黑色是最深的顏色，神秘而具有力量感，黑色常常被認(rèn)為是低調(diào)和奢華的代表，黑色也是很多時(shí)尚設(shè)計(jì)師的寵兒，經(jīng)常會被設(shè)計(jì)師們?yōu)樽约旱淖髌纷⑷腱`魂，可以說黑色的搭配是永遠(yuǎn)都不會過時(shí)的，而且黑色也是一種具有多種不同文化意義的顏色……從科學(xué)層面講，黑色基本上定義為沒有任何可見光進(jìn)入視覺范圍，與白色正相反，白色是所有可見光光譜內(nèi)的光都同時(shí)進(jìn)入視覺范圍內(nèi)。從宇宙觀的角度講，黑是宇宙的本質(zhì)，即為宇宙的真實(shí)面目，黑色可以表達(dá)對宇宙的敬畏和向往，具有超越現(xiàn)實(shí)的夢幻和無窮的精神，黑色的存在本身顯示著自身的力量，奠定了黑色在整個世界的地位。
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言歸正傳，小編其實(shí)是一個正兒八經(jīng)的炭黑知識博主，大家眼里冷酷的黑其實(shí)和本篇文章中要講的色素炭黑有著直接的關(guān)系，接下來炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)小編將會為大家主要講解色素炭黑的特性分析以及炭黑黑度的測量標(biāo)準(zhǔn)。
一、色素炭黑
色素炭黑屬于炭黑的一種，其實(shí)就是在涂料、油墨、塑料、化纖和皮革化工中作為著色劑使用的色素。按著色強(qiáng)度(或黑度)和粒子大小一般分為高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四種。主要是油爐法生產(chǎn)和槽法生產(chǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常作為顏料和填料來使用，能夠賦予油漆、涂料、油墨、塑料等亮麗的黑色，不僅如此，還具有抗紫外線、耐酸堿等功能。生產(chǎn)應(yīng)用中，將炭黑色粉均勻的分散在各種介質(zhì)中，能更好的體現(xiàn)出炭黑色粉的性能。
二、色素炭黑的特性分析
對于炭黑黑度的檢測一般體現(xiàn)在色素炭黑上，由于色素炭黑其分散性能好、著色力、遮蓋力較強(qiáng)，在塑料產(chǎn)品、油墨產(chǎn)品、皮革化工產(chǎn)品、涂料產(chǎn)品、色粉產(chǎn)品、樹脂產(chǎn)品等著色領(lǐng)域里，有著重要的應(yīng)用價(jià)值。色素炭黑的性能對其最終質(zhì)量表現(xiàn)有著決定性的作用。我國對色素炭黑的性能檢測都有明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，具體檢測依據(jù)為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7044-2013《色素炭黑》。下面我們就色素炭黑的相關(guān)檢測指標(biāo)給大家分析一下。
GB/T 7044-2013規(guī)定的色素炭黑檢測指標(biāo)主要有黑度、粒徑、吸油值、著色力、pH值、加熱減量、灰分、揮發(fā)分、流動度、總比表面積、45μm篩余物、雜質(zhì)這幾個指標(biāo)。色素炭黑出廠檢驗(yàn)，僅需要檢測吸油值、著色力、pH值、加熱減量、灰分、黑度、流動度、45μm篩余物、雜質(zhì)一共9個項(xiàng)目即可。而型式檢驗(yàn)則要求所有指標(biāo)全檢。下面我們就色素炭黑的關(guān)鍵指標(biāo)重點(diǎn)講解一下。
1、黑度和粒徑檢測分析
黑度和粒徑這兩項(xiàng)指標(biāo)是色素炭黑的重要分類依據(jù)。而且黑度直接與炭黑的粒徑相關(guān)，粒徑越小，比表面積愈大，炭黑的黑度越高。GB/T 7044-2013根據(jù)黑度和粒徑將色素炭黑分成三大類即高色素接觸法炭黑或高色素爐法炭黑、中色素接觸法炭黑或中色素爐法炭黑、普通色素接觸法炭黑或普通色素爐法炭黑。黑度測定可以根據(jù)GB/T 7048-2012《色素炭黑黑度的測定》的方法來檢測。
2、表面化學(xué)性能檢測分析
加熱減量、揮發(fā)分、流動度等是色素炭黑表面化學(xué)性能表現(xiàn)的關(guān)鍵指標(biāo)。色素炭黑表面具有不同的含氧官能團(tuán)，這些含氧官能團(tuán)越高則揮發(fā)分則越高，而色素炭黑表現(xiàn)出的色調(diào)可調(diào)性能就越好。揮發(fā)分含量檢測可以依據(jù)GB/T 7047-2006《色素炭黑揮發(fā)分含量的測定》，流動度檢測可以依據(jù)GB/T 7052-2012《色素炭黑流動度的測定》。
3、比表面積檢測分析
為什么要檢測比表面積?那是因?yàn)樯靥亢趯儆诒砻娲蟮奈镔|(zhì)、所以具有一定的吸濕性能。而且如果吸濕性能超標(biāo)，則對色素炭黑的包裝、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程產(chǎn)生不必要的麻煩，甚至影響最終的交貨質(zhì)量。此外如果色素炭黑比表面積不統(tǒng)一，吸濕量過大，除了會對加工帶來麻煩外，還會要求進(jìn)行特殊包裝處理，增加生產(chǎn)成本。
當(dāng)然，色素炭黑的檢測指標(biāo)還有其他好幾項(xiàng)。其實(shí)概況來講就是對色散度、覆蓋力、流動性、相容性、穩(wěn)定性、明暗度等幾個常見母料質(zhì)量性能的要求，延伸出的指標(biāo)規(guī)定。色素炭黑在垃圾袋、塑料袋、電纜材料等產(chǎn)品的制造中應(yīng)用極為常見，所以我們一定要通過檢測，把好質(zhì)量關(guān)，避免造成不必要的損失。
三、色素炭黑的黑度
炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)小編首先要簡單介紹一下黑度這個物理學(xué)術(shù)語，實(shí)際物體的黑度是指實(shí)際物體向外的輻射力和同溫度下黑體的輻射力之比。黑度是表征物體輻射特性的一個重要參數(shù)。黑度取決于物體的性質(zhì)、物體的溫度、表面狀態(tài)、射線波長和方向。黑度只與發(fā)射輻射的物體本身有關(guān)，而不涉及外界條件。不同種類物質(zhì)的黑度各不相同，同一物體的黑度又隨溫度而變化。表面狀況對黑度有很大影響，尤其是對于金屬，粗糙表面和光滑表面，其黑度相差甚多，而對于大部分的非金屬材料，他們的黑度值都很高.且與表面狀況的關(guān)系不大。
炭黑的黑度是炭黑的一個特性，炭黑黑度即炭黑的黑色程度。炭黑黑度的測量方法有兩種，一是直接對比法，二是黑度計(jì)法。一般來講，炭黑粒子愈小，黑度愈大，品級越高。
1、炭黑的黑度與什么有關(guān)系
黑度直接跟炭黑的粒徑有關(guān)系，粒徑越小，表面積也就越大，那么炭黑的黑度也就越高。這是因?yàn)楸M管原生粒子已熔合成原生聚集體，但是其比表仍能起作用，原生粒子細(xì)，則凝聚體的比表面積越大。所顯現(xiàn)的顏色更黑，防紫外線作用更佳。由于細(xì)粒子炭黑的吸光率比粗粒子炭黑的更高，所以著色力更強(qiáng)。但是當(dāng)粒徑減小時(shí)，由于藍(lán)光被優(yōu)先吸收，為此色調(diào)變成棕相。細(xì)微原生粒子賦予炭黑更大的比表面積，同時(shí)增加分散難度，一般通過表面處理可調(diào)整潤濕性和改善分散性。
2、色素炭黑的黑度與色相
色素炭黑的顏色與顆粒的大小、顆粒的表面結(jié)構(gòu)及其所吸附揮法物質(zhì)的成分?jǐn)?shù)目有一定的關(guān)系。炭黑的黑度和亮度，常以它的高分散機(jī)能作為先決前提，否則，粒徑細(xì)的炭黑，其黑度和亮度也不能顯示出來。
在干燥狀態(tài)下炭黑的顏色與分散于色漆中的炭黑顏色是不一致的，由于炭黑的黑度與其分散性有很大的關(guān)系。要比較黑度，必需把炭黑分散于漆基中制成色漿，再配成色漆，然后制成涂膜試片進(jìn)行對比。
炭黑的色相對于所應(yīng)用的炭黑來說，也是重要的指標(biāo)之一，通常炭黑的色相由三種原色形成，即紅色、黃色和藍(lán)色。燈黑和爐法炭黑具有十分顯著的藍(lán)相，調(diào)配灰色漆時(shí)，多用爐黑。
3、炭黑的藍(lán)相和紅相
炭黑會有藍(lán)相和紅相區(qū)別。炭黑毋庸置疑是黑色，那么為什么會有細(xì)微的色相差異呢?這些現(xiàn)象與炭黑的哪些特性有關(guān)呢?
一般情況下，色素炭黑的黑度與其自身的原始粒徑的大小有著最為直接的關(guān)系，當(dāng)炭黑的原始粒徑越小，其自身的黑度就越高，此時(shí)紅相就會越明顯;粒徑較大的炭黑產(chǎn)品，相對來說就會顯出比較好的藍(lán)相，但是其自身的黑度卻不如前者。并不是藍(lán)相炭黑制備的色漿的黑度就低與紅相炭黑，這很大程度取決于研磨設(shè)備的研磨效率。紅相炭黑的原始粒徑小，在實(shí)際的使用中對研磨設(shè)備的要求相對更高。
所有的陽光都被吸收了，沒有反射光的視覺表現(xiàn)即為黑度。但是炭黑顆粒是很小的，細(xì)微顆粒能夠反射很少的光的，而光的波長和顆粒尺寸有一定關(guān)系。炭黑顆粒在涂層等中的顆粒分布情況不同，反射的那一部分波長的光線就不同。相應(yīng)的，黑色涂料就會顯示出藍(lán)相、紅相或棕相。
在黑色漿中有一種情況是添加藍(lán)色顏料(如酞青藍(lán))，這個是為了顯現(xiàn)藍(lán)相，肉眼看上去感覺黑度好。當(dāng)然，正確的提高黑度的方法是使炭黑更好的分散，提現(xiàn)最優(yōu)黑度。
4、黑色漿如何觀察判斷黑度?
當(dāng)我們做好了黑色漿后，怎么比較黑度呢?彩色顏料漿很容易對比觀察，而黑色很難觀察判別。有時(shí)候還會出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如，在同一種乳液中同比例添加炭黑色漿A和B，在紙板上刮卡對比時(shí)，漆膜干后對比發(fā)現(xiàn)A色漿的黑度好，但是在玻璃板上刮卡，對光觀察，發(fā)現(xiàn)B的黑度更高。出現(xiàn)這種情況的主要原因是，前者是反射光進(jìn)入眼睛，后者是透射光。刮膜觀察主要是觀察炭黑分散情況，細(xì)度越細(xì)，總體來說被分散的顏料總表面積越大，吸收光的能力越大，黑度越高，也就是顏色越深。當(dāng)絲棒的棒絲足夠粗時(shí)，涂膜足夠厚，兩者的觀察結(jié)果會趨于一致。實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)使用行業(yè)產(chǎn)品來確定觀察方式，通常的涂布會使用直接觀察，涂膜厚度150μm左右;一些透明產(chǎn)品需要使用細(xì)線棒或薄的涂布器涂膜觀察。
5、炭黑色漿的黑度影響因素有哪些?
同種炭黑，炭黑分散越充分，黑度自然會好。炭黑分散越好，顏料總表面積越大，吸收光的能力越大，黑度越高，也就是顏色越深。
另外就是炭黑粒徑，這里指原始粒徑。很多情況下，研磨研磨很充分，但是黑度依然不好，這可能是炭黑的原始粒徑原因。炭黑原生粒子的尺寸決定炭黑的黑度。高色素炭黑原生粒子10個納米左右，普通炭黑在50納米以上。當(dāng)炭黑都得到了充分分散時(shí)，越細(xì)的炭黑，黑度越高。否則高色素炭黑樣品的黑度可能還不如普通炭黑，這也是很多人遇到的情況。所以，當(dāng)我們得到黑色漿的黑度不夠時(shí)，不要總以為是炭黑本身有問題，而沉迷于選炭黑顏料中，制備研磨工藝及設(shè)備也是要考慮的，研磨工藝最優(yōu)才能得到充分分散的炭黑色漿。
6、炭黑色漿必須選用色素炭黑嗎?
在制備炭黑色漿時(shí)，為了追求黑度，會選擇高色素炭黑。其實(shí)此法不可取的。首先，每個行業(yè)應(yīng)用的炭黑色漿有不同的要求，最合適的才是最好的。有些行業(yè)應(yīng)用是可以使用低端橡膠炭黑來制備黑色漿的。此外，不同色素炭黑分散難度是不一樣的，需要的分散助劑體系也不同，例如高色素炭黑不易分散。在成本和性能最優(yōu)的條件下制備產(chǎn)品才是最佳的。
四、 炭黑黑度的測量
我們儀器對黑度測量的解決方案：
第一步：根據(jù)不同的樣品形態(tài)，選擇合適的黑度計(jì)型號。
CS-820N CS-820 CS-800 CS-660
固體表面
(橡膠、炭黑膜)????
糊狀物、粉末
(油墨、炭黑)???
顆粒(黑色母粒)??
CS-820N(升級版)??
CS-820(高端型)
CS-800(中高端型)
CS-660(經(jīng)濟(jì)型)
第二步：測量方案選擇
1、國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7048-2012，用反射率表示樣品的黑度值。
只需測量儀器參數(shù)中的Y值，Y值范圍為0~100，數(shù)值越大，黑度越小。
2、國際標(biāo)準(zhǔn)通過MY、MC、dM三個參數(shù)來表述，其中dM=MY-MC。
MY值由反射率通過計(jì)算得到，MY值越高，黑度越高。
dM：表示藍(lán)相黑還是紅相黑，
當(dāng)dM>0時(shí)，是藍(lán)相;dM<0時(shí)，是紅相;
一般藍(lán)相的炭黑比紅相炭黑更黑，所以MY和dM都越高越好。
選擇儀器中的黑度參數(shù)，直接測出MY和dM值，MY值范圍為0~400，dM為正負(fù)值。
國內(nèi)的有些企業(yè)采用光澤度計(jì)來測量黑度，測量結(jié)果跟黑度只有相關(guān)性，并不準(zhǔn)確，也不符合國家和國際規(guī)定的測量標(biāo)準(zhǔn)。
3、其他參數(shù)測量
彩譜儀器除了能測量反射率和黑度外，還能測量各個顏色空間的顏色參數(shù)，包括：顏色空間有CIE-L*a*b，L*C*h，L*u*v，XYZ,Yxy，反射率，HuAnterlab,Munsell MI,CMYK,RGB,HSB等，指標(biāo)有：白度，黃度，Tint，同色異譜指數(shù)Milm，沾色牢度，變色牢度，ISO亮度，8光澤度，A密度，T密度，E密度，M密度等。
五、 除了黑度，我們還能測炭黑 的 什么
1、炭黑著色力
原理：工業(yè)著色參比炭黑(ITRB)或標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑3#(SRB3#)與氧化鋅和液體增塑劑相混合，將得到的糊狀物研磨均勻，然后涂敷成厚度均勻的薄膜，用對不同灰色梯度靈敏的反射儀，測量其光的反射率。按相同方法混合試樣，并測量其光的反射率，由兩個光的反射率之比值，可得到試樣的著色強(qiáng)度。
計(jì)算方法：著色強(qiáng)度T以標(biāo)樣對試樣的光反射率之比計(jì)，如式(1)所示，數(shù)值以%表示
式中：
R------0.100 0g標(biāo)樣的反射率值
S------試樣反射率值
以我們CS-660為例，說明如何測量炭黑的著色力
<1>根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制備標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑和試樣炭黑的墨漿薄膜
<2>用CS-660測量標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑的Y值，即標(biāo)準(zhǔn)參比炭黑的反射率值Yt
<3>用CS-660測量試樣炭黑的Y值，即試樣炭黑的反射率值Ys
<4>計(jì)算試樣炭黑的著色強(qiáng)度T=Yt/Ys
2、粒徑測量
原理：光源以45°角照射在炭黑表面上，炭黑吸收了大部分的入射光，小部分的入射光自炭黑表面反射。炭黑粒徑愈小，反射光愈弱。光電池將垂直方向的漫射光的光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽诜瓷鋬x上顯示出反射率，由粒徑與反射率的關(guān)系式計(jì)算炭黑的粒徑值。
計(jì)算方法：將試樣炭黑的反射率值代入下列經(jīng)驗(yàn)方程式計(jì)算炭黑粒徑值(D)，數(shù)值以納米(nm)表示
式中：
D------炭黑粒徑值，單位為納米(nm);
I------炭黑的反射率值。
以我們CS-600C為例，說明如何測量炭黑的粒徑
<1>用CS-600C測出炭黑的反射率值Y
<2>Y等同于粒徑公式中的I，Y值代入I，由粒徑公式即可算出炭黑的粒徑 ? ? ? ? ? ? ? ? ?
炭黑的顏色與顆粒的大小、顆粒的表面結(jié)構(gòu)及其所吸附揮法物質(zhì)的成分?jǐn)?shù)量有一定的關(guān)系。炭黑的黑度和亮度，常以它的高分散性能作為先決條件，否則，粒徑細(xì)的，其黑度和亮度也不能顯示出來。 在干燥狀態(tài)下炭黑的顏色與分散于色漆中的顏色是不一致的，因?yàn)樘亢诘暮诙扰c其分散性有很大的關(guān)系。要比較黑度，必須把炭黑分散于漆基中制成色漿，再配成色漆，然后制成涂膜試片進(jìn)行對比。
色相對于所應(yīng)用的炭黑來說，也是重要的指標(biāo)之一，通常炭黑的色相由三種原色形成，即紅色、黃色和藍(lán)色，主要是針對加工產(chǎn)品顏色進(jìn)行調(diào)整的。燈黑和爐法炭黑具有十分明顯的藍(lán)色色相。調(diào)配灰色漆時(shí)，多用爐黑。
六、 高色素炭黑
色素炭黑色素炭黑有個高色素，著色能力特別強(qiáng)，但是很多朋友并不知道高色素炭黑是指什么樣的炭黑，是通過什么來劃分的高色素炭黑，本文就通過高色素炭黑英文名是什么、高色素炭黑是指什么炭黑、高色素炭黑性能怎么樣、高色素炭黑應(yīng)用范圍多個方面為大家介紹高色素炭黑。
色素炭黑之所以分為高色素炭黑，這主要是指炭黑的粒徑范圍，高色素炭黑的粒徑范圍是9～17 nm之間的色素炭黑。
1、高色素炭黑黑度達(dá)到多少?
我們普通見到的高色素炭黑 的黑度都不具有很高的值的，像高色素炭黑C111的黑度是25%、高色素炭黑C611的黑度是30%、高色素炭黑C166的黑度是25%?？雌饋矶际遣辉趺锤叩?，但炭黑的黑度與用炭黑生產(chǎn)的制品黑度并不一樣。
2、高色素炭黑性能怎么樣
高色素炭黑具有粒度細(xì)、易分散、偏酸性、潤濕性好、比表面積較大、黑度高、光澤好、高著色、藍(lán)相等性能特點(diǎn)。
3、高色素炭黑應(yīng)用范圍
高色素炭黑的用途很廣泛，具體有汽車密封膠專用、合成革色漿、鞋材EVA發(fā)泡、一體機(jī)油墨、金屬涂料、摩托車漆、汽車漆、高等級油漆、涂料、膠印油墨、墨漿、色粉及工程塑料等。
4、高色素炭黑黑度達(dá)到多少?
我們普通見到的高色素炭黑的黑度都不具有很高的值的，像高色素炭黑C111的黑度是25%、高色素炭黑C611的黑度是30%、高色素炭黑C166的黑度是25%。看起來都是不怎么高的，但炭黑的黑度與用炭黑生產(chǎn)的制品黑度并不一樣。
炭黑黑度blackness of cxrfJOn black是指炭黑的黑色程度。 利J17光反射對比進(jìn)行測定。有直接對比法和黑度計(jì)法。一般 來講，炭黑粒子愈小，黑度愈大，品級越高。
5、高色素炭黑性能怎么樣
高色素炭黑具有粒度細(xì)、易分散、偏酸性、潤濕性好、比表面積較大、黑度高、光澤好、高著色、藍(lán)相等性能特點(diǎn)。
6、高色素炭黑應(yīng)用范圍
高色素炭黑的用途很廣泛，具體有汽車密封膠專用、合成革色漿、鞋材EVA發(fā)泡、一體機(jī)油墨、金屬涂料、摩托車漆、汽車漆、高等級油漆、涂料、膠印油墨、墨漿、色粉及工程塑料等。
炭黑的黑度在大部分情況下也反映了該色素炭黑的原始粒徑，是衡量該色素炭黑市場價(jià)格的重要參數(shù)之一。
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