膠印中炭黑適用性討論

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本文作者：鄧九芳作者單位：迪愛生(太原)油墨有限公司

對于專業的油墨生產企業，所用分散設備基本定型，所生產的油墨連接料體系也相對穩定，不同之處在于對生產黑墨所選用的炭黑有不同的要求。這就要求我們必須了解炭黑的微觀結構，以指導選擇不同功能的炭黑，達到炭黑、連接料、設備的高效配合以及最終產品性能的完美實現。炭黑是烴類在嚴格控制工藝條件下經氣相不完全燃燒或熱解而生成的黑色粉末狀物質，炭黑粒子近似球形，常熔結或聚結成三維鍵枝狀或纖維狀聚集體。按生產方式分，各種炭黑分為爐黑、槽黑、熱裂黑等;按用途分，炭黑分為橡膠用炭黑和色素用炭黑等。炭黑的生產方法主要有爐法、槽法、熱裂法3種［1］。爐法:由天然氣或高芳烴油料在反應爐中經不完全燃燒或熱解生成炭黑，此種炭黑稱為爐黑。槽法:以天然氣為主要原料，以槽鋼為火焰接觸面生產炭黑，此種炭黑稱為槽黑。熱裂法:以天然氣、焦爐氣或重質液態烴為原料，在無氧、無焰的情況下，經高溫熱解生成炭黑，此種炭黑稱為熱裂黑。我公司現有5種膠印黑墨中使用的炭黑，代號分別為a、b、c、d、e，其生產供應商不同。本次實驗的目的是測試出這5種炭黑在膠印黑墨中的適用性，為大生產選出較好的炭黑。由于黑墨產量幾乎占我公司四色油墨產量的2/3，且生產黑墨的設備有限，也就是產量大、設備少，因此我們在選擇炭黑時主要考慮炭黑在油墨體系中的分散性，并以提高設備研磨效率和滿足目標客戶的要求為宗旨。

1實驗部分

1．1實驗儀器

S100型三輥研磨機;刮版細度儀;小攪拌機等。

1．2實驗方法

1)使用實際生產中的黑墨配方，取等量的5種炭黑分別與連接料混合，打油墨小樣。整個過程保持條件一致，只用墨刀混合均勻，觀察潤濕、研磨過程中炭黑呈現的狀態差異。2)使用上述同樣方法，改變混合方式，攪拌混合0．5h，觀察潤濕、研磨過程中炭黑呈現的狀態差異。

1．3操作過程

1)在同一條件下分別以a、b、c、d、e5種炭黑用同一油墨配方配制5個油墨小樣，代號分別為A1、B1、C1、D1、E1。觀察用墨刀混合相同時間后5個油墨小樣的狀態以及上三輥機研磨第1遍時后輥的狀態，檢測5個油墨小樣分別研磨4次的細度。2)用同樣方法制備5個油墨小樣，代號分別為A2、B2、C2、D2、E2，用攪拌混合相同時間，觀察各狀態及檢測細度(結果見表1)。

2分析狀態及數據

2．1炭黑

本次實驗所用5種炭黑的吸收值及比表面積值均不同，數據見表2。

2．2潤濕狀態

1)用墨刀混合的5個油墨樣表觀都是不均勻的混合體，但呈現稠稀有差異。D1、E1最稀，上三輥機研磨第1遍時后輥均有干濕紋;飛出的干粉末和后輥干濕紋的多少有差異，D1、E1最少，說明二者潤濕性好。2)用攪拌混合0．5h的5個油墨樣表觀都是均勻分散體，但稠稀也有差異，上三輥機研磨第1遍時后輥均無干粉末和干濕紋，說明增加足夠能量(攪拌)能改變它們的潤濕狀態。

2．3分散結果

1)用墨刀混合的5個油墨樣，最終細度表現為B1、C1最好，D1、E1最差;2)用攪拌混合0．5h的5個油墨樣，最終細度都好于用墨刀混合的油墨樣的細度。比較而言，仍是B1、C1最好，D1、E1最差。

3結論

1)代號d、e的炭黑，雖然用墨刀稍混合就能潤濕，但經過同樣的研磨后最終分散值差，也就是難研磨，對提高生產效率不利;代號b、c的炭黑，雖然難潤濕，但最終細度值好，適合公司的需要，也就是好研磨且生產效率高，可通過攪拌改變它的潤濕狀態。所以，我們選擇具有較高DBP吸收值和較低比表面積的b、c炭黑。2)通過實驗選擇了好研磨且DBP值高的炭黑，但同時帶來了難潤濕的問題。所以，必須增加預分散工藝來改變它們的潤濕狀態。3)通過實驗得出規律，表示炭黑結構的DBP值越高，結構越高，潤濕越難，越易分散;表示炭黑粒徑的比表面積值越大，粒徑越小，越易潤濕，越難分散。所以，應根據實際情況選擇適合各種需求的炭黑。