颜料型纳米级色浆阐述与工艺探讨

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1、颜料型纳米级色浆阐述与工艺探讨 摘要：本文从颜料型纳米级墨水色浆(以下简称为纳米色浆)的原材料，工艺和性能参数着手，重点综述了纳米色浆的实验工艺和相关问题的研究情况。纳米色浆作为墨水的基材是生产优良成品墨水的基础，大力推进纳米色浆技术突破研究，对于提高墨水生产和技术水平具有很大的推动作用。关键词：色浆；颜料；纳米前言： 一般在制备颜料型纳米墨水前，需将颜料制备成均匀、稳定的纳米色浆，以便节省成本和质量控制，因此纳米色浆作为墨水的主要原材料，纳米色浆的参数指标必须满足墨水生产需要。通常纳米色浆分为水溶性和

2、醇溶性两种，先以不同性质的颜料和原料相匹配，然后采用相适应的设备和方法进行生产。优质纳米色浆对制成的墨水后续性能具有十分重要的意义。    本文将对纳米色浆的制备进行简要阐述与工艺探讨。 一、色浆的定义与制备组成    一般而言，色浆是由颜料、分散剂、润湿剂、及分散介质一溶剂组成。水性色浆有时需加入些许消泡剂。根据使用和储存的需要有时会添加一些提高性能的助剂，如防腐剂等。    以水为分散介质，把颜料粒子分散在水中制成的颜料型色浆是水性色浆；同样，以醇类等为分散介质，把颜料粒子分散在溶剂中的色浆是醇溶性

3、色浆；纳米色浆为体系中颗粒平均粒径在30Onto以下，粒径分布峰值在lOOnm左右的色浆。我们研制的水性纳米色浆(以黑色为例)和醇溶性纳米色浆(以红色为例)其的配方为表1表1 水性纳米色浆(以黑色为例)和醇溶性纳米色浆(以红色为例)配方点击此处查看全部新闻图片    色浆的制备流程为：水性纳米色浆的制备：按配比及加料顺序准确称取水、分散剂、分散树脂液、消泡剂、颜料等，在高速分散机上分散均匀，然后使用德国原装进口特种实验设备进行研磨，过滤，经检测研磨细度达标后，即为水性纳米色浆。醇溶性纳米色浆的制备：按一

4、定比例加入溶剂、分散剂、助剂和颜料等，后续过程与水性色浆的制备流程相似。二、原材料的选择和工艺流程分析 2．1溶剂的选择    对于水性色浆，一般水中含有Ca抖、Mg+等离子，会破环随后加人使用的分散剂的电荷极性，导致体系的稳定性，所以分散介质一溶剂应选用去离子水。    对于醇溶性色浆，分散介质一溶剂的纯度一定要高，含杂质量要低于0．5，不然也易导致体系的诸多问题。2．2分散剂的选择    色浆是一个分散体系，一般颜料在液体中以悬浮形式保持长时间的稳定状态是很难的，这是因为在液体中颜料粒子多数络合成二

5、次粒子聚积成块；当颜料粒子外包裹或吸附的分散剂受到其他物质的竞争或者其电荷性能受到破坏时，颜料粒子相互问受到外力的牵引时，都容易产生颜料粒子间的凝聚、沉降甚至于沉积分层等等不稳定情况的发生。因此其本身存在不稳定的倾向。分散剂是通过其润湿作用和渗透作用，渗入颜料粒子的间隙，在粒子的表面发生定向吸附，从而改变了颜料粒子的表面性能，并使粒子表面带电，形成了双电层，阻止了粒子的聚集，而使颜料分散体系形成稳定。    分散剂的选择是很重要的，其首要条件就是要能使颜料被分散介质润湿，使分散剂吸附在粒子表面，降低表面

6、自由能。实验证明，加入分散剂，能使颜料粒子充分润湿，进而就易分散。所以，在使用颜料作色浆时，最关键的是要加入一定量的分散剂来逐步研磨，打破颜料缔合的二次结构，如果没有分散剂的作用，将不会形成相对稳定的色浆体系。我们经过严密的考证，最终选择了一种精良的韩国产表面活性剂。2．3颜料及其它助剂的选择    颜料分为无·机颜料和有机颜料，要根据特定需求筛选出颜色适宜、颗粒松弛、聚合度小、易于分散的颜料作为原料。良好的分散性能要求颜料颗粒变小，且颜料粒子和粒径分布呈“正态分布”曲线。要获得良好的颜料应用特性，必须

7、使颜料聚集体粉碎成颜料生产者所要求的晶体粒径，即力求减少过大或过小的粒子，即颜料粒径分布尽量集中在一个较窄的范围内。我们选择的颜料考虑到成本大多选用国产，个别由于性能的要求需要进口。根据墨水性能的要求，进而选择合适的助剂，比如防腐剂等。三、色浆的制备工艺与主要性能参数3．1粒径要求    作为墨水用色浆，为了防止在书写中造成笔头堵塞，所以要求颜料粒子必须足够小(接近纳米级)。颜料由于粒径细小，比表面积大，表面自由能会促使它们以聚集状态存在，使其在色浆中不易分散，不能充分发挥其着色能力。把颜料制成色浆就是

8、通过加人分散剂等化学助剂，浸润到颜料粒子中去，再通过机械研磨使其在剪切力作用下，由聚集态解聚成稳定的个体粒子悬浮在分散液中。但被分散的颜料离子间还是有产生凝聚的倾向。因此，选择一种好的分散剂显得尤为重要。我们制备出的纳米色浆(以黑色水性色浆)为例送检权威机构，经纳米激光粒度仪测试出的结果平均粒径均在250nm左右，其粒径分布峰值在100nm以下，如图1图1黑色水性色浆粒径分布图点击此处查看全部新闻图片3．2分散设备与工艺    色浆能否有很