群青藍的用途十分廣泛,它的色相是其它顏料不可以代替或用混配的方法無法得到的。群青藍各項性能優良但不耐酸,甚至弱酸性氣氛也會使它褪為灰白色,因而影響了其使用效果。

目前常用SiO2對群青顏料改性,雖然在一定程度上提高了群青顏料的耐酸性,但因為SiO2為無機物,它形成的包覆層致密性不夠好,與群青顏料的粘著力差,容易脫落。另外,因為無機物與塗料中的樹脂等有機物的相容性較差,因而導致顏料在塗料中易聚集成團,難以分散均勻,導致塗膜光澤度的下降、成膜性差、柔韌性差等問題。

本課題選用三種有機矽烷偶聯劑分別對群青顏料進行改性,它們是Y-氨丙基三乙氧基矽烷(APTES)、正矽酸乙酯(TEOS)、辛基三甲氧基矽烷(OTMOS)。首先分析溫度、水矽摩爾比、催化劑用量、時間對APTES水解縮合產物在群青顏料表麵負載率的影響。確定了APTES對群青顏料改性的最佳條件。然後製備不同負載率的改性群青顏料,用這些改性顏料進行塗料印花,比較它們的應用性能,得出最佳負載率。最後在最佳改性條件和最佳負載率條件下,分別用TEOS和OTMOS對群青顏料進行改性,比較三種矽烷偶聯劑對群青顏料的改性效果。

本文采用實驗室自製攪拌球磨機,研究了球磨時間、球料比、色漿濃度、分散劑用量、磨球大小和級配對群青粒徑及其分布的影響。然後用矽烷偶聯劑對不同粒徑的群青顏料進行改性,比較改性後群青顏料的應用性能,得出群青顏料最佳粒徑範圍。

經上述研究表明,在群青的用量為0.5g的條件下,用APTES對群青顏料改性的最佳條件是：改性溫度為70℃,水/矽摩爾比為15：1,氨水用量為0.4mL,反應時間為3h。APTES對群青顏料改性後,隨群青顏料表麵APTES水解縮合產物負載率的提高,其耐酸性逐漸提高,在群青顏料表麵APTES水解縮合產物負載率為50%時可以獲得較好的耐酸效果,其印花織物浸0.1%的鹽酸2min後,變色級數從原來的1級提高到4-5級。各改性顏料印花織物的幹摩擦牢度變化不大,濕摩擦牢度隨顏料表麵APTES水解縮合產物負載率的提高而逐漸提高,負載率為90%時,濕摩擦牢度從2級提高到4級。

通過比較APTES、TEOS、OTMOS改性的、負載率為50%的三種改性群青顏料的分散穩定性、耐酸性和幹濕摩擦牢度,可以得出對群青顏料改性效果最好的改性劑是APTES。

群青顏料在球磨過程中,顏料的粒徑隨球磨時間的延長而減小隨球料比、色漿濃度、分散劑用量的增大先減小後增大,磨球大小和級配對顏料粒徑影響不大。不同粒徑的群青顏料改性後,粒徑越小,耐酸性越差；隨群青顏料粒徑減小,印花織物的幹摩擦牢度有升高的趨勢,濕摩擦牢度有下降的趨勢。綜合群青顏料的各項應用性能考慮,群青顏料的粒徑以800nm左右為宜。