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礦物顏料在攪拌式砂磨機(jī)研磨分析

在攪拌式砂磨機(jī)研磨鐵黃顏料時,采用的分散劑為自制的PMV的皂化產(chǎn)物。討論了分散劑用量、研磨時間、漿料磨料比對鐵黃顏料粒徑的影響,并通過粒徑測試討論了分散劑穩(wěn)定性和研磨時間對顏料溶液Zeta電位的影響。


研磨時間對平均粒徑及溶液Zeta電位的影響

圖3.7中為顏料用量為2 g,分散劑為自制的醋酸乙烯酯一馬來酸酐共聚物的皂化產(chǎn)物,用量為0.3 g,加入的蒸餾水為60 mL,研磨介質(zhì)為直徑是2 mm和O.5 mm的鋯珠按質(zhì)量比3:2復(fù)配,在攪拌式砂磨機(jī)中研磨,并討論了研磨時間對鐵黃顏料平均粒徑的影響。


由圖3—7可以看出,隨著時間的延長,鐵黃顏料顆粒的平均粒徑逐漸降低,同時Zeta電位也隨著下降,當(dāng)研磨時間達(dá)到3 h后,鐵黃顏料的平均粒徑小于200 nm,Zeta電位的juedui值靠近40 mv,達(dá)到比較穩(wěn)定的狀態(tài)。Zeta電位是主要的粒子間相互作用力之。具有較高Zeta電位的同電荷號的顆粒,不論正負(fù),都將互相排斥。通常來說,正負(fù)電荷符號都可以形成高Zeta電位,即<-30mV和>+30mV都將視為高Zeta電位。對于足夠小、低密度足以停留在懸浮液中的分子和顆粒來說,高Zeta電位意味著較高穩(wěn)定性,即溶液或分散液將具有抗凝聚性。隨著研磨時間的延長,鐵黃顏料顆粒的粒徑變小,分散劑吸附到顏料顆粒表面,由于靜電位阻一空間位阻作用,使顆粒間難以團(tuán)聚,Zeta電位的juedui值也增大;但是隨著時間的繼續(xù)增加,由于碰撞的繼續(xù),一些粒徑過小的顆粒由于表面能過大不穩(wěn)定發(fā)生團(tuán)聚,從而使鐵黃顏料的平均粒徑基本不變。

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漿料磨料比對平均粒徑的影響

圖3.8為顏料用量為2 g,分散劑為自制的醋酸乙烯酯.馬來酸酐共聚物的皂化產(chǎn)物,用量為0.3 g,加入的蒸餾水60mL,研磨時間為3小時,研磨介質(zhì)為直徑是2mm和0.5mm的鋯珠按質(zhì)量比3:2復(fù)配在攪拌式砂磨機(jī)中研磨,漿料磨料比指顏料漿液與研磨介質(zhì)質(zhì)量之比,討論了不同漿料磨料比對鐵黃顏料的平均粒徑的影響。從圖3—8中可以看出,隨著漿料磨料比的增大,顏料顆粒的平均粒徑逐漸增大。這是由于在顏料漿液質(zhì)量不變的前提下,隨著漿料磨料比的減小,所用的研磨介質(zhì)質(zhì)量增多,研磨介質(zhì)的增加使其對顏料的撞擊力度增大,從而使顏料顆粒的平均粒徑減小。但是當(dāng)漿料磨料比過小時,研磨介質(zhì)用量過大,研磨介質(zhì)在5000r/min的轉(zhuǎn)速下研磨介質(zhì)無法全部被帶動運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致砂磨機(jī)轉(zhuǎn)子無法正常運(yùn)轉(zhuǎn),造成砂磨機(jī)損壞。

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分散穩(wěn)定性

圖3-9為顏料用量為29,分散劑為PMV皂化產(chǎn)物,用量為0.39,蒸餾水為60mL,研磨時間為3小時,漿料磨料比為0.24條件下研磨的顏料。

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由圖3-9中可以看出,zui初5天粒徑變化較大,到后來20天內(nèi)基本穩(wěn)定在300nm左右,具有較好的穩(wěn)定性。

正交試驗(yàn)

由以上單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們大概找出了較好的研磨條件。為了進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)條件,本實(shí)驗(yàn)設(shè)計了L9(34)正交試驗(yàn),結(jié)果見表3.6所示:

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從表3-6中可以看出,研磨的zui佳條件為A383C3D1。即:馬來酸酐含量為42-31%,皂化度為100%,分散劑用量為0.25(e,/g顏料),漿料磨料比為O.12。按照zui優(yōu)化條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),zui終顏料的平均粒徑為89 nm。




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