R1800-SK超分散劑對鈦白粉的表面處理及在色母粒中的應用

R1800-SK超分散劑主要成份：聚烯烴醚類聚合物，顏色：藍色膏狀，PH值：70℃時6.8-7，色相會隨著溫度改變變深、在投入產品中使用時是無色相的，與所有橡膠、塑料的相容性都很好、潤滑性能是蠟的26倍、分散性能是蠟的113倍。

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常溫33度條件下R1800-SK超分散劑

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采用R1800-SK超分散劑對鈦白粉進行表面處理，探尋了R1800-SK超分散劑表面處理的*工藝，找到了適宜的表面處理工藝條件（PH=6.8,70℃，R1800-SK超分散劑用量0.5%）,（如果是鈦白粉廠處理建議用醇類溶劑經行稀釋、其目的是提高份量更均勻的分布在粉體中、）使用該條件下處理的鈦白粉制備白色母粒，用于塑料制品中鈦白粉的分散性、白度、表面光度、遮蓋力、加工性能都大大提高。

鈦白粉作為無機顏料在色母粒中有廣泛的使用。但在使用過程中，較細的顏料顆粒易凝聚在一起，產生大顆粒，影響產品質量，因而不能直接使用，必須進行分散處理。顏料的分散過程可分為三部分：潤濕、細化（分散）細化后的穩定化（包膜）。顏料表面處理就是顏料細化后穩定化的過程，在顏料粒子表面上沉積包覆單分子或者多分子的物質，包括表面活性劑、改性劑、顏料本身的衍生物等。

使用R1800-SK超分散劑對鈦白粉進行表面處理，明顯提高了鈦白粉的分散性能，找到了使用超分散劑對鈦白粉進行表面處理的*使用量、*工藝條件（溫度）。

一、理論分析

R1800-SK超分散劑的分子結構主要分為兩個部分，其中一部分為錨固基團-COOH，這些極性基團通過離子鍵、氫鍵以及范德華力等作用，緊緊的吸附于顏料表面，防止R1800-SK超分散劑的解析。另外一部分為溶化鏈（分散），這部分直接決定分散后顏料在溶劑中的穩定性（在低于70℃的時候包覆層不會溶化、高于70℃的時候開始溶化轉換成離子偶聯劑提高鈦白粉與樹脂的相容性）。為此，要求溶劑化鏈對分散劑有較高的親和力，以保證具有良好的溶劑化作用，R1800-SK超分散劑在顏料粒子表面形成一定厚度的包膜層，溶劑化鏈在分散劑中比較伸展。當吸附有R1800-SK超分散劑的顏料粒子相互靠近時，由于吸附層的排斥作用而使顆粒相互彈開，從而實現顏料粒子在介質中的穩定分散。

TiO₂色漿中，顆粒表面富集電荷，很容易與R1800-SK超分散劑的錨固基團（-COOH）相結合，在鈦白粉顆粒表面形成一層牢固的保護層，通過R1800-SK超分散劑溶化鏈（烴鏈）的空間立體屏障作用，使鈦白粉達到穩定分散的效果。

二、實驗部分

?1、實驗原料

?????R1800-SK超分散劑

?????攀鋼集團的R298鈦白粉

?????沙特的LLDPE218W

?2、主要儀器及設備

??? 15L高混機?35單螺桿造粒機?30擠出吹膜機?光電分光光度計?扭矩流變儀?光電直讀測色儀

?3、實驗方法

???先將鈦白粉和R1800-SK超分散劑加入高速攪拌機內攪拌待溫度達到100℃左右加入LLDPE218W，待物料攪拌均勻后放出加入造粒機內造粒備用。

實驗配方：鈦白粉R298?69.5g，R1800-SK?0.5g?LLDPE218W? 30g

工藝流程：載體樹脂

?????????顏料???????高速攪拌???造粒????擠出吹膜???遮蓋力????白度

?????????超分散劑

4、性能測試

（1）薄膜遮蓋力測試

遮蓋力是指顏料遮蓋被著色物底色的能力。用超分散劑不同含量預處理的鈦白粉制成的母粒，然后吹制薄膜，測定薄膜的透射率換算成標準膜厚（0.02mm）的光密度值（以下稱光密值）。光密值越大，遮蓋力越高。

（2）著色力測試

著色力指顏料著色的能力。鈦白粉在塑料中的著色力可以用白度來表征，白度越大，鈦白粉的著色力越高。用不同預處理顏料制成白色母粒，然后打樣板，用色差計測量其白度（以坦伯白度TW為準）、明度（L）、黃度（YI）等值。

（3）分散性測試

分散性指顏料在被著色介質中的分散能力。分散性的表征、定性的方法有相差顯微鏡或者電子顯微鏡觀察、拍照，定量的方法是測定粒度分布。

（4）加工性能測試

加工流變性能是鈦白粉應用于塑料的重要指標之一。可以采用扭矩流變法來評價鈦白粉的加工性能。

三、結果與討論

（1）??????遮蓋力

遮蓋力是白色母粒重要的性能指標。顏料的分散水平是影響遮蓋力的主要因素。顏料分散越均勻，粒子越細小，光密值越大，反之越小。

不同的R1800-SK超分散劑用量對鈦白粉在薄膜中的分散性影響不同（恒定PH=6.870℃，改變超分散劑含量0.3%-2%對顏料進行表面處理），下圖為超分散劑用量薄膜光密值曲線。

從上圖中可以看出，隨著R1800-SK超分散劑用量的增大，光密值在逐漸提高，并達到**值；而后，隨著用量進一步增加反而急劇下降。當超分散劑的用量為1.6%時，薄膜的光密值**，達到0.386.

R1800-SK超分散劑的使用量與顏料的比表面積有關。開始隨著R1800-SK超分散劑含量的增加，顏料表面吸附的錨固基團越來越多，到1.6%時達到飽和，此時光密值**。隨著R1800-SK超分散劑用量的進一步的增多，因為R1800-SK超分散劑之間的相互作用產生“架橋絮凝”顏料粒子通過超分散劑溶化鏈的纏結產生絮凝，因此光密值反而下降。

（2）??????著色力

顏料的著色力主要取決于顏料本身的屬性，但也受顏料分散的影響，主要通過樣品的明亮程度（明度）和白度表征。

R1800-SK超分散劑用量對著色力的影響

由上表可以看出，R1800-SK超分散劑用量對白度和明度值的影響較大，都高于末預處理顏料的對應值。這一點說明，R1800-SK超分散劑的使用鈦白粉分散性提高。黃度表明樣品的發黃程度，對白母粒來說，黃度越小越好，從表中的數據可以看出，R1800-SK超分散劑用量1.6%黃度值最小。

（3）??????分散性

分散性對鈦白粉在塑料中的應用性能有重要影響。

下圖A是表面處理過的鈦白粉，條件為R1800-SK超分散劑用量1.6%、PH值=6.8和70℃乙醇2%。B是末處理的鈦白粉。可以看出A的分散較為均勻，且鈦白粉粒子較小；而B中，鈦白粉粒子發生嚴重團聚。所以用R1800-SK超分散劑處理鈦白粉，明顯提高了其分散性。

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鈦白粉的分散性有定量和定性兩種測量方法。相差顯微鏡可以定量觀察顏料分散狀況，

（4）??????流變性能測定

超分散劑由于錨固基團和溶化鏈兩部分組成。經過超分散劑表面處理過的鈦白粉不僅分散性、遮蓋力提高，而且由于溶化鏈與載體良好的相容性，可以改變母粒的流動性能。

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結論

通過以上的實驗分析，我們可以得出以下結論：

（1）??????用R1800-SK超分散劑處理鈦白粉，大大提高了顏料的分散性能。并且不改變顏料的性質，相反鈦白粉的白度及加工性能也有所提高。

（2）??????R1800-SK超分散劑的用量對表面處理有影響，R1800-SK超分散劑用量1.6%時處理鈦白粉效果**。

（3）??????溫度70℃時表面處理效果**。

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