水性分散体系超微粉碎研磨工艺探讨

以炭黑为分散相制备水性分散体系,通过研究不同类型砂磨机、研磨方式和研磨量对研磨效果及研磨效率的影响,提出了一种适合规模化、大批量超微粉碎研磨的多级组合研磨工艺。

炭黑分散液的制备及其稳定性

采用三种分散剂对炭黑进行直接分散制备炭黑分散液,讨论了分散剂和炭黑质量分数,以及球磨时间对炭黑分散液稳定性的影响;采用弛豫反演的核磁共振波谱判断炭黑分散液中氢质子的横向弛豫时间,讨论炭黑分散体中炭黑粒子与水的相互作用,并测试炭黑分散液的稳定性和流变性。结果表明,制备的三种炭黑分散液经过工艺优化,在-20℃和60℃条件下的粒径为110~182 nm,黏度为1.4~2.2 mPa·s,具备良好的粒度和黏度稳定性;由氢质子弛豫谱分析得知,水基炭黑分散液中,水主要以结合水的状态存在;由高分子聚合物DISPERBYK-190作为分散剂,制备的炭黑分散液分散效果最好。

假塑触变性炭黑水基分散体的制备和胶体性质

考察了采用聚苯乙烯马来酸酐高分子作为分散剂,用三种分散设备制备超细炭黑水基分散体系的研磨过程,然后采用黄原胶对分散体系增稠,测定了增稠后炭黑水基体系的粒径分布、黏度曲线特征和分散稳定性。实验结果表明采用密闭循环式研磨机,炭黑分散体粒径D99可达到2μm以下。粒径分布主要与采用的研磨介质大小有关。0.4 mm的氧化锆珠比0.8 mm的氧化锆珠能够得到更小的粒径分布。增稠后炭黑水基分散体系体现假塑性和触变性黏度。在高速离心加速度为2 300×g条件下离心7 h,分散体系不发生沉降,具有极好的动力学稳定性。