如何用激光粒度分析儀檢測顏料的粒度分布?
一、顏料及有機顏料
顏料是一種有色的細顆粒粉狀物質(zhì)，一般不溶于水，能分散于各種、油、溶劑和樹脂等介質(zhì)中。它具有遮蓋力、著色力，對光相對穩(wěn)定，常用于配制涂料、油墨、以及著色塑料和橡膠，因此又可稱是著色劑。
顏料就是能使物體染上顏色的物質(zhì)。顏料有可溶性的和不可溶性的，有無機的和有機的區(qū)別。無機顏料一般是礦物性物質(zhì)，人類很早就知道使用無機顏料，利用有色的土和礦石，在巖壁上作畫和涂抹身體。有機顏料一般取自植物和海洋動物，如茜藍、藤黃和古羅馬從貝類中提煉的紫色。
主要應(yīng)用于涂料、油墨、印染、塑料制品、造紙、橡膠制品和陶瓷等行業(yè)，隨著下游行業(yè)的快速發(fā)展，對顏料的需求不斷擴大，中國顏料行業(yè)的發(fā)展前景十分廣闊。
有機顏料是指具有顏色和其他一系列顏料特性的、由有機化合物制成的一類顏料。顏料特性包括耐曬、耐水浸、耐酸、耐堿、耐有機溶劑、耐熱、晶型穩(wěn)定、分散性和遮蓋力等。有機顏料與染料的差異在于它與被著色物體沒有親和力，只有通過膠粘劑或成膜物質(zhì)將有機顏料附著在物體表面，或混在物體內(nèi)部，使物體著色。其生產(chǎn)所需的中間體、生產(chǎn)設(shè)備以及合成過程均與染料的生產(chǎn)大同小異，因此往往將有機顏料在染料工業(yè)中組織生產(chǎn)。有機顏料與一般無機顏料相比，通常具有較高的著色力，顆粒容易研磨和分散、不易沉淀，色彩也較鮮艷，但耐曬、耐熱、耐候性能較差。有機顏料普遍用于油墨、涂料、橡膠制品、塑料制品、文教用品和建筑材料等物料的著色。
顏料檢測粒度的意義
有機顏料是不溶于水、難溶于各種應(yīng)用介質(zhì)中的著色劑,其應(yīng)用狀態(tài)可以是干粉,也可以是濕濾餅或色母粒等顏料制備劑的形式。其中大多是以干粉狀態(tài)進行著色的。其結(jié)晶狀態(tài)、顆粒度及顆粒表面性質(zhì)不同在應(yīng)用中會出現(xiàn)很大差異,主要表現(xiàn)在色相、分散性、著色力、透明度、流動性等的差異。
近年來隨著新應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,對有機顏料的粒徑提出越來越高的要求。尤其是數(shù)字打印技術(shù)的問世,噴墨技術(shù)的迅速發(fā)展,已由紙張噴墨印刷發(fā)展到織物的噴墨印花。在CIJ印花機上,噴嘴直徑只有50m,zui大印墨粒徑要不大于1m。要滿足設(shè)備要求,則有機顏料的粒徑要求要低于0.3m,而通常有機顏料的 粒徑在0.03m到2.0m之間 。在 保證各項性能的同時,控制顏料的粒徑達到應(yīng)用要求。
顏料的粒度大小還對其色強度和亮度等有著重要的影響。有機顏料的顏色和性能主要決定于它的化學結(jié)構(gòu)，其次還決定于其他晶格型式。 通過電子顯微鏡觀察可知，顏料粉末的顆粒形態(tài)是由初級顆粒、凝聚體和聚合體組成。初級顆粒是以單一晶體或微晶體的組合晶體存在，是合成時zui初生成的顆粒，初級顆?？梢曰ハ嘟M成不可滲透的、有規(guī)則的面面。當亞微米范圍內(nèi)的顏料顆粒分散在特定介質(zhì)時，其著色強度隨著粒度降低而增高。這一結(jié)論已為理論和實踐所證實。顆粒大小與著色強度可用mie理論進行計算，它是建立在光學參數(shù)，折射率（n)和吸收系數(shù)（K)的測定上，不同顏料具有不同的n和k值，按Mie理論所得顏料直徑與著色的關(guān)系。顏料著色強度對顆粒大小極大依賴關(guān)系的本質(zhì)是顆粒大小直接影響了顏料的光學性質(zhì)，粒子大小不同，對光的吸收和反射不同，故著色強度隨著顆粒粒徑的增加而減少。
當然，顏料粒徑大小除影響著色強度外，對其他性能（如吸、這概率、透明度等）也有極大的影響；而顏料的著色強度除決定于粒徑粒徑大小外，尚決定于晶型、晶體外形等。應(yīng)注意其間錯綜復(fù)雜的關(guān)系。
有機顏料的粒徑大小是影響其透明性的重要因素，欲使應(yīng)用介質(zhì)呈現(xiàn)非透明性，除了要求分散介質(zhì)與顏料粒子之間的折射指數(shù)有明顯差之外，還與顏料粒子對光線的散射作用有關(guān)。當顏料粒徑大小為光線波長的一半，即顏料顆粒直徑為0.2～0.5μm（即200～500mm）時，對光的散射能力zui強，可導(dǎo)致遮蓋力高的非透明性；而當顏料分散體的平均粒徑小于此數(shù)值時，如粒徑為0.015～0.025μm則呈透明性，顏料的著色力也高。
耐氣候牢度是顏料耐久性的只要性能之一，也是有機顏料具備的基本應(yīng)用性能。顏料在光照之下褪色過程中屬于氣固非均相反應(yīng)，其反應(yīng)速度主要與化學結(jié)構(gòu)有關(guān)，但也與顏料粒子大小，即與其比表面積有關(guān)，通常微細粒子比表面積大，其耐候性較差。此外，作為涂料及塑料著色的顏料尚應(yīng)具有優(yōu)異的耐溶劑性及耐遷移性能，該性能與顏料分子結(jié)構(gòu)，取代基類型及粒子表面極性有關(guān)，同時顏料粒徑大小也將影響其耐溶劑性能。
顏料的顆粒狀態(tài)粒徑大小不僅影響到著色強度、透明度、色光、耐氣候牢度、耐溶劑性能，而且也對著色涂層膜的光澤度有一定的影響，當然也與應(yīng)用介質(zhì)的成膜光澤度有重要的關(guān)系。當顏料粒子呈球狀，且粒徑在0.01～1μm范圍，將可形成更為光滑的表面涂膜，并且和顏料粒子的形狀有關(guān)，尤其是針狀或棒狀的粒子的長/寬比值大小起著重要的作用。
四、激光粒度分析儀在顏料行業(yè)中應(yīng)用
使用KWC-610激光粒度分析儀對顏料進行粒度控制。通過對產(chǎn)品的測試分析，為品質(zhì)檢驗及優(yōu)化提供技術(shù)依據(jù),并達到了非常好的效果。
| 規(guī)格型號 | KWC-610（標配） | KWC-610（高配） |
| 執(zhí)行標準 | ISO 13320-1:1999；GB/T19077.1-2008 |
| 測試范圍 | 0.1μm -2000μm | 0.01μm -2000μm |
| 探測器通道數(shù) | 86 | 96 |
| 準確性誤差 | <1%（國家標準樣品D50值） |
| 重復(fù)性誤差 | <0.5%（國家標準樣品D50值） |
| 免排氣泡 | 具備免排氣泡設(shè)計，無氣泡干擾數(shù)據(jù)更準確 |
| 誤操作保護 | 儀器具備誤操作自我保護功能，儀器對誤操作不響應(yīng) |
| 激光器參數(shù) | 激光粒度分析儀 進口光纖輸出大功率激光器 λ= 650nm, p>10mW 可選配He-Ne激光器 λ= 632.8nm, p>2mW （可優(yōu)惠3千元） |
| 分散方法 | 超聲 | 頻率：f=40KHz,功率：p=80W,時間：隨意可調(diào);具備超聲防干燒 |
| 循環(huán)、攪拌 | 循環(huán)攪拌一體化設(shè)計，轉(zhuǎn)速：100-3950rpm轉(zhuǎn)速可調(diào) |
| 循環(huán)流量 | 額定流量：0-10L/min可調(diào) 額定功率：25W |
| 樣品池 | 自行設(shè)計沸騰式樣品池，分散效果更好，容量：190-600mL均可正常測試 |
| 微量進樣 | 激光粒度分析儀可選配微量全自動測試裝置,10毫升即可循環(huán)測試（） |
| 軟件功能 | 分析模式 | 包括自由分布、R-R分布和對數(shù)正態(tài)分布、按目分級統(tǒng)計模式等，滿足不同行業(yè)對被測樣品粒度統(tǒng)計方式的不同要求 |
| 統(tǒng)計方式 | 體積分布和數(shù)量分布，以滿足不同行業(yè)對于粒度分布的不同統(tǒng)計方式 |
| 統(tǒng)計比較 | 可針對多條測試結(jié)果進行統(tǒng)計比較分析，可明顯對比不同批次樣品、加工前后樣品以及不同時間測試結(jié)果的差異，對工業(yè)原料質(zhì)量控制具有很強的實際意義 |
| 自行DIY顯示模板 | 用戶自定義要顯示的數(shù)據(jù)，根據(jù)粒徑求百分比、根據(jù)百分比求粒徑或根據(jù)粒徑區(qū)間求百分比，以滿足不同行業(yè)對粒度測試的表征方式。徑距、一致性、區(qū)間累積等等 |
| 測試報告 | 測試報告可導(dǎo)出Word、Excel、圖片（Bmp）和文本（Text）等多種形式的文檔，滿足在任何場合下查看測試報告以及科研文章中引用測試結(jié)果 |
| 多語言支持 | 中英文語言界面支持，還可根據(jù)用戶要求嵌入其他語言界面。 |
| 智能操作模式 | 真正全自動無人干預(yù)操作，無人為因素干擾，您只需按提示加入待測樣品即可，測試結(jié)果的重復(fù)性更好。 |
| 操作模式 | 電腦操作 |
| 測試速度 | <1min/次（不含樣品分散時間） |
| 體積 | 1170mm*460mm*470mm |
| 重量 | 35Kg |
