漿料“熱儲存”究竟影響了什么？

一、貯存方法

涂料、油墨等漿料在測試成品的儲存穩(wěn)定性時，通過一定溫度下靜置一段時間來判斷其儲存穩(wěn)定性/熱穩(wěn)定性，這一方法常用來縮短實際需要測試的周期，如水性涂料熱儲50度1天相當(dāng)于常溫7天，一般溫度提高10度，貯存日期則減一半。一般認(rèn)為鼓風(fēng)干燥箱50℃下儲存30天，大概相當(dāng)于常溫下儲存半年到一年的時間，具體變化和漿料本身息息相關(guān)。目前推薦貯存穩(wěn)定性的測定方法基本上分為兩類：

1. 自然條件貯存

通常指在倉庫條件下的存放，因各地倉庫的設(shè)施和條件不同，無法作統(tǒng)一規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)條件則按ISO規(guī)定為23℃±2℃，按產(chǎn)品規(guī)定的貯存期限，貯存6～12個月后，再檢查各項性能。

2.人工加速貯存

一般采用升溫貯存，冷熱交變和離心分離法等。一般情況下升溫貯存溫度最高以50℃為宜，溫度繼續(xù)提高與正常貯存所得的結(jié)果差距較大，且會引起某些副作用。冷熱交變可采用冰箱和烘箱交替進(jìn)行，也可在既能升溫又能降溫的高低溫箱內(nèi)連續(xù)進(jìn)行。離心分離法是指以一定的轉(zhuǎn)速，經(jīng)一定的時間后測定產(chǎn)品沉降的數(shù)量，此法的優(yōu)點是測試速度較快，但有時其結(jié)塊的軟硬程度不定。

打開封蓋后對液體涂料要檢査的項目有：結(jié)皮情況、分層現(xiàn)象、顏料上浮、沉淀結(jié)塊等。樣品經(jīng)攪拌后有沉淀的應(yīng)易攪起、顏色應(yīng)上下一致、產(chǎn)品呈均勻狀態(tài)者為合格。

二、難穩(wěn)定的57：1顏料

立索爾紅57：1顏料（也叫艷紅6B或?qū)毤tBK）在油墨中具有很高的著色力和良好的耐光牢度4~5級（1/1SD），藍(lán)光紅色，溶于熱水中為黃光紅色，棒狀，半透明型，耐溫250℃，可用于塑料、涂料、油墨、美術(shù)顏料等行業(yè)，但其在液相中的穩(wěn)定性差的情況一直被詬病，有時會可選用C.I.顏料紅184（混合偶合的產(chǎn)品）替代。

解決穩(wěn)定性之前我們需要知道57:1顏料的大致的制備工藝：

①將4B-酸與水混合加熱至沸除去對甲苯胺；

②加入石灰過濾，冷卻；

③濾液與亞硝酸鈉混合，加至鹽酸和冰的混合物中重氮化；

④將2，3-酸溶于碳酸水溶液中，與10℃慢慢加入上述重氮液，攪拌反應(yīng)，過濾；

⑤濾餅溶于水中，加入松香液，攪拌下再加入氯化鈣溶液，80℃攪拌反應(yīng)；

⑥過濾，干燥的顏料紅57：1。

立索爾紅57：1水溶液遇鹽酸生產(chǎn)棕紅色沉淀，此類色淀類顏料遇氫氧化鈉呈棕色，合成時加入吐氏酸可改變粒徑和色光，那為什么就那么難穩(wěn)定？

三、57：1色淀顏料漿穩(wěn)定技術(shù)難點

①從合成工藝上看57：1色淀顏料中難以去除鈣等金屬離子，在水性醇介質(zhì)中由于金屬離解，發(fā)生金屬離子的置換作用，導(dǎo)致堿性印墨存放時變稠、結(jié)皮或膠化；

②立索爾紅57：1顏料不溶于乙醇，在乙醇中親和度差，與溶劑分子之間不能形成分子間氫鍵，熱儲存環(huán)境下加劇這種情況；

③棒狀結(jié)構(gòu)中沒有合適的、多的錨定基，大部分情況只能通過極性鏈段吸附在顏料表面，用離子型表活雖然分散性優(yōu)，但在水性醇介質(zhì)中不耐溶劑沖擊，加上金屬離解，導(dǎo)致穩(wěn)定性更難控制；

④為制備高艷高透的水性凹版墨，其成品墨中57：1顏料的粒徑往往小于8μm，小的粒徑對其在液相中的穩(wěn)定性提出了更高挑戰(zhàn)。

影響因素還包括溶質(zhì)分子的大小，水墨或色漿濃度等因素。

四、水性凹版紅墨的熱穩(wěn)定性探究

立索爾紅57：1制備的水性凹版高速薄膜墨，在鼓風(fēng)干燥箱中50℃儲存7天，其熱穩(wěn)定性這關(guān)乎兩相多組分流體系統(tǒng)的銳界面連續(xù)介質(zhì)熱力學(xué)，是研究液-固間分散劑是否能穩(wěn)定體系的關(guān)鍵，核心化學(xué)通過進(jìn)一步研究界面物質(zhì)轉(zhuǎn)移速率的閉合關(guān)系，測試顏料紅57：1的不同粒徑情況下，控制粒子熱泳的所需的范德華力，得到了一個傳質(zhì)模型流體界面受到吸附的表面活性劑的影響模型。

對流傳質(zhì)中，固-液界面存在三層邊界層：

①層流低層：分子擴散（高濃度向低濃度擴散）

②過渡層：分子擴散和對流擴散

③紊流層：對流擴散（重力、電場等影響）

復(fù)色墨中明顯可見表活吸附差異帶來的顏料自聚情況不同

非復(fù)色漿料也存在以上關(guān)系，這和顏料純度、粒子分布情況、連續(xù)相梯度等有關(guān)，表面活性劑的吸附強烈影響粒子在液體中的移動速率，從而影響漿料的穩(wěn)定性，其中關(guān)系包括：

①熱儲存加劇表面張力差異導(dǎo)致的顏料粒子高速運動，粒子高速碰撞過程中，絮凝風(fēng)險上升；

②分散劑的溶劑化鏈段要滿足多水和多醇兩種環(huán)境，并且在水墨揮發(fā)干燥過程中，能穩(wěn)定固含的快速升高帶來的粒子運動；

③漿料表面及其內(nèi)部分子擴散的均一性，研磨粒徑分布均一性，低跨度，是減少超細(xì)微粒反粗、堵板、糊版的重要因素。

五、實際的研究成果

57：1水性凹版高速薄膜墨BOPP膜的展色效果：

①為Disuper S32制備的高亮高透低氣味環(huán)保水墨

57：1水性凹版高速薄膜墨-50℃儲存7天熱儲存穩(wěn)定性：

①Disuper S32-流動正常

②完全膠化，無流動性

③完全膠化，無流動性

57：1無樹脂色漿（無醇）-50℃儲存7天熱儲存穩(wěn)定性：

①Disuper S32-流動正常

②結(jié)皮結(jié)塊

③結(jié)塊

六、總結(jié)

我們測試了國內(nèi)多家57：1顏料在色漿、墨水中的熱儲穩(wěn)定性，實驗證明Disuper S32超分散劑對57：1含醇水墨的熱儲存穩(wěn)定性有明顯幫助。實驗中可見含醇墨水的儲存后明顯快速膠化，這大概率是顏料中金屬離子的置換作用導(dǎo)致的，尤其是小于1微米的顏料粒子，屬膠束粒子。

顏料的表面吸附分散劑后，通過電荷斥力和熵斥力的共同作用而達(dá)到在水性體系中的分散穩(wěn)定。離子型分散劑在57：1顏料體系中使用時，帶金屬離子的物質(zhì)都可能會壓縮粒子表面的雙電層，降低粒子間的電斥力，值得注意的是，當(dāng)粒子和分散劑存在鹽鍵結(jié)合時，電解質(zhì)還會通過在粒子表面與分散劑鹽基的競爭吸附，影響分散劑與顏料粒子之間的錨定強度。因此電荷斥力能夠起作用的體系要求該體系有較低的電介質(zhì)濃度，這樣才能確保粒子間的距離和雙電層的厚度，一般建議在10納米以上。   

特別是某些雜質(zhì)離子(如鈣、鎂、磷等)會嚴(yán)重影響體系中的雙電層厚度，繼而嚴(yán)重影響體系的穩(wěn)定性，競爭吸附對Disuper S32受控自由基超分散劑這類的位阻穩(wěn)定的影響較小，加上特殊的超支化結(jié)構(gòu)，使得57：1顏料更加穩(wěn)定。

當(dāng)然，為避免這些雜質(zhì)離子出現(xiàn)在體系中，除了對顏料的金屬離子含量有所要求，更重要的是要去除水中的各種離子，必須使用去離子水。