一种碳黑粒子分散剂及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种碳黑粒子分散剂及其制备方法和应用。发明的碳黑粒子分散剂包括十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠、乙二醇和有机溶剂，混配而成，本发明所述的分散剂可使碳黑团聚体分散的更小，每个团聚体中碳黑粒子的数量更少，为聚乙烯混配料的质量提供保障。本发明的碳黑粒子分散剂可应用于高性能聚乙烯管材的制备。
【专利说明】一种碳黑粒子分散剂及其制备方法和应用【技术领域】
[0001]本发明涉及分散剂及其制备方法和应用，具体涉及一种碳黑粒子分散剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]聚乙烯管材取代钢管、铸铁管，作为城市燃气输配管线已得到社会的广泛认可，由于燃气的可燃性、易爆性、有毒性，如果燃气输送系统一旦出现质量问题，甚至发生燃气泄露，极易发生火灾、爆炸、中毒等事故，不但直接影响到居民的正常生活，同时对人民的生命财产构成极大威胁，作为城市燃气输配管线的聚乙烯管道的安全性显得尤为重要。聚乙烯管材作为管道系统的最主要组成部分，其质量一定要保证满足标准要求，才能保证整个系统的安全性。
[0003]在燃气用聚乙烯管材生产过程中，碳黑作为紫外线吸收剂和光屏蔽剂添加到管材中，而碳黑的屏蔽和吸收紫外线作用，主要依靠碳黑的足够小的粒径来实现。所以对于聚乙烯管材专用料中碳黑粒径尺寸的控制很重要。由于单个碳黑属于具有一定结构的纳米级颗粒，其比表面积非常大，在正常情况下非常容易团聚，因此碳黑总是以团聚体的形式存在于各种物质中。碳黑 团聚体一旦形成，很难分散成为独立的碳黑粒子，这给碳黑粒径的测量带来了很大困难。
[0004]目前一般是通过水、乙醇、氯仿、四氢呋喃等单一试剂对碳黑团聚体进行分散，分散后碳黑粒子仍然呈现较大的团聚体形态，分散效果不能令人满意。
[0005]因此有必要发明一种新的试剂或溶液对碳黑团聚体进行分散，能够得到较小碳黑团聚体或更满意的结果。
【发明内容】
[0006]为了解决单一试剂对碳黑团聚体分散的不足，本发明提供了一种碳黑粒子分散剂及其制备方法和应用。所述碳黑粒子分散剂对碳黑团聚体进行分散能够取得优异的分散效果O
[0007]本发明提供了一种碳黑粒子分散剂，包括十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠、乙二醇和有机溶剂。
[0008]优选地，所述分散剂包括:
[0009]十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠3-7质量份
[0010]乙二醇3-7质量份
[0011]有机溶剂86-94质量份。
[0012]其中，在本发明的优选实施方式中，
[0013]所述十二烷基苯磺酸钠和牛黄胆酸钠的质量比为1:1。
[0014]所述十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠与乙二醇的质量比1:1。
[0015]所述十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠以及乙二醇的质量总和与有机溶剂的质量比为1:9。
[0016]所述有机溶剂为醇和/或醚。
[0017]所述所述醇为甲醇和/或乙醇。
[0018]所述醚为甲醚和/或乙醚。
[0019]由于十二烷基苯磺酸钠或牛黄胆酸钠与乙二醇分子存在竞争吸附，十二烷基苯磺酸钠或牛黄胆酸钠的亲油端吸附在碳黑颗粒表面，乙二醇分子穿插在表面活性剂分子之间，因此，降低了碳黑颗粒与乙二醇之间的界面张力，产生双电层，使碳黑粒子处于稳定状态，避免已经分散的碳黑粒子再次团聚，从而对碳黑粒子团聚体的分散起到促进作用。
[0020]本发明还提供了所述的分散剂的制备方法，包括，将所述十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠、乙二醇和有机溶剂进行混合。
[0021]优选地，首先将所述十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠和乙二醇按质量比1:1进行混合，然后再与有机溶剂按质量比1:9进行混合。
[0022]本发明还提供了一种所述碳黑粒子分散剂在制备聚乙烯管材中的应用。
[0023]本发明的有益效果:
[0024]本发明提供的碳黑粒子分散剂解决单一试剂对碳黑团聚体分散的不足，使用本发明的碳黑粒子分散剂能够得到较小的炭黑团聚体，将其用于聚乙烯管材的制备过程中，能够提高的聚乙烯管材的各项性能，尤其是安全性能，使其能够满足城市燃气输配管线的管材要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为实施例1碳黑团聚体放大500倍的电镜照片。
[0026]图2为实施例1碳黑团聚体放大15000倍的电镜照片。
[0027]图3为对比例I中超声振荡后分散得到炭黑分散体的15000倍的电镜照片。
【具体实施方式】
[0028]以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不限于以下实施例。
[0029]本发明所述的碳黑粒子分散剂的制备及其分散碳黑粒子的方法:
[0030]I)配置混合溶液:十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠和乙二醇按质量比1:1进行混合，然后再与乙醇按质量比1:9进行混合，得到所述碳黑粒子分散剂；
[0031]2)加入碳黑粉末:将Ig碳黑粉末加入50ml混合溶液中；
[0032]3)超声振荡:将步骤2)得到的混合物放入超声振荡器中进行振荡，超声振荡的温度控制为冰浴，振荡时间为4h ；
[0033]4)样品制备:用吸管将步骤3)溶液滴在碳支持膜上。将制备好的碳支持膜放入干燥器中，24h后可以进行检测；
[0034]5)图片获取:用透射电镜对碳支持膜上的样品进行拍照，得到碳黑粒子的图片。 [0035]实施例1
[0036]将十二烷基苯磺酸钠5质量份、乙二醇5质量份和乙醇90质量份进行混合，得到本发明的碳黑粒子分散剂I。经本实施例配方分散的碳黑粒子的电镜照片如图1和图2所
/Jn ο[0037]实施例2
[0038]将牛黄胆酸钠5质量份、乙二醇5质量份和乙醇90质量份进行混合，得到本发明的碳黑粒子分散剂2。
[0039]实施例3
[0040]将十二烷基苯磺酸钠2.5质量份、牛黄胆酸钠2.5质量份、乙二醇5质量份和乙醇90质量份进行混合，得到本发明的碳黑粒子分散剂3。
[0041]对比例I
[0042] 将Ig碳黑粉末直接在50ml乙醇中进行超声振荡，得到碳黑分散体，样品制备与测试步骤同以上实施例。本对比例的碳黑团聚体放大15000倍的电镜照片如图3所示。
[0043]由图中可以明显的看出，本发明的碳黑粒子的分散程度远好于对比例中的碳黑粒子的分散程度。
【权利要求】
1.一种碳黑粒子分散剂，其包括十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠、乙二醇和有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的分散剂，其特征在于，其包括， 十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠3-7质量份 乙二醇3-7质量份 有机溶剂86-94质量份。
3.根据权利要求1或2所述的分散剂，其特征在于，所述十二烷基苯磺酸钠和牛黄胆酸钠的质量比为1:1。
4.根据权利要求1或2所述的分散剂，其特征在于，所述十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠与乙二醇的质量比1:1。
5.根据权利要求1或2所述的分散剂，其特征在于，所述十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠与乙二醇的质量总和与有机溶剂的质量比为1:9。
6.根据权利要求1或2所述的分散剂，其特征在于，所述有机溶剂为醇和/或醚。
7.根据权利要求6所述的分散剂，其特征在于，所述醇为甲醇或乙醇。
8.根据权利要求6所述的分散剂，其特征在于，所述醚为甲醚或乙醚。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的碳黑粒子分散剂的制备方法，包括，将所述十二烷基苯磺酸钠和/或牛黄胆酸钠、乙二醇和有机溶剂进行混合得到所述碳黑粒子分散剂。
10.一种根据权利要求1-8中任一项所述的碳黑粒子分散剂在制备聚乙烯管材中的应用。
【文档编号】C08K9/04GK103965664SQ201310029805
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月25日 优先权日:2013年1月25日
【发明者】李玉娥, 武志军, 者东梅, 魏若奇, 孙佳文 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院