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《北京工业大学》 2002年
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超细氧化铁红颜料粉体的表面改性研究

张清辉  
【摘要】: 粉体尤其是超细粉体,因具有粒子小,比表面积大,表面能高,反应活性大,与其它物质作用能力强,以及对光、电等作用具有特殊效应等特点而被广泛应用。但当它们相互团聚,特别是形成硬团聚后,则它们的反应活性就会显著降低,粒子的超细效应和纳米效应就会消失,这样也就必然会严重影响到它们的应用性能,对于超细颜料粉体尤为如此,颜料粒子的分散程度严重影响着颜料的颜色、遮盖力、着色力、吸油量等应用性能。因此,提高超细粉体的分散性是近年来粉体工程技术研究的主要领域之一,具有重要的理论意义和应用价值。 氧化铁颜料是产销量仅次于钛白粉的第二大无机颜料,也是无机彩色颜料中产量最大的一类产品,被广泛地应用于各个领域。我国是世界上氧化铁颜料的生产大国,而且是仅次于德国的第二大氧化铁颜料出口国。但与发达国家相比,我国氧化铁颜料行业还比较落后,所生产的氧化铁颜料大都是未经处理的初级产品,价格低廉,产品的附加值低。因此,要改变此种状况必须对氧化铁颜料进行后处理,提高产品的质量和档次。表面处理技术是氧化铁颜料后处理技术很重要的发展方向之一,它可以提高产品的分散性能,进而提高产品的使用性能。在氧化铁颜料中,氧化铁红所占的比例又最大。因此,本论文就超细氧化铁红颜料进行了表面改性研究。 本论文采用干法表面改性工艺,通过改性剂品种及助剂品种比较实验、用量实验和温度实验等,得出了超细氧化铁红颜料表面改性处理的最佳改性配方和工艺条件。即改性剂为D3008,最佳用量为3.0%;改性助剂白炭黑,最佳用量为4.0%;改性实验温度选择97~98℃。并在此基础上,制备出了具有良好分散性能的超细氧化铁红颜料。这种表面处理后的颜料与原样及德国Bayer类似样品相比,在水中的分散稳定性好、松容重小、表面ζ电位高,在水溶液中及自然干态下具有良好的分散性能。另外,着色力也比原样有较大提高。同时,根据颜料粉体在不同应用领域的使用特点,提出粉体的分散性能应分为两种情况:在液相中的分散性能和在自然干态(即干粉状态)下的分散性能。 通过对样品进行红外光谱、差热热重、表面ζ电位的测试,分析了D3008对氧化铁红颜料粉体的改性机理,改性剂03008不仅与铁红粒子表 北京工业大学工学硕士学位论文 一 面的羟基产生作用,而且还能与铁红粒子晶格中的Fe一口键作用;建立 了铁红粒子表面的吸附模型,改性剂分别以化学吸附、物理吸附作用于 铁红粒子表面,白炭黑则充填于铁红粒子之间。样品分散于水中时,改 性剂赋予粒子表面较高的5电位,增加粒子间的静电排斥作用,此外还 会在粒子表面形成空间稳定作用或空缺稳定作用,从而使颜料在水中的 分散稳定性能提高。白炭黑吸附于粒子表面,可降低粒子间的液桥力,粒 子间距增大,减少粒子的相互粘结,提高铁红颜料粉体在自然干态下的分 散性能。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TQ622.15

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