碳黑和分散剂对黑度的影响

碳黑和分散剂对黑度的影响

分散剂及碳黑对黑度的影响

摘要：本文采用不同的分散剂分散进口高色素碳黑及国产高色素碳黑，可以看出分散剂对碳黑的黑度、粘度有非常明显的影响。合适的分散剂可以得到低粘度、低触变性、高黑度及偏蓝色色相的碳黑浆。对这两种高色素碳黑而言，分散剂D 均获得了最佳的试验结果。采用不同的分散剂，两种碳黑之间的黑度差别也不同。当采用分散剂D时，两种高色素碳黑的黑度值比较接近。

关键词：分散剂、碳黑、黑度

概论

颜料是色漆生产中不可缺少的成份之一，起到了很好的色彩和装饰性1。黑色颜料能提供黑色，并在和其他颜料调配时降低饱和度，在各种涂料中尤其是高档的汽车漆中，占有一定有市场。碳黑是最重要的黑色颜料，高色素碳黑能提供极高的黑度。对高黑度及偏蓝色色相的渴望，永远是使用高色素碳黑的涂料人的追求。

本文选用了进口和国产两种高色素碳黑，分别采用不同的进口知名品牌的市场上反映对碳黑分

散效果较好的分散剂在2K PU体系中进行研磨。

比较了不同的分散剂对碳黑分散性的差异，以及相同的分散剂不同碳黑之间的差异。

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试验部分

1.1 仪器和试剂

电子天平（精确到0.001g，METTLER提供）；100微米涂膜器、光泽及雾影仪、25微米刮板细度计（以上由BYK-Gardner提供）；HAAKE RheoStress 600流变仪（Thermo提供）；Disperser DAS 200振荡分散仪（Lau GmbH 提供）、Xrite MA-68II五角度分光光度计（爱色丽提供）。

颜料：国产高色素碳黑（以HCC-1来表示）、进口高色素碳黑（以HCC-2表示）。

树脂：SM510n（由氰特提供）；N-3390（Bayer 提供）。

各种溶剂（工业级）：醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、二甲苯等。

助剂：分散剂A、分散剂B、分散剂C、分散剂

D、分散剂

E、EFKA 3288（由Ciba提供）。

1.2 色浆的配制

按表1所示的配方，在玻璃瓶中首先添加溶剂及分散剂，混合均匀后加入颜料、树脂和玻璃珠，

1.3 树脂基料的配制

按表2所示的配方，加入溶剂、树脂及助剂等，搅拌均匀。

表2 2K PU清漆及稀释剂配方

2K PU 清漆稀释剂

SM510n60.06二甲苯33.33

BAC10.46醋酸丁酯33.33

PMA 5.33PMA33.34

[2] 配制后的色漆固含为49.40%，P/B为0.066；

从以上试验结果可知，在该树脂体系中，以上分散剂对于HCC2及HCC1均具有较好的稳定效果，涂膜后的光泽均较高、流平较好且无粒等现象。其中针对HCC1，分散剂A及分散剂D更佳；针对HCC2，分散剂D、分散剂E及分散剂B的光泽更高一些。

1.7 色浆的流变曲线测试

采用HAAKE RheoStress 600流变仪测定以上色浆的流变曲线，测定结果见图1及图2：

图3列出了以上色浆在剪切速率为9.7 1/s时的粘度：

从图1~图3可见，对于HCC1而言，在SM510n 树脂体系中，分散剂D具有最佳的降粘效果，其次为分散剂B。对于HCC2而言，分散剂D 同样具有最佳的降粘效果，其次为分散剂C。并且从流变曲线上可以看出，采用分散剂D研磨的色浆，其触变性均最低。

1.8 色漆的黑度测试

树脂，再配套不合适的分散剂，就不能真正展现碳黑的性能。尤其是高色素碳黑，如果没有采用合适的分散剂，或者采用了好的分散剂但加入的剂量却不足，或分散剂与树脂体系有些不相容，分散好的颜料粒子都很容易絮凝，从而影响其黑度的评估2。本文中所选用的分散剂，均为市场上针对碳黑有较好稳定分散效果的分散剂。分散剂的推荐用量一般针对颜料DBP值的20~50%，本文中选取35%，可以获得较好的性价比。从流板及涂膜的试验结果来看，采用以上分散剂在SM 510n树脂体系中分散碳黑HCC1及HCC2，均无絮凝现象产生，碳黑得到了很好的分散及稳定效果。然而即使这样，从试验结果来看，采用不同的分散剂，其黑度的差异也相当大，例如采用分散剂D和分散剂A来分散HCC1，其黑度值Mc相差达69.98！

2.2 HCC1碳黑用分散剂的评估

在SM510n树脂体系中分散HCC1，从流板及涂膜的结果来看，所选用的分散剂均有较好的结果。其中以分散剂A略优。从降粘的效果来看，分散剂D获得了明显低的粘度，并且触变性较

低，色浆放置隔夜后依然具有优异的流动性。而My及dM值的比较则如图7所示。

采用分散剂D来分散HCC1，无论是My值，还是dM值，均获得了最高值。这表明，采用分散剂D来分散HCC1，可以获得最高的黑度，及偏蓝的色相。

2.3 HCC2碳黑用分散剂的评估

在SM510n树脂体系中分散HCC2，从流板及涂膜的结果来看，所选用的分散剂均有较好的结果。其中以分散剂B、分散剂D、分散剂E略优。从降粘的效果来看，分散剂D获得了明显低的粘度，并且触变性较低，色浆放置隔夜后依然具有优异的流动性。分散剂B也获得了较好的流变曲线。而My及dM值的比较则如图8所示。采用分散剂D来分散HCC2获得了最高的My 值和非常高的dM值。这表明，采用分散剂D来分散HCC2，可以获得最高的黑度，及偏蓝的色相。

2.4 HCC1和HCC2的比较

总体上而言，HCC2的黑度值要比HCC1略高，也更偏蓝相一些。采用不同的分散剂，HCC1及HCC2的差别也不同。采用分散剂A，二者Mc

值相差达54.56；而采用分散剂D，二者的Mc 值相差仅为0.73。

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结语

通过采用不同的分散剂在SM510n树脂体系中分散高色碳碳黑HCC1及HCC2，可以看出，分散剂对碳黑的黑度、粘度有非常明显的影响。合适的分散剂可以得到低粘度、低触变性、高黑度及偏蓝色色相的碳黑浆。无论是对于HCC1还是HCC2而言，分散剂D均获得了最佳的试验结果。

采用不同的分散剂，两种碳黑之间的黑度差别也不同。其中采用分散剂D，HCC1及HCC2之间的黑度值比较接近。

以上测试结果仅对来样样品负责，不针对任何第三方，也不保证样品的可靠性。以上测试结果欢迎验证。由于试验误差及样品批次差异，不保证测试结果完全一致。