Investigadores de todo el mundo se han esforzado por mejorar la dispersión del negro de carbono en el agua. Varios métodos, incluyendo el uso de dispersantes, injerde superficie, y la modificación de oxidde superficie, se han explorado para mejorar el negro de carbono#39;s dispersión. Sin embargo, el injerto de superficie y la modificación de la oxidde la superficie, mientras que es eficaz en el logro de la estabilidad mediante la modificación del pigmento#39;s superficie, son complejos y costosos, por lo que no son adecuados para la producción de pasta de color de tinta neutral. Por el contrario, el método de dispersión basado en dispersión ofrece ventajas como la rentabilidad, la simplicidad del proceso y el fácil control sobre el rendimiento, por lo que es un enfoque ampliamente adoptado.
Nuestro estudio se centró en la creación de tinta negro de carbón para tintas neucon una distribución de tamaño de partícula (D50) de 100-120nm, un contenido de pigmento de 30%, y una viscode 350 mPa·s. La investigación profundizó en varios aspectos críticos:
Se examinaron tres tipos de carbono negro -fw200, Printex U, y ma-100-cada uno con propiedades fisicoquímicas distintas. Mediante la evaluación de sus características humectantes y su impacto en la viscode la tinta y la distribución de tamaño de partícula, se determinó que MA-100 es el pigmento adecuado para la producción de tinta neutra.
Se investigaron tres dispersantes representativos: NNO aniónico de molécula pequeña, PVP no iónico de polímero y SMA-NH4 aniónico de polímero. A través de mediciones de − -potencial, velocidad de sedimenty propiedades reológicas de negro de carbono MA-100 bajo diferentes condiciones, se exploró cómo la estructura dispersante afecta la estabilidad de dispersión. Nuestros hallazgos destacan que SMA-NH4, a pH 8 con una dosis del 4%, produjo tinta con un rendimiento excepcional.
Considerando varios métodos de molienda (fresado de bolas, homogeneide alta presión y fresde de varilla) y parámetros de proceso, se buscó identificar el enfoque óptimo para la preparación de tinta negro de carbón para tintas neutras. El proceso más efectivo involucruna combinación de dispersión a alta velocidad, homogeneia alta presión y fresde de clavo. Se utilizaron perlas de zirconia con un diámetro de 0,5mm en el molino de varillas, opera a una velocidad de 1500rpm, con una tasa de llenado del 70%, y un tiempo de molienda de 1 hora, resultando en tinta con la distribución de tamaño de partícula deseada (D50) de 100-120nm.
Posteriormente, llenamos la tinta preparada en plumas y las sometimos a almacenamiento en diferentes condiciones, incluyendo temperatura ambiente, alta temperatura y temperatura moderada, durante dos meses. Se llevaron a cabo pruebas regulares para evaluar el rendimiento de la escritura. Los resultados demostraron que la tinta preparada con SMA-NH4 como dispersante mantenía excelentes propiedades fisicoquímicas y reológicas. Incluso después de dos meses de almacenamiento, su rendimiento de escritura se mantuvo satisfactorio.
Una cantidad especificada de dispersante se añade al agua desionizada, seguido por una mezcla completa para disolver el disperdispera una velocidad específica usando un agiteléctrico. A continuación se añaden desespumy conservantes, y se introduce el pigmento. Después de la mezcla completa, se obtiene una solución premezcl.
El agua desionizada se utiliza para disolver una cantidad especificada de dispersante (SMA-NH4), seguido de agitación. El negro de carbón se añade gradualmente, con el dispersante añadido que constituye el 20% del peso del negro de carbón y negro de carbón que representa el 30% del peso total del purín. Se emplean diferentes tiempos de dispersión con los tres métodos de fresado (fresa de bolas, homogeneia alta presión y frescon clavo) para preparar tinta negra de carbón a base de agua.
Análisis de tamaño de partícula y distribución de tamaño: el tamaño de partícula y la distribución se midieron utilizando el NANOPHOX nanoparticle Size Analyzer, que utiliza la espectroscopia de correlación cruzada de fotones. El sistema emplea un láser de helio y neón como fuente de luz, con una longitud de onda de 632,8 nm, una potencia láser de 10 mV y un ángulo de detección de 90°. La temperatura de ensayo se mantiene a 25°C, y el volumen de muestra se ajusta para garantizar una velocidad de dispersión superior a 0,5 para una mayor precisión.
Una comparación de diferentes métodos de molienda, incluyendo el fresado de bolas, la homogeneide alta presión y el fresado de clavo, reveló que el fresado de clavo logró los tamaños de partícula más pequeños y la mayor eficiencia de molienda.
Para determinar los efectos de factores tales comoTamaño de la cuentaY la velocidad de molienda en el tamaño de partícula de tinta, se llevaron a cabo experimentos. Los parámetros óptiidentificados fueron perlas de zirconia con un diámetro de 0,5 mm, una velocidad de molienda de 1500rpm y una tasa de llenado del 70%.
Reconociendo las limitaciones de los métodos de fresado individual, se eligió un proceso de combinación. Este enfoque implica la creación inicial de una pasta fija suave con parte del líquido y el pigmento, seguido por la dispersión de alta velocidad, la molienda gruesa en un molino de arena horizontal, y la molienda fina en un molino de clavo. Esta combinación maximila eficiencia al tiempo que consigue un tamaño de partícula fino y una forma uniforme en las partículas de tinta.
La búsqueda de la excelencia en la preparación de tinta de negro de carbón revela un jugador fundamental en el proceso - bolas de molienda de cerámica. Mientras los investigadores a nivel mundial se esfuerzan por mejorar la dispersión del negro de carbón en el agua, nuestro estudio muestra el papel indispensable que juegan estas esferas cerámicas en la optimización de las características de la tinta.
Los investigadores han encontrado numerosos desafíos en la dispersión eficiente del negro de carbono. Mientras que los métodos como el injerto superficial y la modificación de oxidofrecen estabilidad, son complejos y costosos. En contraste, el método de dispersión basado en dispersión, junto con el uso estratégico de bolas de molimiento cerámicas, emerge como un cambio de juego. Estas bolas facilitan la precisión en el proceso de molienda, asegurando el logro del tamaño de partícula deseado y la distribución crítica para un rendimiento superior de la tinta.
Nuestro estudio profundizó en aspectos críticos, comenzando con la selección del negro de carbono. La evaluación de tres tipos distintos - FW200, Printex U, y MA-100 - reveló que MA-100 se destacó debido a sus características de humectación, impacto mínimo en la viscode la tinta, y la capacidad de lograr la distribución de tamaño de partícula objetivo. El proceso de rectificado posterior, potenciado por bolas de cerámica, demostró ser fundamental en la optimización de la eficiencia.
La influencia de la estructura dispersante fue un enfoque clave, con SMA-NH4 identificado como el dispersante óptimo. Su interacción con el negro de carbón fue reforzada por la acción eficiente de bolas de molienda de cerámica durante el proceso de dispersión. El esmeresmeresmeresmeren el esmeresmeresmeren para que la tinta mantuviera unas excelentes propiedades fisicoquímicas y reológicas, incluso después de un almacenamiento prolongado.
El corazón de nuestro proceso de optimización estaba en los métodos de esmerilado, y las bolas de esmerilde de cerámica desempeñaron un papel crucial en este esfuerzo. La combinación de dispersión a alta velocidad, homogeneia alta presión y fresde de varilla, facilitado por estas esferas de cerámica, produjo tinta con la distribución de tamaño de partícula deseada (D50) de 100-120nm. El uso meticulde cuentas de zirconia, con un diámetro de 0,5 mm, acentuaún más la eficiencia del proceso de molienda.
Después de la preparación de la tinta, la tinta fue sometida a diversas condiciones de almacenamiento, lo que demuestra que el uso de bolas de molienda de cerámica contribuyó significativamente a la tinta#39;s longe. Tinta preparada con SMA-NH4 como dispersante, en conjunto con bolas de molienda de cerámica, mostró un rendimiento de escritura consistente incluso después de dos meses de almacenamiento en diferentes condiciones.
La elección de bolas de molienda de cerámica en nuestro estudio no fue arbitraria. El uso de perlas de zirconia, con su tamaño óptimo y características del material, jugó un papel fundamental para lograr un tamaño de partícula fino y una forma uniforme en las partículas de tinta. Estas bolas de molienda de cerámica actuaron como catalizadores para la precisión, asegurando que la tinta cumplcon las estrictas especificaciones para la producción de tinta neutral.
Nuestra investigación ha producido con éxito tinta negro de carbón para tintas neucon características de rendimiento excepcionales. El estudio cubrió varios aspectos, incluyendo la selección de negro de carbón, la influencia de la estructura dispersante, y el impacto de los métodos de molienda y parámetros. La combinación de dispersión a alta velocidad, homogeneia alta presión y fresde de varilla demostró ser un enfoque muy eficaz para lograr el tamaño de partícula y la distribución deseada. La tinta resultante, preparada con SMA-NH4 como dispersante, mantuvo su calidad incluso después de dos meses de almacenamiento en diferentes condiciones.
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