Proceso de dispersión y molienda para negro de carbón

En el campo de la producción de recubrimientos, es frecuente el fenómeno de aglomerde productos (semi) acabados, también conocido como reaglomer. Este problema es particularmente grave en la producción de pinturas de color cuando se trata de pigmentos negros de carbón. Este artículo tiene como objetivo presentar un proceso de molienda y dispersión simple y rentable para negro de carbón, que conduce a una mejor estabilidad durante el almacenamiento y la prevención de la reaglomeración.

Mecanismo de aglomerpara superar la aglomeración de negro de carbón durante la producción y almacenamiento de recubrimientos, it's esencial para comprender el mecanismo detrás de este fenómeno. La dispersión del negro de carbón es un reto debido a su fuerte agregación de partículas y alta capacidad de absorción de aceite. Además, negro de carbón, especialmente negro de carbón oxi, posee una gran superficie, por lo que es propenso a la absorción de humedad del entorno.

Según la teoría de aglomeración, las fuerzas que actúan cuando las partículas de pigmento se acercan entre sí típicamente incluyen fuerzas electromagnéticas, fuerzas electrostáticas y fuerzas estéricas de obstáculo. Las fuerzas electromagnéticas incluyen las fuerzas de van der Waals, una de las cuales resulta de la influencia de los dipolos dentro de las partículas que interactúan. Se ha observado que las fuerzas de van der Waals entre partículas similares disminuyen con el tamaño de partícula y la distancia de separación de partículas. Por lo tanto, al dispersar negro de carbón, lograr una cierta finura es un requisito fundamental. En general, esta finura debe ser − 15 ≤ m, con requisitos aún más estrictos − 5 µm. Las fuerzas electrostáticas entre las partículas de pigmento dependen del espesor de la doble capa eléctrica formada alrededor de las partículas. Un espesor de capa doble reducido puede conducir A una disminución de la estabilidad de la dispersión de partículas. En un sistema de dispersión, cuando hay algo de agua en la superficie de las partículas de pigmento, puede promover fuertemente la ionización de sustancias ionizables conectadas a la superficie, lo que lleva a una disminución en el doble espesor de capa. Para lograr una buena estabilidad de dispersión del negro de carbón, es necesario mantener un cierto espesor de capa doble. Para lograr esto, es necesario reducir la humedad transporpor las partículas de negro de carbono, lo que beneficia la dispersión, o considerar la influencia de los electrolitos. Debería ser observado que las fuerzas de repultambién están relacionadas con el tamaño de las partículas, donde las partículas más grandes experimentan una repulmás fuerte que las más pequeñas, lo que es contrario a los efectos de las fuerzas electromagnéticas.

En teoría, el tamaño de partícula más pequeño isn't siempre mejor porque la repulelectroy las fuerzas de van der Waals pueden contrarrestarse entre sí. En la producción práctica, una vez que el negro de carbono ha alcanzado la finura requerida, puede que no sea necesario seguir moliendo y disper. El impacto del impedimento estérico depende principalmente de la adsorde una capa de moléculas en la superficie de las partículas de pigmento y su interferencia con partículas adyacentes#39; Arreglo espacial y fuerzas de repulelectrostática. Un sistema estable tenderá A formarse cuando todas las partículas dispersas sean "partículas terminales", Lo que significa que son partículas estables que no se reaglomeran. Para lograr esto, cada "partícula terminal" Debe ser uniformemente cubierto por la resina base. En producción se puede determinar una relación pigmentaglutinadecuada midiendo el punto de flujo de Daniel. Sin embargo, debido a las fuertes fuerzas de agregentre las partículas primarias de negro de carbono, no pueden alcanzar el estado deseado por procesos convencionales de molienda y dispersión. Esto es particularmente evidente cuando el negro de carbón está en su estado inicial duro y seco. Después de que la pintura de negro de carbón o los productos terminados se almacenan durante algún tiempo, se hinchgradualmente con disolventes, se moja por la resina base, y las partículas de negro de carbón hinch, que no pueden ser adecuadamente mojado debido a su área superficial, pueden ser expuestos. Como resultado, partículas adyacentes similares pueden reaglomerarse a través de las fuerzas de van der Waals y enlaces de hidrógeno. La hinchazón y la reaglomerpueden causar que la finura del negro de carbón exceda el límite requerido, resultando en aglomeración y reaglomeración.

Además de los factores mencionados anteriormente que afectan a la aglomeración, también se deben considerar factores como la viscode almacenamiento de la pintura y la temperatura, aunque no se discuten aquí.

Para superar la aglomeración de negro de carbono, se pueden emplear varios métodos:

A. Tratamiento superficial del negro de humo con ácido nítrico. B. Injerto de monómeros tales como estireno, acrilonitrilo y etileno sobre la superficie de carbonne.c. Negro de carbón en una mezcla de butanol y etanol, seguido de calentamiento y reflujo. Pre-remode negro de carbono en una mezcla de butanol y ciclohexanona, añadiendo ciclohexanoato de zinc y trietanolamina, y luego reflujo.

Sin embargo, algunos de estos métodos tienen limitaciones, como el alto costo y la inconveniencia en la práctica. Por ejemplo, el método que utiliza mezcla de butanol y etanol puede ser difícil, y it's no apto para la producción de recubrimientos de poliuretano.

Otro método, que ha sido desarrollado a través de múltiples prácticas de producción, involucra los siguientes pasos:

2.1 proceso de molienda y dispersión de negro de carbono 2.2 proceso de molienda y dispersión (a, b, C, d, e, f)

• Primero, mezcle negro de carbón con un disolvente de remojo, como butanol (u otros disolventes adecuados), y agregue trietanolamina (si es necesario). Bajo agitación a alta velocidad, deje que la mezcla se disuelva durante 30 minutos.

• Después de la dilución de 1:2, dejar la mezcla reposar durante 24 horas.

• Añadir la resina base y asegurar una buena dispersión.

• Utilice un molino de arena horizontal u otro molino de arena adecuado y añadir cuentas de zirconia para disperhasta que se alcance la finura deseada.

• Dependiendo de la concentración de pigmento deseado (PWC), ajustar la resina base para lograr la visconecesaria para obtener el producto final.

Tenga en cuenta que este método minimiza el uso de ciclohexanode zinc y reduce en gran medida la cantidad de butanol utilizado, por lo que es un enfoque más rentable y práctico. Cuando se utiliza este método, los resultados de molienda y dispersión se comparan en la tabla 1. La eficiencia y rentabilidad de este proceso lo convierten en una elección adecuada para muchas aplicaciones de producción.

En resumen, este proceso de molienda y dispersión aborda eficazmente el reto de la aglomeración de negro de carbono, logrando la estabilidad deseada y evitando la reaglomerdurante el almacenamiento. Este método se puede adaptar a diferentes necesidades de producción y es una valiosa adición a la industria de recubrimientos.