钒酸铋颜料高压均质分散制备及稳定性研究

检测样品：颜料

检测项目：分散均质稳定性

方案概述：本文研究了采用高压均质工艺实现颜料悬浮液的粒径细化，并对其分散稳定性进行分析。采用TRILOS超高压纳米均质机，在不同压力条件下对钒酸铋悬浮液进行均质处理。分别通过肉眼观测、LUMiReader PSA 分散稳定性分析仪在重力场下开展实时分离分析，利用LUMiSizer 分散稳定性分析仪进行加速分离测试。结果表明，经高压均质处理后，悬浮液的稳定性明显提高，沉降速率大幅降低。

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更新时间2026年07月07日

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钒酸铋颜料高压均质分散制备及稳定性研究

关键词：颜料分散体；钒酸铋；TRILOS超高压纳米均质机；高压均质机；LUMiSizer；LUMiReader PSA；加速稳定性分析

摘要

本文研究了采用高压均质工艺实现颜料悬浮液的粒径细化，并对其分散稳定性进行分析。采用TRILOS超高压纳米均质机，在不同压力条件下对钒酸铋悬浮液进行均质处理。分别通过肉眼观测、LUMiReader PSA 分散稳定性分析仪在重力场下开展实时分离分析，利用LUMiSizer 分散稳定性分析仪进行加速分离测试。结果表明，经高压均质处理后，悬浮液的稳定性明显提高，沉降速率大幅降低。

引言

钒酸铋（BiVO₄）是一种无机黄色颜料，色相可略带红调或绿调，可替代各类有毒有机着色剂。钒酸铋颗粒分散于液相体系中极易快速沉降，根源在于颗粒与连续相之间密度差较大，因此需通过减小颗粒粒径延缓沉降行为。

本研究采用TRILOS超高压纳米均质机对钒酸铋颜料样品进行分散均质实验，通过高压均质工艺优化颜料分散体的分相行为，并设置多组压力参数开展对比实验。

采用STEP 时空分辨消光测试技术分析体系分相特性，配套使用多款检测仪器：

1. LUMiReader PSA 分散稳定性分析仪：模拟生产实际重力工况，分钟级实时对比不同均质样品的自然分相行为；

图1 LUMiReader PSA 分散稳定性分析仪

2. LUMiSizer 611 分散稳定性分析仪：施加离心实现加速稳定性检测，可在秒级快速获得结果；

图2 LUMiSizer 611 分散稳定性分析仪

实验部分

高压均质工艺

TRILOS超高压纳米均质机基于超高压流体力学效应设计，物料在精准可控高压驱动下高速通过微结构均质腔，瞬时承受高强度剪切、湍流空化、颗粒对撞三重物理作用，可破除颗粒软硬团聚、细化颗粒尺寸，实现固液两相均匀分散。设备工作压力可达 4000 bar、压力调控精度高、运行稳定性优异，不堵不漏，适配低粘度颜料处理，可实现实验室工艺参数到规模化生产的线性放大，满足产业化生产需求。TRILOS超高压纳米均质机的核心为内置金刚石镶嵌微通道几何结构的反应腔，悬浮液在腔体内受高压驱动高速流动，产生强剪切作用；经撞击、湍流及空化效应破碎颜料团聚体。

实验设置 200 bar、400 bar、600 bar 三组均质压力，为保证工艺效率均采用单次均质循环。原始预混液为亮黄色，经手动摇晃混匀后可直接上机均质，常规压力下色相保持不变；但 600 bar 均质后样品出现轻微绿变，据颜料生产厂家判定该色相缺陷属于品质不合格。

图3 TRILOS超高压纳米均质机

分散稳定性检测方法

所有样品均采用STEP 时空分辨消光测试技术，单次可同时分析 12 组不同样品。

样品采用原液浓度测试，取 0.4 mL 注入密封式一次性PA矩形比色皿，其光程为2 mm。

实时重力分相测试

生产工艺要求颜料分散体在 15 分钟内保持分相稳定、无明显沉降，以此作为质控指标。采用 LUMiReader PSA 分散稳定性分析仪开展重力场下 15 分钟实时分相监测。

通过 SEPView 软件叠加所有样品的透光率曲线可见：经高压均质后样品分相程度显著降低；200 bar 样品出现轻微沉降趋势，400 bar 与 600 bar 样品曲线无明显变化；预混液分相沉降现象较为显著。体系分散相浓度高、颗粒光散射作用强，因此初始透射率偏低；分相后分散相在比色皿底部形成沉积层。