群青蓝的用途十分广泛,它的色相是其它颜料不可以代替或用混配的方法无法得到的。群青蓝各项性能优良但不耐酸,甚至弱酸性气氛也会使它褪为灰白色,因而影响了其使用效果。

目前常用SiO2对群青颜料改性,虽然在一定程度上提高了群青颜料的耐酸性,但因为SiO2为无机物,它形成的包覆层致密性不够好,与群青颜料的粘着力差,容易脱落。另外,因为无机物与涂料中的树脂等有机物的相容性较差,因而导致颜料在涂料中易聚集成团,难以分散均匀,导致涂膜光泽度的下降、成膜性差、柔韧性差等问题。

本课题选用三种有机硅烷偶联剂分别对群青颜料进行改性,它们是Y-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、正硅酸乙酯(TEOS)、辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)。首先分析温度、水硅摩尔比、催化剂用量、时间对APTES水解缩合产物在群青颜料表面负载率的影响。确定了APTES对群青颜料改性的最佳条件。然后制备不同负载率的改性群青颜料,用这些改性颜料进行涂料印花,比较它们的应用性能,得出最佳负载率。最后在最佳改性条件和最佳负载率条件下,分别用TEOS和OTMOS对群青颜料进行改性,比较三种硅烷偶联剂对群青颜料的改性效果。

本文采用实验室自制搅拌球磨机,研究了球磨时间、球料比、色浆浓度、分散剂用量、磨球大小和级配对群青粒径及其分布的影响。然后用硅烷偶联剂对不同粒径的群青颜料进行改性,比较改性后群青颜料的应用性能,得出群青颜料最佳粒径范围。

经上述研究表明,在群青的用量为0.5g的条件下,用APTES对群青颜料改性的最佳条件是：改性温度为70℃,水/硅摩尔比为15：1,氨水用量为0.4mL,反应时间为3h。APTES对群青颜料改性后,随群青颜料表面APTES水解缩合产物负载率的提高,其耐酸性逐渐提高,在群青颜料表面APTES水解缩合产物负载率为50%时可以获得较好的耐酸效果,其印花织物浸0.1%的盐酸2min后,变色级数从原来的1级提高到4-5级。各改性颜料印花织物的干摩擦牢度变化不大,湿摩擦牢度随颜料表面APTES水解缩合产物负载率的提高而逐渐提高,负载率为90%时,湿摩擦牢度从2级提高到4级。

通过比较APTES、TEOS、OTMOS改性的、负载率为50%的三种改性群青颜料的分散稳定性、耐酸性和干湿摩擦牢度,可以得出对群青颜料改性效果最好的改性剂是APTES。

群青颜料在球磨过程中,颜料的粒径随球磨时间的延长而减小随球料比、色浆浓度、分散剂用量的增大先减小后增大,磨球大小和级配对颜料粒径影响不大。不同粒径的群青颜料改性后,粒径越小,耐酸性越差；随群青颜料粒径减小,印花织物的干摩擦牢度有升高的趋势,湿摩擦牢度有下降的趋势。综合群青颜料的各项应用性能考虑,群青颜料的粒径以800nm左右为宜。