磨的对照样品W及所有的实验样品均展现出1的遮盖能力。运说明实验样品能够展现出 与具有较高分散剂水平且已经在高能量下研磨的常规炭黑含水涂料相同的遮盖能力。
[0070] 图5提供了显示实验样品和对照物的蓝色底色值的图示数据。具有1.47mg/m2分散 剂的常规珠磨材料提供了约0.0的b*值。除了完全不含分散剂的情形W外，经揽拌的液体涂 料全部导致具有约-0.6的负(优选)底色的涂层(涂料）。运说明由本文所述的改性炭黑体系 制得的揽入涂料的优异的蓝色底色。
[00川实施例3-
[0072] 在另一实验中，漆浆(S)是使用本文所述的改性炭黑和方法制得且将其与使用常 规炭黑制得的漆浆W进行比较。使用表2的配制物W〇.35mg/m2的分散剂加载量将漆浆SffjU 备成35.5重量％炭黑。使用9?的已经处理至1.925皿ol/m2的横胺酸水平的Regal 330R制 备样品S。使用未经处理的Regal330R制备样品M。使用立式奖式揽拌机W5(K)rpm(1.05m/s尖 端速度)及40瓦特揽拌样品S。样品Μ旨在首先在预混合步骤中用高速混合器（lOm/s尖端速 度)进行处理，随后在Eiger磨机中进行研磨步骤。但是，在所述预混合步骤后，发现膏剂太 稠 W致于无法通过所述磨机。
[0073] 表 2
[0074]
[0075] ~图6A和6B中示出了每种样品的结果。如所清晰显示的，样品S(6A)产生了可倾倒的 良好分散的漆浆。其粘度在530cP下使用化ookfield粘度计及本文所述的方法测量。但是， 样品M(6B)导致不可倾倒且不适合用作漆浆的稠的膏剂。
[0076] 另一种改性炭黑（样品5)是通过将Black Pearls 800(Cabot Coloration)处理 至2.90ymol/m2(STSA)横胺酸的表面浓度而制得。为了制备揽入炭黑漆浆，使用 Dispermat? (4 0mm直径Co W1 e S叶片）W 5 0 Or pm (1.0 5m/ S的尖端速度）将样品5、水、基料 (base)(AMP-95)、消泡剂（Dehy化an 1293)、及分散剂（Petrolite D-1038)混合 1 ~2分钟 (参见表3)。在揽拌的同时，经60秒添加样品5。然后，将混合速率提高至1000巧m(尖端速度 2. lOm/s)并W1，0(K)rpm继续混合30分钟。漆浆包含17.6重量％的炭黑且活性分散剂/炭黑 的比率为约3重量％、或0.157mg活性分散剂/平方米炭黑表面积。
[0077] 表 3 [007 引
[0079]~为了使用与样品5相同形态但未经表面处理的常规炭黑来制备炭黑漆浆，使用表4 中的配方。使用Dispen'mit'K W50化pm将水、基料、消泡剂和分散剂混合1~2分钟。然后，在 揽拌下添加常规炭黑(Black Pearls 800(STSA 191mVg)，样品6)。在加入所有炭黑后，将 混合速率提高至4，00化pm( 8.4m/s尖端速度)并且将各组分混合约5分钟。然后，使预混合物 通过邸式珠磨机持续约20分钟。漆浆具有17.6%的炭黑加载量，与用揽入炭黑制得的漆浆 相同。然而，常规炭黑的活性分散剂/炭黑的比率必须显著较高（约25% (重量/重量）或 1.3mg分散剂/平方米炭黑表面积）W分散并获得稳定的漆浆。
[0080] 表 4
[0081]
[0082] 然后，将炭黑漆浆(来自样品5和6)配制到丙締酸类和醇酸水性树脂两者中。对于 水性丙締酸类涂料，使用表5中的丙締酸类调漆剂母料配方。为了制得最终的成品(finish) 黑色丙締酸类涂料，根据表6中的配方，在良好揽拌下，向94.?丙締酸类调漆剂中缓慢加入 5.2g炭黑漆浆，且混合继续15分钟。类似地，对于水性醇酸涂料，根据表7中的醇酸母料配方 制得醇酸调漆剂并且根据表8中的配方制备醇酸成品(finish)涂料。
[0083] 表 5
[0084]
[0087]表 7
[008引
[0091] 另一种改性炭黑（样品7)是使用与前面的方法相同的方法通过将曰ftex'"'320 (STSA 62mVg)(Cabot Coloration)处理至2.1皿ol/m2横胺酸的表面浓度而制得。为了制 备揽入炭黑漆浆，使用Disp汾班姐? (40mm直径Cow 1 eS叶片）W 500巧m(1.05m/S的尖端速度） 将样品7、水、基料(AMP-95)、消泡剂(Dehydranl293)、及分散剂(Petrolite D-1038)混合1 ~2分钟（参见表3)。在揽拌的同时添加样品7。然后，将混合速率提高至l，0(K)rpm并且W1， 00化pm继续混合30分钟。漆浆包含17.6重量％的炭黑且活性分散剂/炭黑的比率为约3% (重量/重量)或0.5mg分散剂/平方米炭黑。
[0092] 结果-
[0093] 实施着色研究W评价样品5和6之间的差异。对于着色研究，制备包含Ti化的白色 色调基料，然后，加入黑色成品涂料W产生1.3重量％的炭黑对Ti化固体的比率。
[0094] 在钢板上使用3密耳刮涂棒(约1密耳干膜厚度)刮涂所得涂料W用于色彩测量。使 用来自化nterLab Inc的化nter Labscan XE分光光度计实施色彩测量。对于遮盖性测量， 在不透明性图表上使用3密耳刮涂棒(约1密耳干膜厚度)刮涂涂料。计算图表中的白色部分 的光学密度对图表中的黑色部分的光学密度的比率W测定每种样品的遮盖能力。对于丙締 酸类涂料，在进行测量之前，将所述板冲洗(flash)20分钟并然后在70°C下烘烤30分钟。在 进行测量之前，使醇酸涂料在室溫下空气干燥7天。
[0095] 图2示出了使用仅用高速混合器根据表1中所示的配方制备的常规的未经处理的 炭黑的漆浆的丙締酸类涂料的遮盖性。显然，使用高速混合器没有将未经处理的炭黑适当 地分散，因为观察到大的炭黑块。因此，膜没有达到其色彩潜力(color potential)。当采用 常规处理水平(大于3.3ymol/m2)时，经处理的炭黑易于分散在水中。然而，当液体涂料干燥 时，具有过多亲水基团的经常规处理的炭黑与水性树脂不相容，导致膜的大片区域无炭黑， 由此损伤其色彩性能，如图1的最后的板中所示的。仅在处理水平低于3.化mol/m2时，经处 理的炭黑易于分散在水中旦在涂料干燥后与水性涂料树脂相容。因此，获得具有优异遮盖 性的深黑色膜，如图1的前两组板中所示的。
[0096] 图7A和7B示出了在丙締酸类涂料中在浓色（墨色，masstone)(A)和浅色（色泽， tint) (B)配方中具有相同形态的样品5和Black Pearls 800的色彩性能的比较。显然，在浓 色和浅色配方运两者中，样品5与常规炭黑(Black Pearls 800)相比提供了较低的L*，指示 在浓色配方中的较高的黑度W及在浅色配方中的较高的色调强度。当将样品5配制到醇酸 涂料中时，观察到相同的益处，如图7C和7D中所示的。此外，观察到，在浓色配方中，样品5产 生具有较蓝底色(较低b值)的涂料，运常常指示较细的炭黑分散程度。而且，使用样品5,仅 使用Dispermat?混合器在不存在研磨步骤的情况下制备炭黑漆浆来实现运些色彩性能优 点。此外，样品5仅需要约0.157mg活性分散剂/平方米炭黑表面积，而常规炭黑需要1.3mg活 性分散剂/平方米炭黑表面积。使用过多的分散剂不仅给涂料或漆浆制造者强加了显著的 成本，而且，由于分散剂迁移至涂料(涂层)表面，使得成品涂料(涂层)更为亲水，损害了涂 料(涂层)的耐久性和耐候性。
[0097] 图8A-8帥提供了关于样品巧日未经处理的Regal 330R的浓色和浅色的相同信息。 如前面针对样品5所述的，实验样品2与常规炭黑(Regal 330R)相比提供了较低的L*，指示 在浓色配方中的较高的黑度和在浅色配方中的较高的色调强度。类似地，样品2也在醇酸涂 料中提供了类似的改善。
[0098] 图9A-9D提供了样品7和未经处理的Elftex 320炭黑的相应数据。样品7与常规炭 黑巧Iftex 320)相比提供了较低的L*，指示在浓色配方中的较高的黑度和在浅色配方中的 较高的色调强度。样品7也在醇酸涂料中提供了类似的改善，如图9C和9D中所示的。因此，样 品5、2和7中的每一个均表明，在与由其制得每种样品的未经处理的炭黑相比时，提供了改 善的黑度和浅色(色泽，tint)。即使在较低的分散剂水平下及在两种不同的涂料类型(丙締 酸类和醇酸涂料)中也是如此。
[0099] 为了检查每种炭黑样品的分散体水平，完成了横截面透射电子显微镜(TEM)研究。 使用化w&rTome PCXBoeckeler)对不透明性图表上的涂层进行切片并且将薄片捡取到铜网 格上W便使用JEM1200(巧0L)在80,000V的加速电压下下进行TEM检查。在图10A和10B中，放 大倍率为2000倍。图10A示出了样品5在丙締酸类涂料中的分布。看到，细炭黑颗粒良好地分 布在涂层聚合物基体中；尺寸表现为接近于约100~200nm基础聚集体尺寸。运指示，仅用 Dispermat?制得的包含样品5的炭黑漆浆被非常良好地解聚，证明揽入混合条件足W使样 品5分散至接近聚集体的水平。图10B示出了具有与样品5相同形态的Black Pearls 800在 丙締酸类涂料中的分布。Black Pearls 800漆浆通过如下获得:首先，使用Disj把1*地被?进 行预混合步骤，随后，使用邸式磨机进行研磨步骤。如图10B中所示的，即使使用邸式研磨及 高得多的分散剂加载量(1.3mg分散剂/平方米炭黑表面积对0.157mg分散剂/平方米炭黑表 面积），也难W实现常规炭黑解聚至基础聚集体水平，且在最终涂料中保持某一颗粒聚集水 平。用于样品5和用于Black Pearls 800的分散剂类型相同。
[0100] 为了证明在较高浓度下的分散性，使用Dispennat"' WlOOOrpm经30分钟制备具有 30%样品5且不含任何分散剂的炭黑漆浆。所得的漆浆为流体。在另一实例中，使用 〇13口6化化1">^1000巧111经30分钟在3%分散剂的存在下使用样品2来制备具有35.5%炭黑 加载量的揽入漆浆。所得的漆浆在低剪切下具有约600cP的粘度且展现出剪切变稀行为，如 图11中所示的。与此相反，对于具有与样品2相同形态的未经处理的Regal 330R，需要邸式 磨机来制备漆浆，且发现在漆浆中的最大炭黑加载量为约20%，如果超过该加载量，则漆浆 太粘而无法通过邸式磨机。在该固体加载量(〉20重量％ )下，预混合物的粘度与具有35.5% 加载量的样品2的漆浆(未预混合)的粘度相似，如图11中所示的。通过本文所述的揽入炭黑 而赋予的较高的炭黑漆浆浓度使涂料配制者具有配方灵活性且还使得漆浆制造者能够在 其产品中运送较少的水。
[0101] 为了说明选择正确的炭黑处理水平和分散剂浓度的重要性，使用非常类似的组合 物制备一系列漆浆但处理水平和/或分散剂浓度稍有变化。除非另有阐述，由本文所述的改 性炭黑制得的揽入分散体采用W下程序制备。使用具有40mm Cowles叶片和不诱钢混合容 器的Dispermat猿CV3+混合器(VMA-GETZMA順GMBH)分散改性炭黑。几何体如制造商所推 荐的那样进行配置。W下实施例提供了产生30重量％改性炭黑和0.185mg分散剂/平方米炭 黑表面积(STSA)的200g分散体的细节。在后续运行中，对特定的改性炭黑及分散剂浓度进 行调节W产生表9中所提供的漆浆。样品漆浆包含40重量％的改性炭黑，但样品8A、8B、13和 14 (30重量％ ) W及样品15和16 (10重量％ )除外，因为运些样品在40 %下使用任何量的分散 剂均不可分散。使用民egal取660R(121m2/g的STSA和65的DBP)作为基础炭黑制得样品8A至 14。样品15在处理之前具有370mVg的STSA和lOOcmVg的DBP结构。样品16具有325mVg的