CN101664710B - 一种超微细氧化铁黑的制作方法 - Google Patents

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

一种超微细氧化铁黑的制作方法

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。