分散劑及碳黑對黑度的影響摘要：本文采用不同的分散劑分散進口高色素碳黑及國產(chǎn)高色素碳黑，可以看出分散劑對碳黑的黑度、粘度有非常明顯的影響。合適的分散劑可以得到低粘度、低觸變性、高黑度及偏藍色色相的碳黑漿。對這兩種高色素碳黑而言，分散劑D均獲得了最佳的試驗結(jié)果。采用不同的分散劑，兩種碳黑之間的黑度差別也不同。當(dāng)采用分散劑D時，兩種高色素碳黑的黑度值比較接近。關(guān)鍵詞：分散劑、碳黑、黑度0

概論顏料是色漆生產(chǎn)中不可缺少的成份之一，起到了很好的色彩和裝飾性1。黑色顏料能提供黑色，并在和其他顏料調(diào)配時降低飽和度，在各種涂料中尤其是高檔的汽車漆中，占有一定有市場。碳黑是最重要的黑色顏料，高色素碳黑能提供極高的黑度。對高黑度及偏藍色色相的渴望，永遠是使用高色素碳黑的涂料人的追求。本文選用了進口和國產(chǎn)兩種高色素碳黑，分別采用不同的進口知名品牌的市場上反映對碳黑分散效果較好的分散劑在2KPU體系中進行研磨。比較了不同的分散劑對碳黑分散性的差異，以及相同的分散劑不同碳黑之間的差異。1

試驗部分1.1

儀器和試劑電子天平（精確到0.001g，METTLER提供）；100微米涂膜器、光澤及霧影儀、25微米刮板細度計（以上由BYK-Gardner提供）；HAAKERheoStress600流變儀（Thermo提供）；DisperserDAS200振蕩分散儀（LauGmbH提供）、XriteMA-68II五角度分光光度計（愛色麗提供）。顏料：國產(chǎn)高色素碳黑（以HCC-1來表示）、進口高色素碳黑（以HCC-2表示）。樹脂：SM510n（由氰特提供）；N-3390（Bayer提供）。各種溶劑（工業(yè)級）：醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、二甲苯等。助劑：分散劑A、分散劑B、分散劑C、分散劑D、分散劑E、EFKA3288（由Ciba提供）。1.2

色漿的配制按表1所示的配方，在玻璃瓶中首先添加溶劑及分散劑，混合均勻后加入顏料、樹脂和玻璃珠，密閉后置于DisperserDAS200振蕩分散儀中振蕩3小時。取出后過濾備用。表1

碳黑研磨漿配方色漿名稱HCC1-AHCC1-BHCC1-CHCC1-DHCC1-F分散劑名稱分散劑A分散劑B分散劑C分散劑D分散劑E分散劑固含30%46%30%50%40%HCC18.008.008.008.008.00分散劑添加量10.366.7610.366.227.77SM510n44.4444.4444.4444.4444.44稀釋劑37.2040.8037.2041.3439.79合計100.00100.00100.00100.00100.00色漿名稱HCC2-AHCC2-BHCC2-CHCC2-DHCC2-F分散劑名稱分散劑A分散劑B分散劑C分散劑D分散劑E分散劑固含30%46%30%50%40%HCC28.008.008.008.008.00分散劑添加量14.009.1314.008.4010.50SM510n44.4444.4444.4444.4444.44稀釋劑33.5638.4333.5639.1637.06合計100.00100.00100.00100.00100.00備注：[1]

以上配方為質(zhì)量份，下同；

[2]

以上配方中，分散劑添加量為針對顏料DBP值的35%；其中HCC1的DBP值為111，而HCC2的DBP值為150；

[3]

以上色漿的顏基比為1/4，固含為37.77%。

1.3

樹脂基料的配制按表2所示的配方，加入溶劑、樹脂及助劑等，攪拌均勻。表22KPU清漆及稀釋劑配方2KPU

清漆稀釋劑SM510n60.06二甲苯33.33BAC10.46醋酸丁酯33.33從圖1~圖3可見，對于HCC1而言，在SM510n樹脂體系中，分散劑D具有最佳的降粘效果，其次為分散劑B。對于HCC2而言，分散劑D同樣具有最佳的降粘效果，其次為分散劑C。并且從流變曲線上可以看出，采用分散劑D研磨的色漿，其觸變性均最低。1.8

色漆的黑度測試將1.6涂膜的色板采用XriteMA-68Ⅱ分光光度計測試顏色。在D65光源、10°觀察角、45°入射角時其顏色數(shù)據(jù)見表6：表6

黑漆的顏色數(shù)據(jù)色漿名稱L*a*b*C*h°XYZHCC1-A2.0250.4780.8100.94059.430.2240.2240.185HCC2-A1.248-0.186-1.1241.140260.610.1270.1380.226HCC1-B1.692-0.323-0.6480.724243.510.1700.1870.246HCC2-B1.436-0.183-0.3520.397242.590.1460.1590.195HCC1-C1.550-0.356-0.7380.820244.220.1540.1720.235HCC2-C1.233-0.207-0.8570.881256.400.1240.1370.205HCC1-D0.828-0.031-0.6840.685267.380.0860.0920.146HCC2-D0.852-0.060-0.7850.787265.630.0880.0940.155HCC1-E1.718-0.197-0.3870.435243.000.1760.1900.231HCC2-E1.395-0.175-0.2680.320236.950.1420.1540.184針對黑漆而言，有三個指標(biāo)可以評估其黑度：My值，可以稱為“黑度值”或“黑色值”，與底色色相無關(guān)。Mc值，也可以稱為“黑色值”，與底色色相有關(guān)。dM則表達了黑漆的色相。這三者的關(guān)系為：dM=Mc-My（dM＞0時，表示偏藍色色相；dM＜0時，表示偏棕色色相），My=100*log(100/Y)，Mc=100*(logXn/X-logZn/Z+logYn/Y)，其中Xn、Yn及Zn為照明燈方式下的標(biāo)準(zhǔn)顏色值（DIN6274），本文中均取值100來計算2。將以上數(shù)據(jù)按公式計算后，得出各種色漿的黑度值Mc如圖4所示。從圖中可以看出，HCC1和HCC2采用不同的分散劑研磨，黑度均有差別。其中HCC1的黑度基本上低于HCC2。而采用不同的分散劑，兩個顏料黑度值的差別也不同。采用分散劑D來研磨碳黑，無論對于HCC1，還是HCC2，均獲得了最高黑度，且二者的差別很小。計算dM值如圖5所示。從圖中可以看出，HCC1及HCC2采用不同的分散劑研磨，除分散劑E外，其余分散劑所得的dM值均為HCC2大于HCC1。這表明HCC2更具有藍色的色相。其中針對HCC2，采用分散劑A及分散劑D獲得了最高的dM值；而針對HCC1，分散劑D及分散劑C獲得了最高的dM值。

2

結(jié)果分析2.1

碳黑用分散劑選擇我們認為，比較不同的碳黑的黑度及色相，必須要將該碳黑完全分散好。如果采用潤濕性很差的樹脂，再配套不合適的分散劑，就不能真正展現(xiàn)碳黑的性能。尤其是高色素碳黑，如果沒有采用合適的分散劑，或者采用了好的分散劑但加入的劑量卻不足，或分散劑與樹脂體系有些不相容，分散好的顏料粒子都很容易絮凝，從而影響其黑度的評估2。本文中所選用的分散劑，均為市場上針對碳黑有較好穩(wěn)定分散效果的分散劑。分散劑的推薦用量一般針對顏料DBP值的20~50%，本文中選取35%，可以獲得較好的性價比。從流板及涂膜的試驗結(jié)果來看，采用以上分散劑在SM510n樹脂體系中分散碳黑HCC1及HCC2，均無絮凝現(xiàn)象產(chǎn)生，碳黑得到了很好的分散及穩(wěn)定效果。然而即使這樣，從試驗結(jié)果來看，采用不同的分散劑，其黑度的差異也相當(dāng)大，例如采用分散劑D和分散劑A來分散HCC1，其黑度值Mc相差達69.98！2.2HCC1碳黑用分散劑的評估在SM510n樹脂體系中分散HCC1，從流板及涂膜的結(jié)果來看，所選用的分散劑均有較好的結(jié)果。其中以分散劑A略優(yōu)。從降粘的效果來看，分散劑D獲得了明顯低的粘度，并且觸變性較低，色漿放置隔夜后依然具有優(yōu)異的流動性。而My及dM值的比較則如圖7所示。采用分散劑D來分散HCC1，無論是My值，還是dM值，均獲得了最高值。這表明，采用分散劑D來分散HCC1，可以獲得最高的黑度，及偏藍的色相。2.3HCC2碳黑用分散劑的評估在SM510n樹脂體系中分散HCC2，從流板及涂膜的結(jié)果來看，所選用的分散劑均有較好的結(jié)果。其中以分散劑B、分散劑D、分散劑E略優(yōu)。從降粘的效果來看，分散劑D獲得了明顯低的粘度，并且觸變性較低，色漿放置隔夜后依然具有優(yōu)異的流動性。分散劑B也獲得了較好的流變曲線。而My及dM值的比較則如圖8所示。采用分散劑D來分散HCC2獲得了最高的My值和非常高的dM值。這表明，采用分散劑D來分散HCC2，可以獲得最高的黑度，及偏藍的色相。2.4HCC1和HCC2的比較總體上而言，HCC2的黑度值要比HCC1略高，也更偏藍相一些。采用不同的分散劑，HCC1及HCC2的差別也不同。采用分散劑A，二者Mc值相差達54.56；而采用分散劑D，二者的Mc值相差僅為0.73。3

結(jié)語通過采用不同的分散劑在SM510n樹脂體系中分散高色碳碳黑HCC1及HCC2，可以看出，分散劑對碳黑的黑度、粘度有非常