Почему углеродную сажу с высоким содержанием пигментов так трудно диспергировать

Высокоэффективный диспергатор технического углерода

Технический углерод с высоким содержанием пигментов является одним из наиболее технически сложных пигментов для диспергирования в любых покрытиях, чернилах или системах красителей. Сочетание чрезвычайно мелкого размера частиц, очень большой площади поверхности и сильных сил между частицами означает, что он противостоит диспергированию так, как другие пигменты просто не могут, и он выявляет ограничения обычных диспергирующих систем быстрее и заметнее, чем почти любой другой тип пигмента.

Почему углеродная сажа с высоким содержанием пигментов исключительно сложна

Все виды технического углерода трудно диспергировать, но марки с высоким содержанием пигментов, выбранные специально по глубине черного цвета и характеристикам насыщенного тона, имеют наибольшую площадь поверхности на единицу массы и наибольшую склонность к образованию плотных, прочно связанных агломератных структур. Этим структурам требуется значительно больше энергии и более эффективное покрытие диспергентами для разрушения и стабилизации, чем для типов технического углерода с меньшей площадью поверхности.

Экстремальная площадь поверхности

Сорта с высоким содержанием пигментов имеют площадь поверхности, часто превышающую 200 м²/г, что на несколько порядков выше, чем у грубых пигментов. Каждая единица диспергатора должна покрывать гораздо большую общую поверхность, что делает эффективность покрытия критически важной.

Сильная достопримечательность Ван-дер-Ваальса

Мелкие частицы технического углерода сильно притягиваются друг к другу за счет сил Ван-дер-Ваальса. Чем меньше первичная частица, тем сильнее относительное притяжение, поэтому сорта с высоким содержанием пигментов сложнее отделять после диспергирования.

Плотные агломератные структуры

Углеродная сажа образует сложные трехмерные агломератные структуры, а не просто кластеры, для раскрытия которых требуется механическая энергия, а для предотвращения реформирования требуется адсорбция диспергатора.

Высокая абсорбция масла

Технический углерод с высоким содержанием пигментов поглощает большое количество связующего вещества во время измельчения, резко увеличивая вязкость измельчения и ограничивая количество пигмента, которое можно переработать при практической загрузке твердых веществ.

Где проблемы проявляются в производстве

Чрезмерная вязкость помола

Сочетание высокой маслоемкости и плохого начального смачивания приводит к тому, что вязкость измельчения значительно превышает практические пределы, что замедляет работу мельниц, создает нагрузку на оборудование и часто требует большего количества растворителя, чем может принять окончательный состав.

Недостаточная яркость и подтон

Когда углеродная сажа не полностью диспергирована между первичными частицами, развитие цвета является неполным — основной тон кажется серым, а не темно-черным, а подтон (синий или коричневый) невозможно точно воспроизвести.

Увеличенное время измельчения

Плохо стабилизированные системы требуют значительно более длительных проходов мельницы для достижения заданной крупности, что увеличивает потребление энергии и снижает производительность на единицу готового красителя.

Реагломерация после измельчения

Даже после достижения приемлемого значения крупности недостаточно стабилизированный технический углерод может повторно агломерироваться во время хранения, возвращаясь к более грубому распределению частиц, что влияет как на внешний вид, так и на стабильность конечного продукта.

DH-6030 Блок-полимерный диспергатор

DH-6030 — это новый блочный полимерный диспергатор, разработанный с несколькими участками адсорбции, которые обеспечивают прочное многоточечное сцепление с углеродной сажей и другими пигментными поверхностями с большой площадью поверхности. Такая структура адсорбции — в отличие от традиционных линейных или статистических полимерных диспергаторов — помогает молекулам более эффективно покрывать поверхности пигмента, противостоять десорбции под воздействием термического и механического напряжения при измельчении и поддерживать стабилизацию при хранении.

Обычный диспергатор

Одиночные или ограниченные точки крепления — легче рассасываться при стрессе
Высокая вязкость измельчения ограничивает загрузку твердых частиц и эффективность
Неполное покрытие поверхности на сортах с большой площадью поверхности
Увеличенное время помола для достижения заданной тонкости
Повторная агломерация при хранении снижает стабильность
Ограничено растворителями или растворителями, но не обоими.

Блок-полимер DH-6030

Мультиадсорбционная структура для более прочного и стабильного закрепления пигмента.
Меньшая вязкость измельчения — возможна более высокая загрузка твердых веществ
Более полное покрытие поверхности при использовании технического углерода с высоким содержанием пигментов.
Сокращение времени помола до эквивалентной или лучшей тонкости
Лучшая стабильность при хранении — снижение склонности к повторной агломерации.
Универсальная совместимость: системы на водной основе и на основе растворителей.

Вклад в производительность

Снижение вязкости измельчения	Многоточечная адсорбция повышает начальную эффективность смачивания, уменьшая резкий скачок вязкости, типичный для высокопигментированной сажи во время фрезерования.
Время фрезерования	Лучшее смачивание на ранней стадии означает, что для достижения заданной крупности требуется меньше времени, что сокращает общий цикл измельчения.
Яркость и развитие цвета	Более полное разделение первичных частиц улучшает глубину камня, яркость и точность полутона.
Стабильность хранения	Сильная адсорбция снижает склонность к повторному агломерированию во время хранения, сохраняя крупность и постоянство цвета с течением времени.
Универсальность системы	Совместим с системами красителей и покрытий как на водной основе, так и на основе растворителей — также проверено в автомобильной промышленности, производстве пластика и чернил.
Область применения пигментов	Подходит для технического углерода с высоким содержанием пигментов, а также применим для органических и неорганических пигментов, требующих сильного закрепления диспергаторов.

Сферы применения

Универсальные красители Автомобильные покрытия Пластиковые покрытия Промышленные чернила Водные системы Системы на основе растворителей

Часто задаваемые вопросы

Почему увеличение времени измельчения не полностью решает проблемы дисперсии технического углерода?

Более длительное время измельчения приводит к механическому разрушению агломератов, но не может стабилизировать дисперсные частицы от повторной агломерации — для этого требуется адсорбированный диспергатор, покрывающий вновь созданные поверхности частиц. Без адекватного покрытия диспергатором частицы преобразуются в агломераты так же быстро, как механическая энергия разбивает их на части, поэтому система достигает практического потолка крупности, который невозможно преодолеть при большем времени измельчения.

В чем разница между блочным полимерным диспергатором и обычным полимерным диспергатором?

Обычные полимерные диспергаторы имеют случайным образом распределенные якорные группы вдоль одной цепи. Блочная полимерная архитектура концентрирует якорные группы в определенных сегментах, создавая более организованную и прочную адсорбционную структуру на поверхности пигмента, что улучшает как силу адсорбции, так и устойчивость к десорбции под нагрузкой.

Можно ли использовать DH-6030 как в системах красителей на водной основе, так и на основе растворителей?

Да, его совместимость была проверена на совместимость как с водными, так и с растворяющими системами, что является одним из практических преимуществ универсального диспергатора красителей перед продуктами, специфичными для системы, которые требуют отдельных диспергаторов для каждого типа носителя.

Повлияет ли это на ухудшение совместимости готового красителя?

Универсальная совместимость структуры блочного полимера обычно обеспечивает более широкую совместимость с различными базовыми системами красок по сравнению с сильно анионными или катионными традиционными диспергаторами. Тестирование совместимости с конкретными целевыми базовыми системами по-прежнему рекомендуется в качестве стандартной практики.

Ключевой вывод

Сочетание углеродной сажи с высоким содержанием пигментов с огромной площадью поверхности, сильным притяжением между частицами и высокой маслоемкостью делает его принципиально более требовательным, чем другие пигменты, и обнажает ограничения диспергирующих систем, которые адекватно работают с менее сложными типами пигментов.

Мультиадсорбционная блочная полимерная структура DH-6030 обеспечивает более прочное и стабильное закрепление пигмента, чем традиционные диспергаторы.
Снижает вязкость измельчения, сокращает время измельчения и улучшает струю и развитие цвета.
Повышенная стабильность при хранении за счет снижения склонности к повторному агломерированию.
Универсальная совместимость с красящими системами на водной основе и на основе растворителей, автомобильной промышленностью, пластиком и чернилами.

Боретесь с высокой вязкостью помола, длительным временем измельчения, недостаточной струей или повторной агломерацией при хранении в углеродной саже или пигментных системах с большой площадью поверхности? Запросите технические данные и образец DH-6030.