色素炭黑作為黑色顏料之一,是應(yīng)用最廣且用量最大的顏料,具有性能穩(wěn)定、價格低廉、染色性好等優(yōu)良的性能;那么我們?nèi)绾握_選用炭黑就至關(guān)重要,在使用炭黑前,我們就要先了解炭黑有哪些重要性能對應(yīng)用有什么影響?
雖然色素炭黑國家標準測試指標有26項之多,但是影響使用性能的重點因素是:比表面積、DBP、表面活性這三大指標;炭黑對材料性能的影響,很大程度上也依賴于炭黑的比表面積和DBP指標。
當您在使用色素炭黑時,希望黑度高、著色強,可選用比表面積高的炭黑,但它的分散難度會相應(yīng)增加,對材料的性能影響也會增大,添加量則需要降低;當您希望降低成本選用添加量更高的炭黑時,那么低吸油值、適中的比表面積的炭黑類型則是較好的選擇。
另外色素炭黑在造紙、纖維、水泥、耐火材料中也有很大的應(yīng)用,我們一起看看吧!
1、炭黑在造紙行業(yè)中的應(yīng)用
炭黑用于造紙工業(yè),作為黑色顏料以生產(chǎn)黑色、灰色、或深色的紙和硬紙板炭黑和其他有機顏料比,其價格相對便宜,耐光性和化學(xué)物質(zhì)性好。而且他的著色性和遮光性好,還可使紙張具有導(dǎo)電性。因此用炭黑著色的紙張,常用于裝潢材料、避光包裝材料(如感光膠片用包裝紙)、各種圖冊用紙、高壓電纜用紙等。黑色紙的著色方法有兩種,一種是整體著色法,即在紙漿中加入成型劑、增強劑、填充劑和炭黑在打漿機中混合分散后再抄紙的方法,炭黑的添加量大約為固體含量的6%-7%。另一種方法是將制成涂布液或油墨在紙張表面接觸著色的方法。由于整體著色質(zhì)量均勻穩(wěn)定,耐久性好,所以是常用的方法。如果直接用粉狀或粒狀炭黑造紙,由于常用的炭黑有憎水性,在水性紙漿中難以混合和分散,而且容易污染設(shè)備和環(huán)境。因此可在炭黑中添加陽離子型或非離子型潤濕劑,是炭黑交易在紙漿中分散混合。
造紙用炭黑可選用粒徑20-30nm,表面積80-120㎡/g,DBP為100-140ml/100g,著色力100-110%的色素炭黑。
2、炭黑在纖維中的應(yīng)用
纖維著色有兩種方法,一種是傳統(tǒng)的染色方法,即將纖維紡好或織成布后用有機染料染色:另一種是在纖維拉絲之前將顏料加入樹脂中著色,即所謂的原液著色或熔體著色。目前應(yīng)用最廣泛的為原液著色對炭黑的要求是:黑度好(最好帶藍相),分散性好,較高的純度。為此一般炭黑選用粒徑20-25nm,DBP100-120ml/100g,未經(jīng)氧化處理的油爐法色素炭黑,由于粒徑過小和結(jié)構(gòu)過低時,炭黑較難在樹脂中良好分散,而粒徑過大又會降低炭黑黑度,并導(dǎo)致添加量過大(一般拉絲前樹脂中炭黑含量為1%-2%)結(jié)構(gòu)過高則會使熔體粘度偏高。和在涂料、油墨應(yīng)用中的炭黑不同,原液著色用炭黑不能用表面官能團較多的炭黑(即表面處理過的炭黑),炭黑的純度很重要,因為在熔體拉絲前為了保證拉絲質(zhì)量,必須經(jīng)過孔徑極小的篩網(wǎng)過濾,當雜質(zhì)過多時會堵網(wǎng)影響生產(chǎn),這也是不用表面處理炭黑的一個因素。當添加炭黑較多時,如添加導(dǎo)電碳黑量為10-15%時,除可著色外還可使其具有導(dǎo)電性能,可用于制作防靜電工作服、防靜電地毯等。
3、炭黑在水泥中的應(yīng)用
炭黑常用于水泥或石棉水泥著色,即黑色或灰色的找色劑,也用于屋面材料、石棉水泥板、水泥建筑板,以及高速公路的混凝土路面等。由于水泥或石棉水泥是在水性介質(zhì)中操作和使用,因此和造紙一樣對炭黑有同樣要求,最好也應(yīng)用添加潤濕劑和易在水中分散的炭黑炭黑還可用作制造波特蘭水泥的粉碎促進劑,可縮短粉碎時間,并使粒度變細增加干粉的流動性。如添加1.3%,可縮短三分之一的粉碎時間如將水泥干粉以0.2%-1%的瀝青薄膜涂覆,再以0.2—1.5%的炭黑混合,就可制造一種透水性低,抗壓強度大,對鋼筋的粘合性強的波特蘭水泥,這種水泥含有2%-5%的石膏,把炭黑和碳纖維加入混凝土中,可是混凝土具有導(dǎo)電性。
4、炭黑在耐火材料中的應(yīng)用
炭黑能制作堿性耐火磚,如鎂磚或硌鎂磚的原材料,由于降低了高溫材料的入侵和滲透耐火磚的壽命得以延長。應(yīng)用配方如75-95份(質(zhì)量)的熔融或燒結(jié)氧化鎂,5—25份的石墨,2-10份的炭黑,2-10的瀝青粉末和0.5-5份的脲甲醛樹脂,材料經(jīng)壓膜成型后,在100-300°烘烤既得。