Исследование процесса рассеивания водной черной чернил

С помощью процесса пескофрезерной дисперсии были разработаны водные углеродные чернила, пригодные для водосодержащих чернил. Ортогональный экспериментальный проект был использован для оптимизации процесса дисперсии водяных углеродных чернил, и было изучено влияние этиленгликоля (например) на дисперсию углерода. Результаты показывают, что оптимальными условиями для дисперсии являются увеличение дисперсии на 2,5%, скорость фрезерования песка 2 000 об/мин и время фрезерования 120 минут. Когда 10% эг был добавлен, в результате водяной черный углеродистый чернила имели гравационный потенциал - 38,5 meV и средний размер частиц 117,1 нм, который увеличился до 159,6 нм после 90 дней хранения, что указывает на хорошую устойчивость хранения и эффективность применения.

Общий процесс производства чернил аналогичен процессу производства покрытий. Выбор подходящих и стабильных дисперсий чернил имеет решающее значение для повышения стабильности конечного продукта чернил и повышения его производительности. Однако углеродный черный пигмент из-за своей уникальной структуры, небольшого размера первичных частиц, большой удельной площади поверхности и сильных межстружечных сил не легко рассеивается в воде и, как правило, образует гели в процессе фрезерного процесса, что делает его одним из сложных пигментов для рассеивания. Различные методы, такие, как обработка поверхностными веществами, модификация поверхности и окисление поверхности сажи углерода, были изучены как внутри страны, так и на международном уровне в целях развития дисперсии сажи углерода на водной основе. Однако, в отличие от покрытий, пигментные чернила имеют более высокие требования к размеру, стабильности и совместимости пигментных частиц. Вследствие этого на рынке имеются ограниченные возможности для распространения водяных чернил, пригодных для нейтральных ручек, что создает серьезную техническую проблему при разработке водяных чернил для нейтральных ручек.

В этом эксперименте, учитывая основы водосодержащих чернил, был проведен ортогональный эксперимент для анализа влияющих факторов в ходе эксперимента и оптимизации процесса подготовки и продукта для создания тонкой водной углеродистой черной чернил, пригодной для водосодержащих чернил. Получаемая чернила не только совместима с существующими зрелыми процессами формирования, но и проста в производстве и пригодна для промышленного производства.

Ключевые сведения:

1. Материалы и оборудование:

• High-color carbon black (марка 6): Shanghai Wujing carbon black Factory

• Триэтаноламин: аналитически чистый, Shanghai Lingfeng Chemical Reagent Co., Ltd.

• Этиленгликоль: аналитически чистый, China National Pharmaceutical Group Chemical Reagent Co., Ltd.

• Дисперсант: самоподготовка

• Инструменты: Zetasizer 3000HS динамический лазерный рассеивающий размер частиц и грационного потенциала анализатор, JEM-2100F трансмиссии электронный микроскоп, SFJ-400C размешивание, рассеивание, и шлифовальный многофункциональный станок, MiniZeta лаборатории pin- типа шлифовальный станок, письменный и рисовательный инструмент: тяньцзинь Ruihang электрические машины и прибор ЛТД.

2. Предварительная обработка сажи углерода:

• После измельчения в растворе сажа высушивалась в течение 24 часов при 105 градусах, а затем хранилась в сушильной камере.

3. Подготовка водной сажи:

• Самораспыляющийся вещество растворяется в смешанном растворителе деионизированной воды и этиленгликоля. Сажа углерода добавлялась постепенно, в то же время вызывая волнение. После быстрой дисперсии в течение 30 минут смесь была перенесена на песчаную мельницу.

4. Измерение распределения частиц по размеру:

• Средний размер частиц и их распределение по размеру чернил были измерены с помощью анализатора Zetasizer 3000HS.

5. Измерение потенциальной нагрузки:

• Гранулометрический потенциал чернил измерялся с помощью того же прибора, что и для анализа размера частиц.

6. Морфологическое наблюдение распределения частиц:

• Разбавленные чернила были замечены с помощью электронного микроскопа трансмиссии (теа) после равномерного сотрясания и высушивания на углеродной опорной пленке.

7. Оценка эффективности применения чернил:

• Чернила были превращены в письменные чернила, а их характеристики были проверены с использованием инструмента записи и рисования в соответствии с требованиями QB/ T2625-2003.

Результаты и обсуждение:

1. Оптимизация процесса дисперсии:

• Ортогональный экспериментальный проект был использован для изучения влияния различных факторов на рассеивание сажи углерода. Оптимальными условиями для дисперсии, как было установлено, являются увеличение дисперсии на 2,5%, скорость фрезерования песка 2 000 об/мин и время фрезерования 120 минут.

2. Воздействие этиленгликоля (например):

• Например, используется в качестве сорастворителя и распылителя помощи в составе чернил. Добавление, например, улучшение дисперсии чернил путем снижения поверхностного натяжения и повышения смачивания частиц сажи углерода. Тем не менее, чрезмерное добавление, например, привело к снижению эффективности фрезерования.

3. Производительность оптимизированных чернил:

• Оптимизированная чернила имела средний размер частиц 117,4 нм с узким распределением размеров. Потенциальный объем составил - 38,5 мев. Чернила продемонстрировали хорошую стабильность хранения, при этом средний размер частиц увеличился лишь незначительно после 90 дней хранения. Изображения теа подтвердили предположение#39;s хорошие характеристики дисперсии.

4. Производительность приложения:

• Чернила были протестированы с помощью инструмента для записи и рисования, показывающего хорошую производительность без агломерации или осадков.

Это исследование подчеркивает успешную разработку водной дисперсии чернил черного углерода, пригодных для использования на водной основе чернил, с оптимизацией процесса дисперсии и включением, например, в качестве эффективного сорастворителя и дисперсионной помощи. Полученные чернила продемонстрировали отличную производительность и стабильность, что делает их пригодными для использования в нейтральных ручках и потенциально других применениях. Исследование также предусматривает использование ортогональной экспериментальной конструкции для систематического изучения и оптимизации процесса формирования чернил.