CN101664710B - 一种超微细氧化铁黑的制作方法 - Google Patents
一种超微细氧化铁黑的制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种超微细氧化铁黑的制作方法,由粗粉碎和旋风磨两步骤构成,氧化铁黑经粗粉碎后的目数在8-12目;其特征在于:所述旋风磨的转速为2000转/分,其带动原料以120-130米/秒的速度高速运转;所述旋风磨高速运转时,在原料中滴加助磨剂的重量百分比为1%~4%。本发明的优点在于:氧化法铁黑可以用本发明方法提高提高色浆的Hegman细度,达到5~6级,同时提高了颜料的遮盖力和着色力;且本发明方法由于使用助磨剂,可以提高产量3%~40%。
Description
技术领域
本发明涉及一种超微细氧化铁黑的制作方法,具体涉及一种通过超微细化后处理过程,并添加一种助磨剂BJ-03B得到超微细氧化铁黑颜料,适用于水性涂料色浆或油性色浆,在涂料里非常易于分散,润湿性好。
背景技术
氧化铁黑化学名为四氧化三铁(Fe3O4或Fe2O3·FeO),它具有饱和的蓝墨光黑色,遮盖力和着色力均很高,对光和大气的作用十分稳定,不溶于碱,微溶于稀酸,在浓酸中则完全溶解,耐热性能较差,在较高的温度下容易氧化,生成红色的氧化铁。氧化铁黑因遮盖力、着色力强,耐光性能好而广泛应用于涂料行业。
用氧化法生产的铁黑由于着色力明显高于合成法生成的铁黑,近几年来被广泛采用。把硫酸亚铁和氢氧化钠投入反应桶中,立即生成氢氧化亚铁溶胶,控制PH值在8左右,通入蒸汽逐渐升温至100℃左右进行反应,并同时通入空气进行氧化,反应在8~10小时即可制得所需铁黑。在涂料色浆中对颜料的细度要求很高。细度表示涂料中各组分分散、研磨的程度,颗粒越小越好,可用刮板式细度计来测试,常用Hegman细度来表示。影响颜料Hegman细度的最主要因素是颜料粒子的大小。大多数无机颜料是由微晶为单元组成的结晶结构,X射线衍射测出这些微晶尺寸一般为几十埃(0.1nm)。颜料很少以单一微晶形式存在,而是以初级粒子形式存在,初级粒子是微晶之间强相互作用力形成的,粒度为5nm~1um,能轻易地分散到漆料中去。初级粒子又可通过局部相互作用如界面或特殊点之间、角或边之间形成凝集体或附聚体。通常附聚体之间的吸引力要弱得多,粘结不那么牢固,比较容易分散;但聚集体由于分子吸引力较大,粘结比较牢固,较难分散。这些附聚体和聚集体造成了铁黑颗粒的变大、***,做成色浆后,Hegman细度会很差。同时粒子大小直接影响颜料的遮盖力和着色力,当粒径减小或表面增大时,黑度增加,光的吸收更多,反射更少,使人觉得更黑。粒子越小,分散度越大,反射光的面积越多,因而遮盖力越大。对大多数颜料而言,最有效的粒子尺寸为可见光波长的一半。着色力是某一颜料与另一颜料混合后形成颜色强弱的能力。粒子越小,着色力越大。针对这个难题,通过超细粉碎机械-旋风磨进行微细化处理,但还是不能达到涂料级标准,Hegman细度最高为2级,而且产量很低,600Kg/h左右,生产中有很大的噪音,不适合在实际生产中应用。
发明内容
本发明的主要任务在于提供一种超微细氧化铁黑的制作方法,为了克服目前普遍在色浆和涂料中应用的氧化铁黑颜料Hegman细度差和产量低这些缺点,提供超微细的氧化铁黑品种代替普通氧化铁黑,使用于涂料色浆后,可以提高色浆的Hegman细度、遮盖力和着色力,保持色浆的均匀性,在储存时间内稳定,不分解,不沉淀。
为了解决以上技术问题,本发明的一种超微细氧化铁黑的制作方法,由粗粉碎和旋风磨两步骤构成,氧化铁黑经粗粉碎后的目数在8-12目;其特征在于:所述旋风磨的转速为2000转/分,其带动原料以125米/秒的速度高速运转使原料之间产生强剪切力,打开附聚体和聚集体,使氧化铁黑颗粒趋于初级粒子状态,同时产生的机械力化学效应,改善了氧化铁黑粒子晶体表面状态,由原来不规则的大小不等的尖晶石型体表面变成四周均匀规则、大小相同。
在旋风磨高速运转时,在原料中以速度为30l/h,滴加重量百分比为1%-4%的助磨剂,该助磨剂有助于提高粉磨效率或降低能耗,提高产量。通过本方法处理得到的产品,Hegman细度均达到5~6级,产量为提高了3%~40%。
进一步地,所述助磨剂为丙烯酸钠。
本发明的优点在于:
(1)氧化法铁黑可以用本发明方法提高提高色浆的Hegman细度,达到5~6级,同时提高了颜料的遮盖力和着色力;
(2)本发明方法由于使用助磨剂,可以提高产量3%~40%。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明:
实施例1:
市售普通氧化铁黑(商品牌号703)500公斤,把原料先粗粉碎成8-12目,然后投入投料仓,调好旋风磨参数(转速2000转/分,电机功率130KW),边投料边缓缓加入丙烯酸钠,助磨剂用量对铁黑颜料XM703的影响结果如下:
丙烯酸钠用量超过4%后,水溶物超标,产量也基本达到饱和,所以丙烯酸钠用量适宜在1%~4%。
对比实施例1:
市售普通氧化铁黑(商品牌号703)500公斤,把原料先粗粉碎成8-12目,然后投入投料仓,用转速为2000转/分、电机功率为130KW的旋风磨,开始粉碎,得到产品为QM703。同样把703铁黑500公斤先粗粉碎成8-12目,然后投入投料仓,用同样参数的旋风磨,边投料边缓缓加入丙烯酸钠,加入量为2%,加入速度为30l/h,得到产品XM703,两者Hegman细度和产量的比较如下表所示:
名称 | Hegman细度 | 产量/Kg/h |
QM703 | 2 | 600 |
XM703 | 6 | 700 |
结果证明,在增加助磨剂后,其产品的得率明显增加。
实施例2:
市售普通氧化铁黑(商品牌号703)500公斤,把原料先粗粉碎成8-12目,然后投入投料仓,调好旋风磨参数(电机功率130KW),边投料边缓缓加入丙烯酸钠,旋风磨转速对铁黑颜料XM703的影响结果如下:
从上述例可看出,转速对产品细度及产量有很大的影响,2000转/分比较合适,太大对产品影响不大,但动力损耗大。
Claims (2)
1.一种超微细氧化铁黑的制作方法,由粗粉碎和旋风磨两步骤构成,氧化铁黑经粗粉碎后的目数在8-12目;其特征在于:所述旋风磨的转速为2000转/分,其带动原料以120-130米/秒的速度高速运转产生高剪切力使氧化铁黑颗粒趋于初级粒子状态,同时产生的机械力化学效应,改善了氧化铁黑粒子晶体表面状态,由原来不规则的大小不等的尖晶石型体表面变成四周均匀规则、大小相同;所述旋风磨高速运转时,在原料中滴加丙烯酸钠助磨剂的重量百分比为1%~4%。
2.根据权利要求1所述的一种超微细氧化铁黑的制作方法,其特征在于:所述助磨剂的加入速度为30l/h。
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