителем, как бутанол (или другие подходящие растворители), и добавьте триэтаноламин (если это необходимо). Под высокоскоростным перемешиванием смесь рассеивается в течение 30 минут.

• После разбавления 1:2 смесь выдерживается в течение 24 часов.

• Добавить базовую смолу и обеспечить хорошую дисперсию.

• Используйте горизонтальную или другую подходящую песчаную мельницу и добавьте циркониевые бусины для рассеивания до тех пор, пока не будет достигнута желаемая точность.

• В зависимости от желаемой концентрации пигментного веса (PWC), отрегулировать базовую смолу для достижения требуемой вязкости, чтобы получить конечный продукт.

Просьба иметь в виду, что этот метод сводит к минимуму использование циклогексаноата цинка и значительно сокращает количество используемого бутанола, что делает его более затратоэффективным и практичным подходом. При использовании этого метода результаты шлифования и дисперсии сопоставляются в таблице 1. Эффективность и рентабельность этого процесса делают его подходящим выбором для многих производственных применений.

Короче говоря, этот процесс измельчения и рассеивания эффективно решает проблему агломерации сажистого углерода, обеспечивая желаемую стабильность и предотвращая повторную агломерацию при хранении. Этот метод может быть адаптирован к различным производственным потребностям и является ценным дополнением к промышленности по нанесению покрытий.