群青藍(lán)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(lán)各項性能優(yōu)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(jī)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(jī)物與涂料中的樹脂等有機(jī)物的相容性較差,因而導(dǎo)致顏料在涂料中易聚集成團(tuán),難以分散均勻,導(dǎo)致涂膜光澤度的下降、成膜性差、柔韌性差等問題。

本課題選用三種有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑分別對群青顏料進(jìn)行改性,它們是Y-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、正硅酸乙酯(TEOS)、辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)。首先分析溫度、水硅摩爾比、催化劑用量、時間對APTES水解縮合產(chǎn)物在群青顏料表面負(fù)載率的影響。確定了APTES對群青顏料改性的最佳條件。然后制備不同負(fù)載率的改性群青顏料,用這些改性顏料進(jìn)行涂料印花,比較它們的應(yīng)用性能,得出最佳負(fù)載率。最后在最佳改性條件和最佳負(fù)載率條件下,分別用TEOS和OTMOS對群青顏料進(jìn)行改性,比較三種硅烷偶聯(lián)劑對群青顏料的改性效果。

本文采用實驗室自制攪拌球磨機(jī),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。然后用硅烷偶聯(lián)劑對不同粒徑的群青顏料進(jìn)行改性,比較改性后群青顏料的應(yīng)用性能,得出群青顏料最佳粒徑范圍。

經(jīng)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/硅摩爾比為15：1,氨水用量為0.4mL,反應(yīng)時間為3h。APTES對群青顏料改性后,隨群青顏料表面APTES水解縮合產(chǎn)物負(fù)載率的提高,其耐酸性逐漸提高,在群青顏料表面APTES水解縮合產(chǎn)物負(fù)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后,變色級數(shù)從原來的1級提高到4-5級。各改性顏料印花織物的干摩擦牢度變化不大,濕摩擦牢度隨顏料表面APTES水解縮合產(chǎn)物負(fù)載率的提高而逐漸提高,負(fù)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(fù)載率為50%的三種改性群青顏料的分散穩(wěn)定性、耐酸性和干濕摩擦牢度,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后增大,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后,粒徑越小,耐酸性越差；隨群青顏料粒徑減小,印花織物的干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(yīng)用性能考慮,群青顏料的粒徑以800nm左右為宜。