重晶石/铅铬黄复合颜料制备及性能表征

论文摘要

铅铬黄是性能优异、应用广泛的黄色颜料,但其生产需耗用大量的铅、铬资源,并可能对环境和生产者的健康造成危害。通过颗粒复合技术制备具有颜料特性的复合材料以降低铅铬黄的实际用量,是缓解铅铬黄颜料生产和应用中问题的有效途径之一。本论文选择重晶石为改性基体,研究了液相机械力化学法制备重晶石/铅铬黄复合颜料的工艺技术和机理,为充分发挥重晶石的优异特性、提升利用价值和解决铅铬黄生产与应用中存在的问题提供技术支持。实验研究了铅铬黄颜料在水介质中的自然分散行为、pH值的影响和加入分散剂等方法对分散行为的调控。结果表明:合理调节水介质pH值、加入分散剂六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、超声波作用均能使铅铬黄颜料的分散性得以显著提高。优化工艺参数为:pH值6.8、六偏磷酸钠加入量0.5%、聚丙烯酸钠加入量0.5%、超声波的分散作用更为明显。研究了液相机械力化学法制备重晶石/铅铬黄复合颜料的工艺和因素影响。其复合阶段各因素的影响程度为:超细研磨I时间>搅拌磨转速>复合时间>球料比。优化的各因素工艺参数为:超细研磨I段时间30min,搅拌磨转速800r/min,球料比5:1,复合时间60min,重晶石与铅铬黄比例为4:6,浆体浓度为50%,分散剂聚丙烯酸钠用量为0.5%。研究了所制备的重晶石/铅铬黄复合颜料的颜料性能。重晶石/铅铬黄复合颜料遮盖力16.89 g/m2,吸油量19.61g/100g,相对对比率96.2%,CIE色度指标?E=1.2731,与纯铅铬黄颜料相似。油漆试验表明可取代纯铅铬黄颜料加以应用。研究了重晶石/铅铬黄复合颜料颗粒的微观结构和复合机理。重晶石/铅铬黄复合颜料中,铅铬黄颗粒已实现对重晶石颗粒的有效包覆。重晶石在湿法细磨过程中产生了机械力化学效应,使重晶石的活性和相间反应能力增强。重晶石与铅铬黄颗粒在复合体系中具有相互吸引作用。铅铬黄和重晶石颗粒以表面官能团结合的方式形成界面牢固结合。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 铅铬黄颜料的性能与应用
• 1.1.1 黄色颜料的作用与市场前景
• 1.1.2 铅铬黄的物质组成与类别
• 1.1.3 铅铬黄颜料性质与应用
• 1.1.4 铅铬黄颜料的工业生产
• 1.1.5 铅铬黄代用品及其发展趋势
• 1.2 重晶石的矿物属性及其应用
• 1.2.1 矿物结构与理化性能
• 1.2.2 重晶石粉碎过程的机械力化学效应及其应用研究
• 1.2.3 重晶石应用研究现状与存在问题
• 1.3 本论文研究内容和意义
• 2 样品、试剂和研究方法
• 2.1 样品和试剂
• 2.1.1 重晶石
• 2.1.2 铅铬黄
• 2.1.3 试剂
• 2.2 仪器及设备
• 2.3 试验研究方法
• 2.3.1 重晶石/铅铬黄复合颜料制备原则流程
• 2.3.2 铅铬黄颜料颗粒在水介质中分散性评价
• 2.3.3 重晶石/铅铬黄复合颜料性能评价
• 2.3.4 重晶石和铅铬黄颗粒的相互作用和复合机理研究
• 3 铅铬黄颜料在水介质中的分散调控研究
• 3.1 铅铬黄颜料在水介质中的自然分散行为
• 3.2 分散剂对铅铬黄分散行为的影响
• 3.2.1 六偏磷酸钠对分散的影响
• 3.2.2 聚丙烯酸钠（CD-458）对分散的影响
• 3.3 超声波处理对铅铬黄分散行为的影响
• 3.4 小结
• 4 重晶石/铅铬黄复合颜料的机械力化学法制备与颜料性能表征
• 4.1 湿法细磨下重晶石粒度的变化
• 4.2 重晶石/铅铬黄复合颜料制备过程各因素的影响与优化
• 4.2.1 机械力因素
• 4.2.2 铅铬黄复合比例
• 4.2.3 复合体系固体浓度
• 4.2.4 分散剂用量
• 4.3 重晶石/铅铬黄复合颜料性能测试与评价
• 4.3.1 重晶石/铅铬黄复合颜料性能指标及其对比
• 4.3.2 重晶石/铅铬黄复合颜料在油漆中的应用试验
• 4.4 小结
• 5 重晶石/铅铬黄复合颜料结构形态与复合机理研究
• 5.1 重晶石/铅铬黄复合颜料的组分分布与形貌组合
• 5.2 铅铬黄与重晶石颗粒间的复合作用机理
• 5.2.1 重晶石湿法细磨过程中的机械力化学效应
• 5.2.2 重晶石和铅铬黄颗粒间的相互作用能
• 5.2.3 重晶石和铅铬黄颗粒间结合性质与模型
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献