自由基聚合法超细包覆酞菁蓝颜料的制备及其性能

摘要

超细有机颜料比表面积大、着色强度高、色泽鲜艳,可广泛应用于纺织品的染色和印花。特别是随着喷墨印花和喷墨打印技术的发展,为超细有机颜料的应用和发展开辟了更加广阔的空间。为了制备分散稳定性高和品质优良的超细酞菁蓝颜料,本课题采用烯丙基型可聚合分散剂对酞菁蓝颜料进行分散,然后在超细酞菁蓝颜料表面引入共聚单体,通过自由基聚合,制备了超细包覆酞菁蓝颜料。详细考察了可聚合分散剂结构和用量、加工工艺对超细酞菁蓝预分散体性能的影响;研究了共聚单体的结构和用量、引发剂结构和用量、反应条件对超细包覆酞菁蓝性能的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、X衍射(XRD)、接触角、热失重(TGA)和透射电镜(TEM)等手段对超细包覆酞菁蓝进行了表征。
　　 结果表明ANPS是制备超细包覆酞菁蓝水分散体的较佳分散剂,当其用量占酞菁蓝颜料质量的20％,1800r/min下研磨2h时,得到的超细酞菁蓝预分散体粒径为120nm,且粒度分布均匀。在制备超细包覆酞菁蓝颜料时发现,与MMA和BA相比,St是较佳的共聚单体,当其用量为颜料质量的20％,且以APS为引发剂,用量为共聚单体摩尔分数的1％,70～80℃下反应2h时,制备的超细包覆酞菁蓝粒径较小且分布均匀,稳定性较高。FT-IR表明超细包覆酞菁蓝颜料中有共聚物Poly(St-ANPS)特征吸收峰,XRD表明聚合前后酞菁蓝颜料的晶体形状没有发生变化。接触角测试表明,超细包覆酞菁蓝的表面极性有明显提高。TGA测试发现超细包覆酞菁蓝在240～420℃有个明显的共聚物失重平台。TEM显示酞菁蓝颜料表面包覆了一层共聚物膜。与超细酞菁蓝预分散体相比,超细包覆酞菁蓝水基体系在离心稳定性、耐酸碱稳定性、耐热稳定性、放置稳定性和耐电解质稳定性均有明显提升。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 有机颜料的分散及稳定机理

1.1.1 有机颜料的分散

1.1.2 分散稳定机理

1.2 有机颜料的表面改性方法

1.2.1 松香及松香衍生物的表面处理[26]

1.2.2 表面衍生物处理法

1.2.3 包覆法

1.2.4 其它方法

1.3 本课题研究的目的、思路和意义

1.3.1 本课题研究的目的和意义

1.3.2 本课题研究的思路

第二章 实验部分

2.1 实验试剂与仪器

2.1.1 实验药品和材料

2.1.2 实验设备与仪器

2.2 实验方法

2.2.1 超细酞菁蓝预分散体(PDS)的制备

2.2.2 超细包覆颜料(CDS)的制备

2.3 测试和表征

2.3.1 粒径

2.3.2 Zeta电位

2.3.3 表观粘度

2.3.4 产率

2.3.5 离心稳定性

2.3.6 耐酸碱稳定性

2.3.7 耐热稳定性

2.3.8 放置稳定性

2.3.9 耐盐稳定性

2.3.10 红外光谱表征(FT-IR)

2.3.11 X衍射(XRD)

2.3.12 接触角

2.3.13 热失重(TGA)

2.3.14 透射电镜(TEM)

第三章 结果与讨论

3.1 超细酞菁蓝预分散体的制备

3.1.1 分散设备的选择

3.1.2 可聚合分散剂的选择

3.1.3 ANPS用量

3.1.4 研磨转速

3.1.5 研磨时间

3.2 超细包覆酞菁蓝水基体系的制备

3.2.1 引发剂的选择

3.2.2 共聚单体的选择

3.2.3 单体用量

3.2.4 引发剂用量

3.2.5 反应温度和时间

3.3 超细包覆酞菁蓝水基体系的胶体性能

3.3.1 粒径分布

3.3.2 Zeta电位

3.3.3 特性粘度曲线

3.4 表征

3.4.1 红外光谱分析(FT-IR)

3.4.2 X衍射(XRD)

3.4.3 接触角

3.4.4 热失重(TGA)

3.4.5 透射电镜(TEM)

3.5 稳定性

3.5.1 离心稳定性

3.5.2 耐酸碱稳定性

3.5.3 耐热稳定性

3.5.4 放置稳定性

3.5.5 耐电解质稳定性

第四章 结论

致谢

参考文献

附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文