滑石/酞菁蓝复合颜料制备及性能表征

论文摘要

酞菁蓝是性能优异、应用广泛的蓝色颜料,但其生产工艺复杂、成本和价格昂贵,从而对应用行业形成制约。通过颗粒复合技术制备具有颜料特性的复合材料以降低酞菁蓝的实际用量,是缓解这些问题的有效途径。本论文对液相机械力化学法制备以滑石颗粒为包核,酞菁蓝颗粒为包膜的滑石/酞菁蓝复合颜料进行了实验研究,对所制备复合颜料的性能进行了分析表征,对复合颜料中滑石和酞菁蓝的结合形态与作用机理进行研究。研究工作可为发挥滑石的优异特性、提升利用价值和解决酞菁蓝生产与应用中存在问题提供技术支持。.研究了酞菁蓝颜料颗粒在水介质中的分散行为和调控技术。酞菁蓝颗粒在水介质中分散性较差,调节介质pH不能使分散作用明显改善;六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠（CD-458）和改性淀粉均能使酞菁蓝颗粒在水介质中被调控为良好而稳定的分散状态,其中以改性淀粉的调控作用更强。当添加改性淀粉为颜料质量的5%时,颜料分散性良好。试验研究了采用机械力化学法制备滑石/酞菁蓝复合颜料的工艺和因素影响。采用正交试验手段确定复合过程机械力因素影响顺序为球径比﹥复合时间﹥搅拌磨转速﹥滑石研磨时间﹥球料比,各因素优化条件为:滑石研磨时间60min,搅拌磨转速1000r/min,球料比5:1,复合时间30min;采用单一试验方法确定分散剂和酞菁蓝复合比率的优化条件为:分散剂改性淀粉添加量5%,酞菁蓝的复合比率为酞菁蓝:滑石-6:4。对液相机械力化学法制备的滑石/酞菁蓝复合颜料进行了颜料性能表征和评价。复合颜料的遮盖力为12.88g/m2,吸油量32.50g/100g,CIE色度指标L值为44.95, a值为1.65,b值为-17.18,与纯酞菁蓝颜料（遮盖力10 g/m2,CIE色度L值为44.69, a值为0,b值为-19.22）接近。研究了滑石/酞菁蓝复合颜料的外观形貌和复合机理。在滑石/酞菁蓝复合颜料颗粒中,酞菁蓝颗粒已形成对滑石颗粒的有效包覆,且表面包覆膜均匀致密。滑石在湿法细磨过程中产生了机械力化学效应,使滑石的活性和相间反应能力增强。滑石与酞菁蓝颗粒在复合体系中具有相互吸引作用。经改性淀粉作用的酞菁蓝和滑石颗粒在界面形成化学键,从而使二者牢固作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 酞菁蓝的制造与应用
• 1.1.1 酞菁蓝的结构与性质
• 1.1.2 酞菁蓝的性能与应用
• 1.1.3 酞菁蓝颜料的生产和应用技术
• 1.1.4 酞菁蓝代用品及其发展趋势
• 1.2 滑石粉的矿物属性及其应用
• 1.2.1 矿物结构与理化性能
• 1.2.2 滑石应用研究现状与存在问题
• 1.2.3 滑石的表面性质及其与有机物复合研究
• 1.3 本论文研究内容和意义
• 2 样品、试剂和研究方法
• 2.1 样品和试剂
• 2.2 仪器和设备
• 2.3 试验研究方法
• 2.3.1 矿物/酞菁蓝复合颜料制备原则流程
• 2.3.2 酞菁蓝颜料颗粒在水介质中分散性评价
• 2.3.3 矿物/酞菁蓝复合颜料的颜料性能评价
• 2.3.4 矿物/酞菁蓝复合颜料微观结构与颗粒复合机理
• 3 酞菁蓝颜料在水介质中的分散调控研究
• 3.1 酞菁蓝颜料在水介质中的自然分散行为
• 3.2 溶液pH 值对分散的影响
• 3.3 几种分散剂对酞菁蓝分散行为的影响
• 3.4 超声波处理对酞菁蓝分散行为的影响
• 3.5 小结
• 4 滑石/酞菁蓝复合颜料的制备与颜料性能表征
• 4.1 湿法细磨下滑石粉粒度的变化
• 4.2 滑石/酞菁蓝复合颗粒制备过程中各因素的影响与优化
• 4.2.1 机械力因素
• 4.2.3 酞菁蓝复合比例
• 4.3 滑石/酞菁蓝复合颜料性能测试与评价
• 4.4 小结
• 5 滑石/酞菁蓝复合颗粒微观结构与复合机理研究
• 5.1 滑石/酞菁蓝复合颗粒材料组分分布与外观形貌
• 5.2 酞菁蓝在滑石表面的包覆机理
• 5.2.1 滑石湿法细磨过程中的机械力化学效应
• 5.2.2 滑石和酞菁蓝颗粒间的相互作用能
• 5.2.3 滑石和酞菁蓝颗粒间结合性质
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献