Черноцветный магноз супердисперсиент R1800-SH

R1800-SH — это супердиспергатор, специально разработанный на основе R1800-S для производителей технического углерода и черного маточного концентрата.

Внешний вид: синее пастообразное вещество Запах: слабый запах свиного жира
Аминное число: ≦8 мг KOH/г Плотность: 860 кг/м3
Температура вспышки: 287℃ Вязкость: 1000-4000 мПа·с
Кислотное число: ≦6 мг KOH/г Степень дисперсности: III

Данный продукт представляет собой полимер кремния и простых эфиров смолы, вязкую пасту. При комнатной температуре растворяется в большинстве органических растворителей, нерастворим в воде, обладает физиологической инертностью, хорошей оптической стабильностью, электроизоляционными свойствами и атмосферостойкостью. Низкая температура застывания. Используется в качестве внутренней и внешней смазки при диспергировании во многих термореактивных и термопластичных пластиках.

Данный продукт используется на заводах по производству технического углерода. Обычно при влажной грануляции технического углерода его смешивают с другими добавками и техническим углеродом для грануляции. При сухой грануляции его равномерно добавляют в технический углерод перед дроблением, и эффект диспергирования достигается за счет температуры дробления. При использовании для изготовления маточного концентрата данный продукт непосредственно добавляют вместе с другими добавками в высокоскоростной смеситель для перемешивания. Когда температура достигает около 100℃, добавляют смолу. После равномерного перемешивания смолы и технического углерода смесь выгружают и гранулируют. Его функция заключается в снижении маслоемкости технического углерода, улучшении его диспергируемости, текучести, внутренней и внешней смазки, а также повышении красящей способности и совместимости.

Упаковка: 20 кг/ПЭ пластиковая бочка.

Применение супердиспергатора R1800-SH для поверхностной обработки технического углерода и в черных маточных концентратах

Основной компонент супердиспергатора R1800-SH: полимер кремния и простых эфиров смолы. Цвет: синяя паста. pH: 6.2-6.4 при 80℃. Оттенок может углубляться с изменением температуры, но это не влияет на цвет при использовании в продукте. Совместимость со всеми резинами и пластиками очень хорошая. Смазывающая способность в 28 раз выше, чем у воска, диспергирующая способность в 122 раза выше, чем у воска.

Супердиспергатор R1800-SH при комнатной температуре 28℃

Поверхностная обработка технического углерода с использованием супердиспергатора R1800-SH. Исследован оптимальный процесс поверхностной обработки супердиспергатором R1800-SH, найдены подходящие условия (pH=6.2, 80℃, дозировка R1800-SH 1%). (Для заводов по производству технического углерода рекомендуется разбавление спиртовыми растворителями для более равномерного распределения в порошке технического углерода.) При использовании технического углерода, обработанного в этих условиях, для изготовления черного маточного концентрата, диспергируемость, чернота, поверхностный блеск, укрывистость и технологичность технического углерода в пластиковых изделиях значительно улучшаются.

Технический углерод как неорганический пигмент широко используется в маточных концентратах. Однако в процессе использования более мелкие частицы пигмента склонны к агломерации, образуя крупные частицы, что влияет на качество продукта. Поэтому их нельзя использовать напрямую, требуется диспергирующая обработка. Процесс диспергирования пигмента можно разделить на три этапа: смачивание, измельчение (диспергирование) и стабилизация после измельчения (обволакивание). Поверхностная обработка пигмента — это процесс стабилизации после измельчения, при котором на поверхности частиц пигмента осаждается и обволакивается одно- или многослойное вещество, включая поверхностно-активные вещества, модификаторы, производные самого пигмента и т.д.

Использование супердиспергатора R1800-SH для поверхностной обработки технического углерода значительно улучшило его диспергируемость. Найдены оптимальная дозировка и оптимальные технологические условия (температура) для поверхностной обработки технического углерода с использованием супердиспергатора.

Теоретический анализ

Молекулярная структура супердиспергатора R1800-SH в основном состоит из двух частей. Одна часть — это якорные группы -COOH, которые прочно адсорбируются на поверхности пигмента за счет ионных связей, водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса, предотвращая десорбцию R1800-SH. Другая часть — это сольватирующая цепь (диспергирующая), которая непосредственно определяет стабильность диспергированного пигмента в растворителе (при температуре ниже 80℃ оболочка не плавится, при температуре выше 80℃ начинает плавиться и превращаться в ионный аппрет, улучшая совместимость технического углерода со смолой). Для этого требуется, чтобы сольватирующая цепь имела высокое сродство к диспергатору, обеспечивая хорошую сольватацию. R1800-SH образует на поверхности частиц пигмента оболочку определенной толщины, при этом сольватирующая цепь в диспергаторе достаточно вытянута. Когда частицы пигмента с адсорбированным R1800-SH сближаются, отталкивание адсорбционных слоев заставляет частицы отталкиваться друг от друга, обеспечивая стабильную дисперсию частиц пигмента в среде.

В пасте технического углерода поверхность частиц заряжена, что позволяет легко связываться с якорными группами (-COOH) супердиспергатора R1800-SH, образуя прочный защитный слой на поверхности частиц технического углерода. Благодаря пространственному стерическому барьеру сольватирующей цепи (углеводородной цепи) R1800-SH достигается стабильная дисперсия технического углерода.

Экспериментальная часть

1. Экспериментальные материалы

Супердиспергатор R1800-SH

Полиэтиленовый воск из Индонезии

Пигментный технический углерод DK2028P от Shaoxing Decochem

Саудовский LLDPE218W

2. Основные приборы и оборудование

15-литровый высокоскоростной смеситель, 35-мм одношнековый гранулятор, 30-мм экструдер для выдувной пленки, фотоэлектрический спектрофотометр, крутильный реометр, фотоэлектрический колориметр, устройство для изготовления цветовых карт

3. Методика эксперимента

Сначала добавьте технический углерод, супердиспергатор R1800-SH и полиэтиленовый воск в высокоскоростной смеситель и перемешивайте. Когда температура достигнет примерно 110℃, добавьте LLDPE218W. После равномерного перемешивания смесь выгрузите и добавьте в гранулятор для грануляции.

Экспериментальный состав: Технический углерод DK2028P 50 г, R1800-SH 1 г, полиэтиленовый воск 10 г, LLDPE218W 39 г

Технологическая схема:

Смола-носитель

Пигмент Высокоскоростное перемешивание Грануляция Экструзия выдувной пленки Укрывистость Чернота

Супердиспергатор

4. Испытания свойств

(1) Испытание укрывистости пленки

Укрывистость — это способность пигмента перекрывать цвет окрашиваемой подложки. Изготавливают маточный концентрат из технического углерода, предварительно обработанного различным содержанием супердиспергатора, затем выдувают пленку и измеряют коэффициент пропускания пленки, пересчитывая его в значение оптической плотности для стандартной толщины пленки (0,02 мм) (далее — значение оптической плотности). Чем выше значение оптической плотности, тем выше укрывистость.

(2) Испытание красящей способности

Красящая способность — это способность пигмента окрашивать. Красящую способность технического углерода в пластике можно охарактеризовать чернотой: чем выше чернота, тем выше красящая способность технического углерода. Изготавливают черный маточный концентрат из пигмента с различной предварительной обработкой, затем изготавливают образец и измеряют его черноту (с помощью колориметра, эталон — TW) в эквивалентных значениях.

(3) Испытание диспергируемости

Диспергируемость — это способность пигмента диспергироваться в окрашиваемой среде. Качественные методы характеристики диспергируемости включают наблюдение и фотографирование с помощью фазово-контрастного или электронного микроскопа, количественные методы — измерение распределения частиц по размерам.

(4) Испытание технологичности

Реологические свойства при переработке являются одним из важных показателей применения технического углерода в пластиках. Для оценки технологичности технического углерода можно использовать метод крутящего момента.

Результаты и обсуждение

Укрывистость

Укрывистость является важным показателем качества черного маточного концентрата. Уровень диспергирования пигмента является основным фактором, влияющим на укрывистость. Чем равномернее диспергирован пигмент и чем мельче частицы, тем выше значение оптической плотности, и наоборот.

Различная дозировка супердиспергатора R1800-SH по-разному влияет на диспергируемость технического углерода в пленке (постоянные условия: pH=6.2, 80℃, изменение содержания супердиспергатора от 1% до 5% для поверхностной обработки пигмента). Ниже приведен график зависимости значения оптической плотности пленки от дозировки супердиспергатора.

Из приведенного выше графика видно, что с увеличением дозировки супердиспергатора R1800-SH значение оптической плотности постепенно увеличивается и достигает максимума; затем, при дальнейшем увеличении дозировки, оно резко падает. При дозировке супердиспергатора 3% значение оптической плотности пленки максимально и составляет 0,487.

Дозировка супердиспергатора R1800-SH связана с удельной поверхностью пигмента. Сначала, с увеличением содержания R1800-SH, на поверхности пигмента адсорбируется все больше якорных групп, и при 3% достигается насыщение, при этом значение оптической плотности максимально. При дальнейшем увеличении дозировки R1800-SH из-за взаимодействия между молекулами R1800-SH возникает «мостиковая флокуляция»: частицы пигмента флокулируют за счет переплетения сольватирующих цепей супердиспергатора, поэтому значение оптической плотности падает.

Красящая способность

Красящая способность пигмента в основном зависит от свойств самого пигмента, но также зависит от диспергирования пигмента, в основном характеризуется чернотой образца.

Влияние дозировки супердиспергатора R1800-SH на красящую способность