群青颜料表面化学修饰及应用性能研究

2022-04-25 09:14

目前常用SiO2对群青颜料进行改性,虽然在一定程度上提高了群青颜料的耐酸性,但由于SiO2是无机物,其形成的包覆层致密性不够好,与群青颜料的附着力差,容易脱落。此外,由于涂料中无机物与树脂等有机物相容性差,颜料在涂料中容易聚集,难以均匀分散,导致涂料光泽下降、成膜性差、柔韧性差等问题。本文选择了γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、正硅酸乙酯(TEOS)和辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)三种有机硅烷偶联剂对群青颜料进行改性。首先,分析了温度、水硅摩尔比、催化剂用量和时间对APTES水解缩合产物在群青颜料上表面负载率的影响。确定了APTES改性群青颜料的较好条件。然后,制备不同负载率的改性群青颜料,并将这些改性颜料用于涂料印花,比较其应用性能,得到负载率。然后,在改性条件和负载率下,用TEOS和OTMOS对群青颜料进行了改性,并比较了三种硅烷偶联剂对群青颜料的改性效果。利用实验室自制的搅拌球磨机,研究了球磨时间、球料比、色浆浓度、分散剂用量、磨球粒度和级配对群青粒度及其分布的影响。然后用硅烷偶联剂对不同粒径的群青颜料进行改性,比较改性后群青颜料的应用性能,得到群青颜料的粒径范围。上述研究表明,在群青用量为0.5g的条件下,APTES改性群青颜料的条件为:改性温度为70℃,水硅摩尔比为15∶1,氨水用量为0.4mL,反应时间为3h。APTES改性群青颜料后,随着APTES水解缩合产物在群青颜料表面负载率的增加,其耐酸性逐渐增强。当APTES水解缩合产物在群青颜料表面的负载率为50%时,可获得良好的耐酸效果。印花织物在0.1%盐酸中浸泡2分钟后,变色等级由原来的1级提高到4-5级。各改性涂料印花织物的干摩擦牢度变化不大,湿摩擦牢度随着APTES水解缩合产物在颜料表面负载率的增加而逐渐增加。当负载率为90%时,湿摩擦牢度从2级提高到4级。通过比较负载率为50%的APTES、TEOS和OTMOS改性的三种改性群青颜料的分散稳定性、耐酸性和干湿摩擦牢度,可以得出APTES是改性群青颜料的很好改性剂。在球磨过程中,群青颜料的粒径随着球磨时间的延长而减小,随着球料比、色浆浓度和分散剂用量的增加先减小后增大。研磨球的大小和等级对颜料的粒径影响不大。不同粒径的群青颜料改性时,粒径越小,耐酸性越差。随着群青颜料粒径的减小,印花织物的干摩擦牢度有增大的趋势,而湿摩擦牢度有减小的趋势。考虑到群青颜料的应用特性,群青颜料的粒径在800nm左右。

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