초전도성 카본 블랙은 토너라고도 불립니다. 산업계에서 안료 및 충전제로 널리 사용되며, 페인트, 바니시, 잉크, 플라스틱 등에 선명한 검은색을 부여합니다. 또한 자외선, 산, 알칼리에 대한 내성이 뛰어납니다.
생산 현장에서 카본 블랙 분말은 다양한 매체에 고르게 퍼집니다. 이러한 특성 덕분에 카본 블랙 분말의 성능을 더욱 정확하게 파악할 수 있습니다. 안료 그룹이 분해되면서 분산될 때 안료의 표면적과 오일 흡수율이 증가합니다. 하지만 카본 블랙의 표면적 증가 속도가 습윤 속도보다 빠르면 점도가 급격히 상승합니다. 모든 안료 표면이 완전히 습윤될 때까지는 점도가 비교적 안정적으로 유지됩니다.
이 흔한 문제를 해결하세요. 습윤성이 더 좋은 분산제를 더 많이 사용하십시오. 투입량을 늘리십시오. 먼저, 전단력을 제어하고 카본 블랙의 응집 속도를 늦추기 위해 저속으로 분산시키십시오.
초전도성 카본 블랙 분말 분산액은 습윤, 분쇄 및 안정화 과정을 거칩니다. 이 과정에서 분산제는 매우 중요한 역할을 합니다. 분산제가 없으면 분산이 어렵고 효율이 떨어지며, 반죽이 뭉치거나 침전될 수 있고 불안정해집니다. 따라서 페인트, 도료, 잉크 등을 사용할 때 입자 발생, 광택 불량, 색상 번짐 등 다양한 문제가 발생할 수 있습니다.
카본 블랙 분말은 입자가 작고 분자량이 낮습니다. 이러한 특성 때문에 일부 제조업체는 공장에서 발생하는 대기 오염을 줄이기 위해 카본 블랙을 플레이크 또는 비드 형태로 만듭니다. 하지만 이렇게 하면 토너를 고르게 펴 바르기가 어려워집니다.
제조 과정에서 압력을 가해 둥근 형태의 카본 블랙 분말을 압축합니다. 이 과정은 입자들이 다른 물질을 첨가하지 않고도 형태를 유지할 수 있을 때까지 계속됩니다. 저농도 카본 블랙 분말은 약 250nm 크기의 응집체가 많이 포함되어 있습니다. 반면, 중간 농도의 카본 블랙은 응집체가 훨씬 작아 약 50nm 크기입니다.
초전도성 카본 블랙 분말이 젖는 데에는 일정 시간이 걸립니다. 표면을 너무 빨리 연마하면 새로운 카본 블랙 계면이 젖는 속도가 너무 느려져 카본 블랙이 뭉치고 굳어지게 됩니다. 따라서 적절한 습윤제를 선택하면 연마 속도를 조절할 수 있어 굳어짐 현상을 줄일 수 있습니다.
습윤제와 분산제의 선택은 매우 중요합니다. 분산 공정과 장비 또한 중요합니다. 카본 블랙의 검은색과 검정색은 입자 크기에 따라 결정됩니다. 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 더 진한 검은색을 띕니다. 이는 1차 입자들이 응집되어 더 큰 덩어리를 이루기 때문입니다. 하지만 입자의 양도 중요합니다. 입자가 미세할수록 응집체의 표면적이 넓어져 색상이 더 진해지고 자외선 차단 효과도 향상됩니다.
미세 입자 카본 블랙은 굵은 입자 카본 블랙보다 빛을 더 많이 흡수합니다. 따라서 착색력이 더 강합니다. 하지만 입자 크기가 작아지면 색조가 갈색을 띠게 됩니다. 이는 청색광을 더 많이 흡수하기 때문입니다.
미세한 1차 입자는 카본 블랙의 표면적을 넓혀주지만, 분산성을 떨어뜨립니다. 따라서 처리 과정에서 습도와 분산성을 조절합니다.
카본 블랙 입자의 크기, 비표면적 및 성능은 매우 중요합니다. 비표면적이 작을수록 성능이 높고, 비표면적이 클수록 성능이 낮습니다. 작은 입자는 어둡고, 큰 입자는 밝습니다. 또한 점도가 높고, 전도성과 자외선 흡수율은 낮습니다. 분산성은 떨어지지만 습윤성은 우수합니다. 입자의 반응 속도는 다양하며, 빠른 입자일수록 성능이 떨어집니다.
둘째, 구조적 카본 블랙 입자가 1차 입자로 존재합니다. 또한 생산 과정에서 소결 응집체를 형성합니다. 이러한 응집체는 1차 입자들에 의해 화학적으로 결합됩니다.
응집 공정에서 카본 블랙은 사슬 모양의 1차 응집체를 많이 가지게 되는데, 이를 고구조 카본 블랙이라고 합니다. 카본 블랙은 1차 응집체가 가지가 적은 입자로 이루어져 있을 때 저구조 카본 블랙이라고 합니다. 카본 블랙의 구조는 카본 블랙 응집체의 형태를 나타냅니다. 일반적으로 사슬이 촘촘할수록 고구조이고, 구조가 약할수록 카본 블랙의 구조적 특성이 낮아집니다.
분산이 점점 어려워지고 있습니다. 전도성은 높고 습윤성은 낮습니다. 반응 속도가 빨라졌다 느려졌다 합니다. 점도는 높고 색상은 옅습니다. 검정색, 충진성, 광택은 떨어집니다. 착색력은 높아지고 있습니다.
셋째, 표면 화학적 성질이 다양합니다. 카본 블랙의 제조 방법에 따라 표면 화학적 성질이 달라지는데, 카본 블랙 표면에는 카르복실기, 락톤기, 페놀기, 카르보닐기 등 다양한 산소 함유 작용기가 존재합니다. 산소 함유 작용기가 많은 카본 블랙은 일반적으로 휘발성 물질 함량이 높고, 색상과 활성도 또한 우수합니다. 카본 블랙 시료를 825±25°C로 가열하여 휘발성 물질을 무게 감소량으로 측정했습니다. 카본 블랙에 산소 함유 작용기가 많을수록 휘발성 물질 함량이 높아집니다.
넷째, 카본 블랙은 표면적이 넓어 밀도가 높고 흡습성이 뛰어납니다.
카본 블랙이 흡수하는 수분의 양은 주로 표면적에 의해 결정됩니다. 제품의 흡습성을 줄이기 위한 조치를 취할 수 있으며, 특히 포장, 보관 및 운송 과정에서 이러한 조치가 중요합니다.
높은 수분 함량(흡습성)은 가공 과정에서 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 일부 종류의 카본 블랙은 특수 포장이 필요합니다.
플라스틱에 함유된 카본 블랙의 양은 분산 방식에 따라 달라집니다. 또한 수지의 특성에도 영향을 받지만, 가공성 또한 매우 중요합니다.
현재 대부분의 분산 장비는 전단력을 가할 수 있습니다. 이 정도면 입자를 고르게 분산시키기에 충분합니다. 우리는 플라스틱에 카본 블랙을 어떻게 사용할지 결정해야 합니다. 이 선택은 착색, 자외선 차단 또는 전도성에 영향을 미칩니다.