氧化铁黑颗粒在水性体系中容易出现团聚现象,这是因为其表面能较高,颗粒间的范德华力较强。为了改善其在水性体系中的分散性,通常会对其进行表面修饰。表面修饰的作用机制主要涉及两个方面:空间位阻效应和静电排斥效应。
常用的表面修饰剂有表面活性剂、聚合物分散剂等。当使用表面活性剂时,表面活性剂的亲油基团会吸附在氧化铁黑颗粒表面,而亲水基团则朝向水相。这样,在颗粒表面形成了一层亲水层,一方面通过亲水基团与水分子的相互作用,增加了颗粒在水中的润湿性;另一方面,多个颗粒表面的亲水层之间会产生空间位阻,阻止颗粒相互靠近团聚。
如果使用聚合物分散剂,分散剂的长链结构会吸附在颗粒表面,形成厚厚的吸附层。这些长链在水相中伸展,当颗粒相互接近时,长链之间会产生空间位阻,同时分散剂分子上的带电基团还能使颗粒表面带有相同电荷,利用静电排斥作用进一步防止团聚。通过合适的表面修饰,可以显著提高氧化铁黑在水性体系中的分散稳定性,这对于制备性能优良的水性涂料、油墨等产品非常关键,能确保颜料均匀分散,使产品具有良好的色泽和力学性能等。