⑷光澤
當炭黑粒徑減小或結(jié)構(gòu)提高時炭黑的吸油量增加,會使涂料的黏度提高,在同樣的炭黑濃度下,涂層表面自由漆料(成膜物質(zhì))減少,因此光澤降低。當表面含氧基團或揮發(fā)分增多時,炭黑在連結(jié)料中的潤濕性提高,粘度降低,涂層表面自由漆料增多,光澤將會提高。
⑸分散性和分散穩(wěn)定性
涂料用炭黑聚集體大小一般在20到數(shù)百納米之間,在漆料中不容易分散,炭黑在漆料中的分散狀態(tài),對涂料的性能影響很大。還有,炭黑在涂料特別是和其他顏料如鈦白粉等混合使用時,由于其相對密度、聚集體直徑、形狀和表面化學(xué)性的不同,炭黑容易產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象,即影響涂料的分散穩(wěn)定性。
當炭黑分散性好時,則涂料具有以下特性:
①光學(xué)性質(zhì)如黑度、著色力、光澤、遮蓋力等好。
②流動性好。
③分散穩(wěn)定性好。
④涂膜物性如平滑性、光澤保持性、機械性能(硬度、伸長率、沖擊強度和附著性)、耐候性均提高。
炭黑性能對涂料分散性及分散穩(wěn)定性的影響,一般粉狀、粒徑粗的、結(jié)構(gòu)高的炭黑分散較好。炭黑的表面化學(xué)性對分散性和分散穩(wěn)定性的影響較大,但隨所用連接料中樹脂和溶劑的性能不同而不同。揮發(fā)分高的酸性炭黑在極性溶劑中的潤濕性提高,在和鐵白粉共用的灰色涂料中貯存穩(wěn)定性好。
2.涂料用炭黑品種和用量
在國外,涂料工業(yè)過去多用接觸法炭黑,如槽法色素炭黑、滾筒法色素炭黑。因為用這種方法可以生產(chǎn)出粒徑很細、揮發(fā)分較高的高色素炭黑和中色素炭黑。槽法炭黑由于制造過程中的污染問題,已不再生產(chǎn);滾簡法炭黑只有德國的德固薩公司保留少量生產(chǎn),因此大量使用的是油爐法色素炭黑。 在要求炭黑揮發(fā)分較高的場合, 則采用經(jīng)過表面氧化處理的油爐法炭黑。此外為調(diào)色也采用一部分燈姻炭黑。在國內(nèi)也有同樣的趨勢,除采用滾筒法(或煙霧法)炭黑外,也開始采用油爐法炭黑。燈煙炭黑由于國內(nèi)沒有生產(chǎn),故常用粒徑較粗的油爐法炭黑來調(diào)色。
高色素炭黑 特別是經(jīng)過表面氧化的品種,粒徑在9~17nm之間,主要用于對黑度和涂膜的光學(xué)性能、機械性能和耐候性要求極高的黑色涂料,例如黑色轎車磁漆。
中色素炭黑 粒徑在18~25nm之間,常用于對黑度要求不是特高的黑色涂料中,由于其較易分散,制成的涂料較易有良好的光澤和耐候性。
普通色素炭黑 粒徑在26~37nm之間,可用于一般黑色涂料。其中粒徑> 30nm以及>37m的炭黑,通常底色為藍相,可用于調(diào)色。
在黑色涂料中,炭黑用量一般為成膜物質(zhì)質(zhì)量的3%~5%,約占涂料質(zhì)量0.8%~3.7%。由于在涂料中黑色涂料所占比例不多,調(diào)色用炭黑用量更少。因此宏觀地看,如日本1992~ 1996年間涂料產(chǎn)量年平均約為2000kt,涂料用炭黑用量年平均約為3000t炭黑消費量和涂料產(chǎn)量之比約為0.15%。另外美國在1970~ 1990年涂料用炭黑消費量約占炭黑消費量的0.6%-0.7%。按此估算,我國涂料用炭黑需求量到2000年約為3000t~3500t。