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碳黑(carbon black),又名炭黑,是一種無定形碳。炭黑一般是指碳單質微粒,一般是由于有機物燃燒不充分,其中的氫元素和氧元素轉化為水,而碳元素燃燒不充分,就會脫離分子,形成炭黑。炭黑由碳組成,但通常被定為無機顏料類。炭黑是烴類經氣相不完全燃燒或熱裂解而成的黑色粉末狀物質。第三個就是結構,炭黑結構是炭黑微粒子聚集體形成的鏈枝程度的表征值,它表示了炭黑內部的空隙程度。由于生產工藝的不同,通過不同的工藝條件可得到各種性質不同的產品。
炭黑光穩(wěn)定性
光會使塑料老化,尤其是陽光中的紫外線會加速塑料的老化。在配合運用有機紫外光吸收劑和防止氧化劑可使壽命延長。然而顏料黑仍然被認為是較好的紫外線穩(wěn)定劑。顏料黑作為紫外光吸收劑,主要用作延長塑料制品在戶外使用壽命。如果想要達到抗紫外線的作用,主要用在塑料和橡塑里,那么就要選擇中等粒徑、結構稍高些的炭黑,它們的抗紫外線性能上佳。濃度為0.5%的小粒徑炭黑(20 nm)與2%的相對粗粒徑的炭黑(95 nm)差不多具有同樣的光保護作用。
對建筑涂料而言,在炭黑細度方面,通過良好的研磨將炭黑顏料附聚體顆粒粒徑控制在30um以下,即可滿足實際使用要求,可實現(xiàn)對涂料性能的控制,如顏色、粘度、色調、光澤等。理論上,顏料顆粒的粒徑越小,著色力越高。納米尺度范圍內的色漿在著色力方面占有一定的優(yōu)勢。但在實際生產和應用過程中,色漿也未必是粒徑越小越好。從微觀角度講,顏料粒子的粒徑越小,表面能就越高,越不穩(wěn)定,顏料粒子更容易發(fā)生二次聚集和絮凝。墻面基材酸堿性對炭黑保色性的影響水性炭黑色漿穩(wěn)定的理想pH值在6。若要制造穩(wěn)定的納米炭黑色漿,必定采用高品質的分散穩(wěn)定助劑,并且延長機械研磨時間,相應的成本就會提高。
對于炭黑色漿而言,存儲穩(wěn)定性也十分重要。若色漿的存儲穩(wěn)定性差,就會出現(xiàn)著色力下降、粘度上升等問題。例如,某廠提供的炭黑色漿在一次使用時,色漿的著色力和色相等都能達到相應要求,而隨著時間的推移,色漿的著色力或色相出現(xiàn)了一定程度的下降和變化。這可能就是由于色漿存儲穩(wěn)定性不良,從而出現(xiàn)絮凝,造成炭黑顏料粒子的二次聚集,導致色漿的展色性能下降。使用者不一定發(fā)現(xiàn)色漿的流動性和粘度等外觀狀態(tài)發(fā)生明顯的變化,而實際上,炭黑顏料顆粒正在發(fā)生著肉眼不可辨別的沉降、絮凝。若要制造穩(wěn)定的納米炭黑色漿,必定采用高品質的分散穩(wěn)定助劑,并且延長機械研磨時間,相應的成本就會提高。這就是常見的“返粗”現(xiàn)象。