炭黑分散行为分析

一、   炭黑的定义

烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。其成分主要是元素碳，并含有少量氧、氢和硫等。炭黑粒子近似球形，粒径介于10～500μm 间。许多粒子常熔结或聚结成三维键枝状或纤维状聚集体。

二、   影响炭黑分散的因素

（1）炭黑的分散过程主要受到三个因素的影响：

1、炭黑的本质特性：炭黑的原始粒径（比表面积）、结构（吸油值）和表面各种基团（PH值及挥发份）都会对分散产生很大的影响。通常情况下炭黑的原始粒径小、结构低、挥发份低分散困难，反之则相对容易些。

2、使用者的配方：炭黑使用者的配方，基料、溶剂和树脂的性能都会非常显著地影响炭黑的分散情况，尤其是炭黑用树脂的选择。

3、分散设备：不同的分散设备在相同条件下的分散效果是完全不同的。正确选用分散设备是使用者须重视的。

（2）炭黑的本质特性分析：

1、炭黑比表面积（原始粒径）：单位质量或单位体积中炭黑粒子的表面积。定义中可以得出，比表面积越大则原始粒径越小，反之则粒径较大。

2、炭黑的结构（吸油值DPB）:炭黑吸油值，即DBP值 。在规定的试验条件下，100g炭黑吸收邻苯二甲酸二丁酯(DBP，di-n-butyl phthalate)的体积(cm3)数。用来表征炭黑的聚集程度。DBP值可以计算炭黑聚集体之间的空隙体积，故是炭黑聚集和附聚程度的量度。炭黑的二次凝聚体结构是初次颗粒融合而成形成一种枝链结构。通常相对较大而且复杂的聚集体的炭黑我们称之为高结构炭黑，聚集体范围小的称谓低结构炭黑。这种结构融合在生产过程当中会由反应器控制。

由上图可以得出，结构低既形成二次聚集体的炭黑粒子的粒径较小，所以在解絮凝过程时很难把炭黑分散到接近原生粒径，故低结构的分散较难；反之则相对容易。

三、   炭黑分散过程分析

1、       炭黑粉体的解絮凝（润湿）

由以上公式得出，降低分散介质（水）的表面张力有利于炭黑粉体的润湿。

2、       表面活性剂在润湿过程中的作用

表活的加入，加快的粉体的润湿并降低的新生粒子的表面能，对后续分散剂的稳固分散发挥不可或缺的作用。

3、       分散剂的控絮凝

由以上可以看出，分散剂改变了颜料粒子紧密层的结构或电荷的容量，多种锚固基团及颜料亲和链段紧贴颜料表面，水溶性链段舒展在水分散介质中，提供良好的空间位阻效应。

四、   涂易乐产品在炭黑分散中的应用推荐

1、       炭黑解絮凝助剂推荐

注：由于分散剂及炭黑区别，解絮凝助剂的选择及加入量需根据实际研磨工艺确定。

2、       炭黑分散剂推荐

注：此推荐基于实验室条件得出，具体客户应用需根据实际情况做出调整。