炭黑的潤濕是指漆料浸透了炭黑附聚體間的空隙,炭黑附聚體的大小、空隙率,特別是表面化學(xué)性對潤濕有很大影響。支配炭黑附驗體分散的因素是剪切速度和剪切應(yīng)力,體系粘度和附聚體自身特性,在高剪切速度、高剪切應(yīng)力、高粘度的體系中,炭黑附聚體較易分散,炭黑粒徑較大、結(jié)構(gòu)較高時,聚集體和聚集體之間形成附聚體的凝聚力較弱,而較易分散。
炭黑的分散穩(wěn)定性對涂料來說是一個十分重要的性質(zhì),如果分散不穩(wěn)定,在涂料貯存過程中,炭黑聚集體重新凝聚為附聚集體,即所調(diào)“返粗”現(xiàn)象,不僅會使涂膜黑度發(fā)生變化,也會使涂膜的其他性能降低。
顏料和炭黑分散性保持機理主要有以下兩點。
①靜電的排斥力使分散穩(wěn)定化。發(fā)照表面吸附分散劑后,粒子表面的電位提高,且?guī)в邢嗤牡碾姾?,因此粒于間的排斥力增加,而使分散穩(wěn)定。
②立體的保護(包封)作用使分散穩(wěn)定化。由于樹脂和分散制的吸附后重疊于炭黑粒子表面,使表面的滲透壓上升和熵值降低,粒子間排斥力也增大,而使分散穩(wěn)定。
使涂料分散穩(wěn)定化最有效的手段是添加分散穩(wěn)定劑,在水性涂料中常用聚羧酸系納鹽成萘酸鈉等陰離子型表面活性劑。非水性涂料則常用硬脂酸鋁等金屬鹽或烷基苯磺酸鈣、卵磷酯、 脂肪酸的山梨糖酸酯或烷基聚胺等表面活性劑。
炭黑的表面化學(xué)性對炭黑在漆料中的分散穩(wěn)定性有顯著影響。經(jīng)過表面氧化處理的表面,其表面羧基、羥基、醌基和內(nèi)酯基增多,起到了“內(nèi)在表面活性劑”的作用,和同樣粒徑結(jié)構(gòu)未經(jīng)氧化處理炭黑對比,可以提高分散穩(wěn)定性,并降低分散劑用量。因此,在涂料用炭黑中,特別是水性涂料用炭黑,多選用經(jīng)過表面氧化的高揮發(fā)分酸性炭黑品種。