Page 208 - 《精细化工》2021年第3期
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·628· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
磨机中的氧化锆珠在高速旋转下通过自转和公转产 试，考察不同分散剂用量对紫色颜料分散体系热储
生的挤压力和摩擦力将粒径大的颜料聚集体或附聚 存稳定性的影响，结果如图 3 所示。
体打散，变成粒径较小的颜料粒子 [14] ，此时颜料的
比表面积增大，亟需分散剂作用于颜料表面，形成
空间位阻以阻挡粒子间的引力 [15] ，而在色浆中分散
剂较少时，吸附于颜料粒子的分散剂较少，形成的
吸附力较弱，在粒子与氧化锆珠作用时容易发生脱
附，将颜料表面裸露出来，颜料粒子由于碰撞又会
重新聚集在一起，导致平均粒径变大；当分散剂增加
时，分散剂在颜料粒子周围达到饱和吸附，继续增加
分散剂用量，未吸附于颜料表面的分散剂游离在溶液
中，分散剂的亲水端聚环氧乙烷具有醚氧非共用电子
对 [16-17] ，对氢键有很强的亲合力，游离的分散剂增 图 3 分散剂添加量对色浆热储存稳定性的影响
多，与之通过氢键相连接的水分子增多，颜料粒子 Fig. 3 Influence of dispersant dosage on the heat storage
stability of color paste
之间的水分子减少，颜料粒子间距减小，此时具有
吸附作用的高分子链段相互混合，失去一定自由度， 从图 3 可以看出，当分散剂用量为 10%、15%、
从热力学角度描述，这是一种熵减的过程，具有不 20%时，对应的悬浮液的粒径增幅较小，其高温储
利影响，导致吸附在颜料表面的分散剂发生脱附， 存 30 d 粒径最大增幅不超过 5 nm，可以认为粒径基
从而使粒子粒径变大。 本无变化，热储存稳定性较佳，当分散剂添加量继
2.1.2 分散剂用量对色浆离心稳定性的影响 续增加，色浆粒径在烘烤 3 d 后明显变大，说明热
按 1.2.1 节实验方法，考察分散剂用量对色浆离 稳定性差，当粒径（D 90 ）增大到 880 nm 时，粒径
心稳定性的影响，结果如图 2 所示。 不再变化。颜料粒子因拥有动能而在做布朗运动 [19] ，
粒子之间不断地靠近并发生碰撞，颜料粒子在长期
热储存过程中加速了这一运动，没有饱和吸附的颜
料颗粒周围的空间位阻较小 [20] ，当粒子发生碰撞时，
导致近程范德华力足够强，分散剂疏水端形成的空
间位阻不足以阻挡这一范德华力，使粒子间发生不
可逆转的黏结，导致 D 90 粒径变大；且在热储存过
程中，水分子不断逸出体系，与分散剂疏水端相结
合的水分子减少，当分散剂用量过多时，游离的分
散剂链段疏水端与吸附于颜料粒子表面的高分子链
段疏水端竞争结合水分子，导致粒子间的水分子减
图 2 分散剂添加量对色浆比吸光度的影响 少，粒子相互靠近，导致 D 90 粒径增大，色浆热稳
Fig. 2 Influence of dispersant dosage on the specific 定性变差 [21] 。
absorbance of color paste
2.2 研磨时间对色浆粒径的影响
从图 2 可以看出，随分散剂添加量增大，色浆 由以上结果可知，当分散剂添加量为 15%时，
的比吸光度呈现先增大后减小的趋势。在分散剂添 色浆的粒径、离心稳定性、热稳定性均较好，故探
加量为 15%时悬浮液比吸光度最大，为 96%，说明 究在分散剂添加量为 15%时，固定研磨转速与氧化
离心稳定性最好。这是因为当分散剂用量为 10%时， 锆珠填充量，改变研磨时间，观察研磨时间对色浆
吸附于颜料粒子表面的高分子链段少，在离心力的 粒径的影响。研磨时间对色浆粒径的影响见图 4。
作用下，过少的吸附量形成的空间位阻不足以抵挡 从图 4 可以看出，随着研磨时间增加，色浆
粒子间的引力，导致颜料分散体系离心稳定性差； 的粒径不断减小，当研磨时间超过 2.5 h 时，粒径
当分散剂用量高于 15%时，过量的分散剂溶解在溶 基本不变，说明最佳研磨时间为 2.5 h。颜料在砂
剂中易发生桥连或空缺絮凝，从而使整个颜料分散 磨机中的研磨过程是一个能量转化的过程，氧化镐
体系离心稳定性下降 [18] 。 珠的动能被颜料粒子获得，颜料被分散，随着研磨
2.1.3 分散剂用量对色浆热储存稳定性的影响 时间增加，颜料粒子获得的能量增多，粒径逐渐减
通过对不同储存时间下体系中颗粒粒径的测 小，而颜料粒子的分散与聚集是一个动态过程 [22] ，
