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1.碳黑在油漆中的作用
油漆对其颜料的要求，除颜色以外，还对其着色力、吸油量、水分、水溶性、PH值、相对密度、粒子形状大小、耐溶剂性、耐化学品性、耐侯性、无毒无公害性、分散性等有不同的要求。
碳黑在物理方面活性很高，但在化学方面则是不活性的，因此其耐候性和耐化学品性好。碳黑的黑度和着色力高，价格稳定，因此在油漆工业不可缺少的黑色颜料，常用于建筑、汽车、铁路车辆和船舶用油漆中。碳黑除用于黑色油漆外，还作为调色颜料应用于灰色及其他颜色的涂料中。
2.碳黑的基本性能和油漆应用性能的关系
（1）黑度
黑度是油漆用碳黑的主要指标，当用于黑色油漆的着色时，例如黑色汽车面漆，要求所用碳黑黑度愈高愈好。当将碳黑用于调色时，黑素太高添加量太少，反而容易引起不同批次的油漆产品产生色差，故要求使用黑度较低的碳黑。
碳黑的黑度即碳黑吸收光的程度，光吸收愈多，光反射愈弱，碳黑及其着色物质的黑度就越高。由于光吸收作用在碳黑粒子内部（准晶体碳晶格中）产生，当碳黑在油漆中浓度为一定时，碳黑粒径越细，同样容积中碳黑粒子数也越多，光吸收越强，黑度也越高，而用粒径较粗的碳黑，光反射较多，即使增加碳黑浓度，使同样容积中碳黑粒子数增多，但光反射仍较多，黑度仍较采用细粒子碳黑的低。
碳黑的聚集体会产生光散射作用，当碳黑结构高时，聚集体的光散色增强，从而也会降低光吸收的程度即降低黑度。
（2）着色力
着色力（着色强度）是将白色或彩色颜料和碳黑混合时，碳黑的着色能力。也就是碳黑使混合物系光吸收作用提高的程度。这一特性取决于碳黑和颜料的配量比和碳黑本省的性质，当配量比一定时，某一碳黑的着色能力即为其着色强度，在涂料行业中称为着色力。
碳黑粒径小时，结构低，着色力就较高，然而当粒子小于20nm时着色能力不再上升，甚至下降，其原因如下：
一粒径过小难分散，形成较大附聚体。
一粒径小的炭黑，被粒径较大的颜料粒子遮蔽。
一粒径小于20nm时，涂膜的透明度增加。
如将碳黑按不同配量比和一个白色颜料混合时，可进行浅灰、灰色、深灰和黑色着色，如欲将一种颜色略微调暗些，则可用碳黑调色，一般采用着色强度较低的，也就是粒子较大的碳黑来调色，添加量很小，添加量的细小误差对配出的颜色影响就很大。
(3)色相
“碳黑粒子”随粒径减小而减弱的光反射还会影响色相。用细粒径碳黑进行表层黑色着色产生淡蓝色相，它能进一步增强高色度视觉印象。用粗粒径碳黑着色则会产生棕色色调。
可见光射入碳黑“饱和色”（不透明）着色层中时，碳黑粒径越细，短波蓝光的散色比长波红光更强。由于红光散射更弱，便能更深地射入着色层，而蓝光散射更强，它能更强地产生回散色。从着色层中向外反射。
观察用碳黑着色的透明层时，色调关系恰好相反，随着碳黑粒径减小，可见光中散射强的蓝光射入着色层较少，而从另一面透射而出。因此由于缺少蓝光，透明层则更显棕色色调。
进行“白色混合着色”（调色）时，得到的结果与观察透明层中饱和色着色的情况相同。使用细粒径碳黑时，可见光蓝光部分侧向散射性较强，从而使余下红光引起黄灰色色调。相反，前述用来“调色”的粗粒径碳黑特别是粒子较粗的灯烟碳黑却会引起蓝相色调。
除粒径外，碳黑的结构也会对色调产生影响，结构较高的碳黑和粒子较粗的碳黑会产生相似的影响。
（4）光泽
当碳黑粒径减小或结构提高时碳黑的吸油量增加，会使涂料的粘度提高，在同样的碳黑浓度下，涂层表面自由漆料（成膜物质）减少，因此光泽降低。当表面含氧基团或挥发分增多时，碳黑在连结料中的润湿性提高，粘度降低，涂层表面自由漆料增多，光泽将会提高。
（5）分散性和分散稳定性
涂料用碳黑聚集体大小一般在20到数百纳米之间，在漆料中不容易分散，碳黑在漆料中的分散下状态，对涂料的性能影响很大。还有，碳黑在涂料特别是和其他颜料如钛白粉等混合使用时，由于其相对密度、聚集体直径、形状和表面化学性的不同，碳黑容易产生絮凝现象，即影响涂料的分散稳定性。
当碳黑分散性好时，则涂料具有以下的特性。
1.光学性质如黑度、着色力、光泽、遮盖力等好。
2.流动性好
3.分散稳定性好
4.涂膜物性如平滑性、光泽保持性、机械性能（硬度、伸长率、冲击强度和附着性）、耐侯性均提高。
碳黑性能对油漆分散性及分散稳定性的影响，一般粉状、粒径粗的、结构高的碳黑分散较好。碳黑的表面化学性对分散性和分散稳定性的影响较大，但随所用连接料中树脂和溶剂的性能不同而不同。挥发分高的酸性碳黑在极性溶剂中的润湿性提高，在和钛白粉共用的灰色涂料中贮存稳定性好。
3.分散及分散稳定性的机理
一般碳黑在油漆中的分散需经历以下三个过程。
1.碳黑被漆料润湿，由碳黑—空气界面转为碳黑—漆料界面。
2.碳黑被分散，碳黑的附聚体被破碎为聚集体。
3.碳黑粒子的稳定化。碳黑聚集体表面吸附漆料中的树脂和表面活性剂，以保持胶态粒子的准稳定状态。
碳黑的润湿是指漆料浸透了碳黑附聚体间的空隙，碳黑附具体的大小、空隙率，特别是表面化学性对润湿有很大影响。支配碳黑附聚体分散的因素是剪切速度和剪切切应力，体系粘度和附聚体自身特性。在高剪切速度、高剪切应力、高粘度的体系中，碳黑附聚体较弱，而较易分散。
碳黑的分散稳定性对涂料来说是一个十分重要的性质，如果分散不稳定，在涂料贮存过程中，碳黑聚集体重新凝聚为附聚集体，即所谓“返粗”现象，不仅会使涂膜黑度发生变化，也会使涂膜的其他性能降低。
颜料和碳黑分散性保持机理主要有以下两点。
1.静电的排斥力使分散稳定化。碳黑表面吸附分散剂后，粒子表面的电位提高，且带有相同的电荷，因此粒子间的排斥力增加，而使分散稳定。
2.立体的保护（包封）作用使分散稳定化。由于树脂和分散剂的吸附后重叠于碳黑粒子表面，使表面的渗透压上升和值降低，粒子间排斥力也增大，而使分散稳定。
使涂料分散稳定化最有效的手段是添加分散稳定剂，在水性涂料中常用聚羧酸系钠盐或萘酸纳等阴离子型表面活性剂。非水性涂料则常用硬脂酸铝等金属盐或烷基苯磺酸钙、卵磷脂、脂肪酸的山梨糖酸脂或烷基聚胺等表面活性剂。
碳黑的表面化学性对碳黑在漆料中的分散稳定性有显著影响。经过表面氧化处理的表面，其表面羧基、羟基和内酯基增多，起到了“内在表面活性剂”的作用，和同样粒径结构未经氧化处理碳黑对比，可以提高分散稳定性，并降低分散剂用量。因此，在涂料用碳黑中，特别是水性油漆用碳黑，多选用经过表面氧化的高挥发分酸性碳黑品种。
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