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第一章 颜 料


涂料工艺 第一章 颜 料

一、颜料的定义和作用
1.颜料的定义 广义的讲:颜料是一种细微的粒状物,不溶于它所分散的介质中,而且颜料的物 理性质和化学性质基本上不因分散介质而变,这样的定义不仅实用于着色颜料, 也适用于体质颜料和多功能颜料,颜料的粒度范围,可以由很小的胶态粒子(约 0.01μ m)到较大粒子(约 100μ m)之间.
颜料与

染料最大区别是染料溶于水,而颜料则不能溶于水。广义得讲:颜料是一种微细得粒 状物,不溶于它所分散的介质。 2.颜料的作用 其作用不仅是色彩和装饰性。 更重要的作用是改善涂料的物理化学性能, 提高涂抹的机械 强度、附着力、防腐性能、耐光性和耐候性等,而特种颜料还可以赋予涂膜特殊性能。如示 温,发光和荧光。

二、颜料特性综述
(一)颜色
颜色的辨认是人眼受到一定波长和强度的辐射能刺激所引起的一种视觉神经的感觉,是人 们受到物理刺激所产生的心理反应。

1. 颜料的 3 个参数
(1)色调:色调是彩色彼此相互区别的特性,物体的色调决定于光源的光谱组成和物体表 面所反射(或透射)的各波长辐射的比例对人眼所产生的感觉,色调体现了颜色在“质”方 面的关系。 从 380 ~780nm 波长的电磁辐射能引起人的视觉,这段波长为可见光谱 (2) 明度:是人体对物体的明亮感觉,受视觉感受性和过去经验的影响。物体表面的反 射率越高,它的明度就越高。它和亮度不是等同的,明度受感觉的影响。明度体现 了颜色在“量”上得不同。 (3) 饱和度:饱和度是在色调“质”的基础上所表现的彩色纯度,所以饱和度又称“彩 度” 可见光的各种单色光是饱和的彩色, 。 当这些颜色中掺入白光越多, 就越不饱和, 对光波的选择性就越差,最终结果变成白色,对光波的选择性越强就越饱和。

2. 孟塞尔颜色体系
1905 年美术家孟塞尔发明了一种用心理学三维空间的类似球体的模型把各种表面色的 3 种颜色参数:色调、明度、饱和度全部表现出来,在立体模型中每一部位个代表一个 特定的颜色, 目前在国际上已广泛采用孟赛尔颜色系统, 作为分类和标定表面色的方法, 其表示方法符号为 HV/C,H代表色调(Hue) ,V 代表明度(Value) ,C 代表彩度 (Chroma) 。

对于无彩色的黑白系列中性色用 N 表示,在 N 后面给出明度值 V,斜线后面不写彩度, 以 NV/表示。 5 个主色调红(R) 、黄(Y) 、绿(G) 、蓝(B) 、紫(PB)表示。中间色调黄红(YR) 、 绿黄(GY) 、蓝绿(BG)紫蓝(PB)表示。 黑到白明度由 0-10 0 2 4 6 8 10 12
中性色

彩度

3. 颜色的分类
(1) 消色(中性色) :消色是对可见光波无选择吸收的结果,所呈现的黑、灰、白颜
色系列,只有明度的差别,即所谓的中性色,都布置在孟赛尔颜色立体的立轴 上,当对可见光波所有波长反射率在 80%~90%以上时,体现很高的明度,可看 成白色;若对可见光的所有波长反射率在 4%以下时,呈现很低的明度,可以看 成黑色,反射率在两者之间的是灰色。各种白色颜料之间颜色仍有差别,黑色 也是。

(2) 彩色

:黑白系以外的颜色是彩色,是对光谱各波长反射带有选择性的结果,这

样对光的反射既有“量”的变化也有“质”的不同,所谓“量”的不同,就是 可见光谱反射率高低,反射率高低就表现为彩色对光波的选择性,选择性越强, 饱和度越高,反射率越高,它的明度越高。所谓“质”的不同,就是对各光波 反射率的不同,在某一段波长的反射率大,则主要表现该区间光波的颜色,也 就是表现为色调的不同。因此“彩色”能全面包括颜色的 3 个特性:色调、明 度、饱和度,而“消色”只能包括一个颜色特性—明度。

4. 影响颜料色光的因素
同一化学成分的颜料:影响因素有 工艺路线、原料、设备、技术水平、颜料粒子的颗 粒大小、晶相、晶形、杂质的参与等等

5. 颜色的测量
(1) 目测法:色光差异评级分为:近似、微、稍、较等 4 级。优点:如果做得粗糙
一些是简单易行的,不需要多少理论基础,不必经过技术培训和特殊设施。但 要求精确就要具备一定的观测条件,由具有一定色度学知识的观测者要检验。 在正常情况下凭借肉眼观测虽然相当敏锐,而且分辨率高。缺点肉眼观测存在 一定局限性,对于不同色调饱和度的细微观测往往无能为力,而且目测法对色 调或明度的比较结果只能做文字评述,很难做到准确。对于颜料的观测结果, 作为一种资料保存下来更为困难,若使颜色的各种参数能用数字表达,将会叙 述得更加准确,便于保存资料。

(2) 仪器测量:三原色的特点是不能通过它们之间两个相配得到第三种颜色,而它
们三者通过不同配比可以获得任一光谱色,以 R 代表红原色,G 代表绿原色, B 代表蓝原色,为匹配相等能量光谱所需三原色数量即为光谱三刺激值,可以

r, g, b 表示,到波长λ 的等能光谱(Cλ )的颜色方程为
在 RGB 系统中:r+g+b=1

(Cλ )=r(R)+ g(G)+ b(B)

6.色度图
色差的测量不单纯是判断两个颜色的差距,更重要的还是对颜色混合后效果的评价, 可通过已知的若干颜色的基础数据(即 x,y,Y 等)储存在测试仪中的计算机内,然后把我们 所要求的混合色的颜色数据输入计算机中,就可打印出所需颜色的各种比例配方,一类是 按色差大小顺序排列的,即配色的质量优劣 程度,一类是按各种颜色配方混合后价格顺序 排列的,它也给出每种配方的△E 值,这样就可以综合考虑出最佳配方,既考虑到色差的 质量要求,又兼顾到成本的需要。

7.仪器测色的主要特点
(1)将颜色的描绘规范化 (2)对颜色实行质量控制 (3)进行配色,提出最佳颜色混合配方

①降低配色成本 ②提高配色人员的工作效率

(二)遮盖力
颜料加在透明基料之中使之成为不透明,完全盖住基片的黑白格所需的最少颜料量称之为 遮盖率,通常以每平方底材面积所需遮盖干颜料克数,以 g/㎡表示。 遮盖率的光学本质是颜料和存在其周围的介质的折射率之差造成的。当颜料的折射率和基 料的折射率相等时就是透明的,当颜料折射率大于基料的折射率时就出现遮盖力,两者的 差越大,则表现得遮盖力越强。 CPVC 临界颜料体积浓度 颜料有最佳遮盖率颗粒大小 遮盖力是颜料对光线产生散射和吸收的结果,主要是靠散射。白色颜料更是主要靠散射, 对于彩色颜料则吸收能力也要起一定的作用,高吸收的黑色颜料也具有很强的遮盖力。 当化学成分一定与遮盖力有关因素有颗粒大小,分布,晶型,晶型结构。

(三)着色力
着色力是某一颜料与另一基准颜料混合后形成颜色强弱的能力,通常是以白色颜料为基准 去衡量各种彩色或黑色颜料对白色颜料的着色能力。它的量度是和标准样品作比较,以百 分数表示:A/B*100% 式中 B—标准颜料所需白色颜料数 A---待测颜料所需白色颜料 数 着色力是颜料对光线吸收和散射的结果,遮盖力亦相同,遮盖力侧重于散射,而着色力则 主要取决于吸收,吸收越大,其着色力越高。着色力一般随着颜料粒径减小而加强,当超 过一定极限后,其着色力会因为粒径减小而减小,所以存在着使着色力最强的最佳粒径。 吸收系数越大着色力越高。彩色颜料着色力随颗粒大小波动情况远不如白色颜料折射率大 德表现明显,而且颗粒增大到一定程度后,着色力变得很低。

(四)吸油量
在定量的粉状颜料中,逐步将油滴入其中,使其均匀调入颜料,直至滴加的油脂能使全部 颜料黏在一起的最低用油量就是吸油量。一般以 100g 颜料所吸收精致亚麻油的最低克数来 表示。

(五)化学组成
要控制主要化学组成的纯度和各种杂质的含量。

(六)耐光性和耐候性
耐光性和耐候性是衡量颜料应用性能重要指标。 耐光性和耐候性是采用评级方法,即和 标样比较,耐光以 8 级最好。

(七)颗粒形状和粒度分布
颜料是一种固体粒子,在一定粒径范围内波动,还会形成一定的规律。

(八)水分
颜料含适量的水是必要的。 水分存在会影响颜料在涂料中的研磨分散性, 这点在华蓝上很突

出,颜料水分过低,难以研磨,水分过大,产生返粗。水一般来说对制漆是一个絮凝剂,适 当水不会造成过度絮凝。水分存在多少会影响一些列性能,如色光、吸油量。

(九)制漆性能
1.密度和比容
密度是指单位体积内所含颜料质量数。 为了设计配方的方便,将密度换算成比容,数值上互成倒数关系,是单位质量颜料所占 的体积。 敲打比容是将定量的颜料放入量筒内经定量敲打, 体积不在缩小而得的单位质量所 占体积的数据,若不经敲打,定量颜料所占据的体积为堆积比容。

2.分散性
(1)颜料粒子自身存在的状况 颜料粒子的超细状态使它分散到它所不溶的介质中, 并和介质之间具有一定的作用力 而构成一个体系,但由于自身的种种特殊性能,使它难以稳定分散,颗粒之间有聚集倾向, 所以我们看到的颜料一般都是颜料的聚集体。 所以颜料在涂料中应用时, 为了达到涂料所需 要的细度,就需要打碎这些聚集体,将颜料粒子均匀分散在展色剂中。 (2) 颜料在涂料中的状态 颜料在漆中分撒经润湿、研磨、分散 3 过程,理想分撒状态是惰性的颜料粒子稳定悬 浮在漆基中。颜料分散出现的状态絮凝、沉淀、悬浮、泛浮、触变等。

3.漂浮和絮凝
(1)漂浮 :颜料分撒在涂料中,经涂刷后颜料在漆中的分散状态和初始分撒状态就不同, 漂浮是在涂料施工处于“湿膜”状态时产生的一种颜料变化,它表现为两种不同的形式, 即花浮和泛浮。 ①花浮 或者叫垂直分散。当刷涂后漆膜外观的形成各种各样颜料混合不均分布的网状条

纹,漆膜的颜色不均匀一致。 ②泛浮 或者叫水平分散,当漆膜还是湿的时候,颜色发生不均匀的变化,表面色泽均匀 一致,只是和下层不一致,和初始分散状态的颜色也不一致。 花浮和泛浮产生的原因: ①在漆膜干燥过程中产生流动 由于刷涂后漆膜中溶剂蒸发,膜上溶剂的蒸发使表面粘度 增加,降低了表面温度,内部形成温差,当漆膜干燥时,在膜的表面和内部形成涡流。在 溶剂不断上升至表面的过程中,带动着颜料上升、散布、沉降,这是一个连续的循环过程, 由于涂料的干燥,上层和底层之间又挥发了平衡,结果是一种限定的涡流。由于颜料自身 存在的种种问题,在这个循环过程中发生了分离,造成它们处于干漆膜的不同位置上,其 宏观现象就是花浮与泛浮。涡流流动方式为六角形的网,称为纳德窝。 ②在漆膜中各种颜料粒子的微分迁移率不同 颜料粒子在漆膜干燥过程中跟随涡流流动, 受它自身很多因素的影响,不能和初始分散状态保持一致,颜料的可动性依赖:颗粒大小、 絮凝度、润湿性、相对密度和电荷,这是一个多因素问题,引起漂浮是多种因素的综合结 果,例如黄蓝颜料复配成绿漆时,有时会造成浮蓝问题,蓝色颜料相对密度不如铬黄大, 若是刷涂样板面朝上放着,用相对密度不同去解释似乎正确。若样板面朝下倒置仍会出现 浮蓝情况,说明说明这种复合颜料在运动过程中造成颜料分离,相对密度的因素已被其他 更重要的因素所掩盖。 ③在分离过程中颜料的絮凝 (2)絮凝 ①絮凝定义 絮凝是涂料中颜料经分散后再聚集的现象,是由很多颜料的初级粒子、 二级粒子彼此之间形成松散的聚集体(此颜料聚集体中有漆基存在) ,当受到一个弱的 外力时就能破裂;当外力停止时,聚集体立刻或稍迟又恢复原状。 ②涂料中的絮凝和反絮凝 反絮凝和絮凝是一种相对立的分散现象,也是一种定性 现象,其量大小由絮凝力所决定。 ③涂料期望达到的状态——微絮凝状态 涂料的微絮凝才能兼顾到涂料的所有性能。

三、色彩学
(一)色彩学得意义
颜色除有物理学意义、生理学意义外,还有心理学意义,这里重点谈心理学意义,不同 颜色能引起人们不同的心理感受。

(二)同色异谱概念
同色异谱颜色只对特定的标准观测者才能成立, 对颜色分辨有生理障碍的人不适用。 所 谓同色异谱是指颜色的三个刺激值相同, 光谱分布不同的样品, 这对色漆配色是非常重 要的一点, 利用不同颜色可以配出同一颜色的产品。 往往在实际配色时只能达到一定程 度的接近, 从定性的角度看, 两个样品的反射率因数曲线越接近、 越重合、 交叉点越多, 则证明所配颜色的接近;若从定量角度评价,则通过两样品色度算出色差值△E 赖表明 它们的同色异谱程度。

(三)颜色色差混合的应用
在色漆中,漆基是无色或稍许带些颜色,由于它的折射率和水很接近,因此它具有透明 性,若添加颜料之后,由于颜料颗粒的阻挡,使光线射入再反射出来将发生一系列的光 学变化。当日光射入一个漆膜时,遇到某一颜料粒子,例如是针状铁黄颜料,则意味着

它将日光中的蓝色光谱吸收掉而发射出黄光和绿光, 当反射出得黄光和绿光又遇上蓝色 粒子,例如是球形的华蓝颜料,它又将其反射出得黄光吸收,只剩下绿光,反之,若入 射的日光先碰上蓝色颜料粒子,它将首先吸收黄色光谱,而只将蓝光和绿光反射出来, 再遇上黄色颜料粒子又会将其蓝光吸收掉 ,这样经过一些列的反射折射之后只体现绿 色漆膜。 因此对于对于涂料颜料的混合是一种减差混合, 由于颜料颜色的体现是对光谱 选择性吸收的结果,颜料混合后,互相吸收各自所需的波长,将不被吸收的光谱反射出 来,这就混合色颜色的由来。

红得补色是青,绿的补色是品红,蓝的补色是黄。
暖色为红、橙、黄;冷色为绿、青、蓝、紫;中性色如中驼、浅灰、淡紫等。白色象征 纯洁、朴素;黄色使人兴奋;红色是热情、喜庆、正义的象征;绿色是温柔、富有朝气; 青色体现宁静、致远;蓝色反映稳重、平和;黑色显得庄严。

四、颜料综述
颜料分为五大类 ①着色颜料 ②体质颜料 ③防锈颜料 ④特殊颜料 ⑤功能颜料

(一) 着色颜料 1. 白色颜料
(1) 钛白:分子式 TiO2,是一种白色稳定的化合物(又称二氧化钛)对大气中化学物质
稳定,不溶于水和弱酸,微溶于碱,耐热性好。二氧化钛具有优异的颜料品质,它 的折射率比一般白色颜料高(在 2.5 以上) ,对光的吸收少,而散射能力大,使它的 光学性能非常好,表现在光泽、白度、消色力、遮盖力。 二氧化钛有 3 种结晶体:锐钛型、板钛型和金红石型。锐钛型在高温下转换成金红石 型。金红石型是最稳定的结晶形态,结构致密,比锐钛有更高的硬度、密度、介电常 数和折射率,在耐候性和抗粉化性比锐钛好,但白度没锐钛型好。金红石型略带黄相。 钛白制法:①硫酸法 以铁钛矿为原料 ②氯化法 一般以金红石矿(含二氧化钛 95%)为原料 钛白粉根据需要不同分为通用型和专用型,

(2)氧化锌

又称锌白,不溶于水,易溶于酸,尤其是无机酸,也溶于氢氧化钠

或氨水。直接法生产纯度不低于 98%,其颗粒为小球或短针型两种结构;间接法生产 纯度不低于 98%,其颗粒极为细小(为胶态颗粒) 。

氧化锌的消色力低,但具有良好的耐光性、耐热即耐候性,不粉化,适用于外 用漆。氧化锌本身的熔点可高达 1975±25℃,特别适用于含硫化合物环境,因 为氧化锌能与硫结合成硫化锌,也是白色颜料。 氧化锌带有碱性, 可与漆基中游离脂肪酸作用而生存锌皂, 制漆后有变稠倾向。 氧化锌主要优点是它的防霉作用,它对紫外线有一定的不透性,因此户外抗粉 化性好。含铅氧化锌是氧化锌与碱式硫酸铅的混合物, ;常用的规格两种:含碱 式硫酸铅 35%及 50%;含氧化铅约 6%的氧化锌。含铅氧化锌的防锈性能好, 且制漆不易变稠,常用制造防锈底漆。

(3) 锌钡白

又称立德粉。标准立德粉是硫酸钡和硫化锌的等分子混合物,它由硫

酸锌和硫化钡溶液相互作用生成的,锌钡白的遮盖力相当于钛白粉的 20%~ 25%,但它具有化学惰性和优异的抗碱性,但不耐酸,遇酸易分解产生硫化氢, 在阳光下有变暗的现象,其原因是含有杂质氯化锌及水分过高引起的,为此必 须在生产过程中严格控制生产条件,使成品所含氯化锌不能大于 1.2%。 锌钡 白广泛适用于室内装饰涂料,由于产品本身受大气作用不稳定,故不宜制造高 质量的户外涂料,主要用于水乳胶漆及油性漆中。

(4) 锑白

以 Sb2O3 为主要成分,外观洁白,遮盖力略次于钛白,和锌钡白相近,

耐候性优于锌钡白,粉化性小,故耐光、耐热性佳,对人无毒,主要用于防火 涂料中。防火机理是高温下含氯树脂反应生产氯化锑,能阻止火焰蔓延。在油 漆中使用,不与脂肪酸起反应,但有干扰性,常和 ZnO 合用。价格较高,一般 不在色漆中使用。

2. 黑色颜料
(1) 炭黑
是由液态或气态碳氢化合物在适当控制条件下经不完全燃烧或分

解而制成的酥松、极细的黑色粉末。主要成分是碳,也含有少量来自原料 的挥发物。根据炭黑生产时的原料及生产方式不同,把炭黑划分为不同类 型,有灯黑、槽黑、热烈黑、乙炔黑、炉黑。 ①灯黑 过去是用油脂在倒置的瓮盆中在不完全的燃烧下升华, 冷却后收集而得。 现在是把石油或焦油放置在浅盘中在定量的空气下燃烧, 通过变换燃烧的温度和空 气的输送量来控制炭黑颗粒的大小。 ②乙炔黑 在无空气的情况下,将乙炔黑分解成炭和氢,由于是放热反应,所以乙 炔黑的分解不必外加热源,分解反应可在直立的反应罐或干馏釜中进行。 ③槽黑 亦称烟道炭黑,采用天然气作原料,严格控制不完全的燃烧而制成。天 然气通过一系列的燃烧管,在管嘴部燃烧,喷出的炭冲撞并 沉积在槽壁上。火焰 与槽子都用薄金属罩围起来, 达到保温和控制空气流入量, 产品的质量和产量取决 于天然气的成分和各燃烧嘴的间隙、喷嘴的构型和尺寸、槽子的间隙、给气量和燃 烧室等条件。涂料用色素炭黑多用此法制造。 ④炉黑 以芳香油质为原料,喷入热得气或油的火焰中,经热分解而成炭黑,在经 过冷却收集,通过旋风分离器和袋式过滤器捕集而得。 ⑤热裂黑 生产方式类似乙炔黑的生产方法, 先在无空气的情况下使气态的碳氢 化合物裂解成炭黑, 有两个炉或裂化器轮换地连续生产。 这种产品在无空气的原料 中进行的,所以产品没有化学吸附氧。

(2)氧化铁黑

氧化铁黑制造方法两种,一种是亚铁盐加碱形成的氢氧化

亚铁物,然后控制 pH 在 9~10 时,温度在 95℃以上,进行反应,然后再经水洗、 过滤、干燥、粉碎而形成。另一种方法是利用高铁氧化物(铁红

Fe2O3 或铁

黄 Fe2O3·H2O)再补加一定量的亚铁盐与碱,形成氢氧化亚铁,再与高铁氧化
物进行加成反应,经热煮脱水,再经过水洗,过滤、干燥、粉碎而得。氧化铁黑具 有一定的磁性,故适宜作金属底漆,其附着力和防锈性好。

3.无机彩色颜料
(1)铬酸盐颜料
①铅铬黄 色泽鲜艳、遮盖力较好,价格低廉。铅铬黄是以铬酸铅为主要成分的 一系列黄色颜料的总称,有些品种含有硫酸铅、氧化铅。品种有: 铬酸盐(黄、橙)颜料 樱草黄 浅黄或柠檬黄 中铬黄 铅铬橙(由浅到深) 结构 3,2PbCrO4·PbSO4 2,5PbCrO4·PbSO4 PbCrO4 PbCrO4·PbO 铅铬黄因其含铅,对人体有一定的危害,因此在环境污染方面受到限制,是产品 不能推广应用的致命弱点。 ②钼铬橙 作为颜料应用始于 1930 年,是发展速度最快的一种颜料,它的外观鲜 艳,可从浅橙色到红色,密度比较大,为 5.4~6.3g/ml,吸油量约 15.8 ~ 40%, 颗粒为 0.1~1μ m。钼铬橙是一种含有铬酸铅的钼颜料,具有高光泽和着色强度, 遮盖率和耐久性均较好。化学式大致是 25PbCrO4·4PbMoO4·PbSO4。钼铬橙是一种 质地软,易分散的颜料,由于价格比较低,又能和其他无机和有机颜料混用,使 它的用途更加广泛。大量用于重型机械、汽车、消防车和农用机械涂料。

(2) 镉系颜料
①镉黄 主要化学成分是硫化镉,颜色可以由柠檬黄到橙黄色之间,随化学成分 而变,浅颜色者含硫化锌,橙黄色者含硒化镉。镉黄颜色鲜艳,镉黄及其冲淡产 品都具有良好的遮盖力,但着色力一般或较差,由于吸油量低,它们易分散在漆 基或塑料中。因为它是煅烧制成的,故耐高温性好,耐碱性好,但耐酸性一般, 在盐酸中不溶解,但能溶解在浓硫酸和稀硝酸中,并能溶在 1:5 沸腾稀硫酸中。 耐光性、耐候性都好, 但有潜伏的毒性,应用时注意。 ②镉红 镉红的化学成分是 nCdS·CdSe,它的成分不是固定不变的,由于成分不 同的不同,可由橙红色到紫红色,色调的深浅取决于 Se/Cd 的比例(当 Se/Cd 为 10/90 时显橙色;Se/Cd 为 20/80 时显亮红色;Se/Cd 为 30/70 时显暗红色) 。 他的性能基本同于镉黄,坚定牢度,具有耐热、耐光、耐候等优良性能。 色彩鲜艳,性能好,但价格贵,只能用在有特殊要求耐高温、耐光、耐侯等方面, 可用于涂料、搪瓷、玻璃等工业中。

(3)铁系颜料

①铁黄颜料

化学式是 Fe2O3· 2O, H 具有优异的不渗透性、耐化学品性、 耐碱、

耐烯酸、可溶于热硫酸中,耐光性好、分散性好、无毒、耐热性一般,超过 177℃ 脱水变红。 氧化铁黄的颜色可以从带绿相得柠檬黄直至带红相的橘黄色。 铁黄主色
调为黄色, 具有强烈吸收蓝光和紫外线的能力, 因而当涂膜中含有氧化铁黄颜料时, 可以保护高分子材料免遭紫外线的照射发生聚合聚合物的降解。 铁黄的遮盖力比一 般黄色颜料强(透明铁黄外) 。它的着色力和铬黄差不多,比较好。铁黄是针状颜 料,比表面积大,带来了遮盖力强,着色力好的优点,带来缺点是吸油量高,堆积 比容大,在涂料配色时会产生一定的“花浮” 。

②铁红

氧化铁红颜料是一个古老的颜料, 近几十年发展为人工合成氧化铁红

颜料,颜色更鲜艳,性能更优越的合成产品取代了天然产品。氧化铁红是重要的无 机彩色颜料,仅次于钛白,它有优良的品质和较简单的工艺过程。氧化铁红是红色 粉末,它的色光变化的幅度比较大,从浅桔色到深蓝紫色,按粒子大小可以形成很 多颜色牌号。氧化铁红是惰性颜料,具有很高的稳定性,耐碱、耐稀酸(不耐热浓 酸) 、耐热性高达 1200℃,对光的作用很稳定,而且强烈吸收紫外线,因而能强有 力地保护基料及被覆盖物品,免受紫外线破坏。其次,耐溶剂、耐水、耐化学药品 性好,耐候性强,不易受大气侵蚀的特点。铁红还有一定的防锈能力,由于它是惰 性颜料,用作物理防锈可起到屏蔽的作用。铁红遮盖力很强除炭黑外,它遮盖力 最高。

⑷绿色颜料
①铬绿 铬绿颜料不是单一化学组分形成的颜料, 它是基于在光谱上黄与蓝两种颜 料经减差混合,可以复配成绿色颜料的原理,由带绿相的铬黄与铁蓝拼混而成。拼 混比例不同颜色变化范围很大,从很浅的黄绿色(含铁蓝 2~3%)到很深的绿色 (含铁蓝 60~65%) 。因为是混合颜料所以性能与组分铬酸铅、硫酸铅、铁蓝三者 的成分有关。 由于铬黄和铁蓝都不耐碱,所以铬绿颜料在应用时应避免与碱性填 料和碳酸钙等碱性填料共同使用。铬绿具有良好的遮盖力,强的着色力,较好的化 学稳定性(除耐碱性外) ,耐久性适中,耐光性稍差(经助剂处理可在颜料制造中 解决) ,耐热性一般(烘烤温度在 149℃之下) 。铬绿发展较晚始于 1940 年,但它 是绿色颜料中用量最大,尽管它性能还不尽人意,又有潜在毒性,但它的价格低, 仍有广泛用途。酞青绿颜色饱和,着色力高,但价格是铬绿的 5 倍。它不能用在超 过 pH7 的水性漆中。 ②氧化铬绿 化学成分是三氧化二铬(Cr2O3),其外观由浅绿到深绿,密度为 5.09~5.4g/cm?,吸油量 12~14%,三氧化二铬纯度达 97%以上。氧化铬绿是单一 成分的绿色颜料, 它色光在绿色颜料中不算鲜艳, 为橄榄绿色, 遮盖力不如铅铬绿、 着色力不如其他绿色颜料,但它突出优点:是绿色颜料中坚牢度最好的品种,有很 强的化学稳定性,不溶于酸或碱,耐光性强,耐高温达 1000℃。所以它用于高温 漆的制造,尤其是用于陶瓷及搪瓷工业,是没有其他绿色颜料可以代替的,其次用 来制绿橡胶,也可用在化学环境恶劣的条件下使用的防护漆。

(5) 蓝色颜料 ①铁蓝
铁蓝颜料起源很早,在 1704 年就出现了最早的普鲁士蓝。铁蓝由于制造

工艺不同,形成很多品种,有:普鲁士蓝、柏林蓝、华蓝、密罗里蓝、铜光蓝、钾蓝、 氨蓝等、 最重要的是华蓝和密罗里蓝, 华蓝的特色是具有最深的面色, 冲淡的颜色纯净, 绿相最大,着色力高,吸油量大,置地较硬,粒度在 0.01~0.05μ m 间。而密罗里蓝不 具铜光的铁蓝, 面色相对来说不如华蓝深, 冲淡底色为红相, 着色力和吸油量都比较低, 质地软,粒度在 0.05~0.2μ m 之间。铁蓝的化学组分中含有水,颗粒上还有吸附水, 因此铁蓝中的含水量比一般无机颜料大,约为 3~17%,而且含水量不可能全部去除, 否则只能导致铁蓝的分解,在制漆时,铁蓝的水分不可过高和过低,水分会引起返粗变 稠或难以分散。铁蓝的着色力在蓝色颜料中很高,但是只是酞青蓝的一半,铁蓝的遮盖 力不高,不耐晒、不耐酸、耐碱性极差,耐热性中等,在 177℃时开始变色,在 200℃ 以上铁蓝开始燃烧铁蓝外观是一深色粉末,密度比较小(1.7~1.85g/cm? ) ,他在水萃 取液为弱酸性,若不含一定的酸性就说明质量有问题,规定水萃取液的品 pH 值不大于 5。铁蓝的分散比较困蓝,在制造时应引起注意。铁蓝主要用于油墨工业,很大一部分 用于新闻油墨的调色、涂料工业调色,制备天蓝系列的浅色漆等,在涂料使用时应注意 不可和碱性颜料如锌钡白等相配,否则会褪色,不能用于水性漆等碱性涂料中。

②群青

群青是古老的颜料,具有美丽的颜色,是其他颜料所不及的,天然产品因

产量小、费工时、价格贵,现在由人造群青所代替。与铁蓝形成两个重要的无机蓝色 颜料。群青是复杂的铝钠的硫硅酸盐,化学成分比一般无机颜料复杂,真是结构至今 不清楚。它的化学成分不同,则色相也不同,蓝色系列大致是:浅色 Na6Al6Si6O24S2

中色 Na7Al6Si6O24S3

深色

Na8Al6Si6O24S4

紫色系列大致分为 H2Na4Al6Si6O24S2、H2Na6Al6Si6O24S2 除此群青还有粉红色和绿色的,但无论是哪种颜色其遮盖率都很 弱。群青除作为最美丽的蓝色颜料外,最大特点是耐久性高,它 耐光、耐候、耐热、耐碱,但遇酸分解、变黄。群青的色调和它 的颗粒大小有关,深色品种的颗粒大小为 3~5μ m,冲淡后呈红 相;浅色品种的颗粒大小为 0.5~1.0μ m,着色力稍强,冲淡后 成绿相。群青的遮盖率差,在油漆基料中呈透明状,只有在水性 漆中才呈现遮盖力。 群青耐碱,可以在蓝色颜料中和铁蓝相互补不足,在要求耐酸的 环境中使用铁蓝,在要求耐碱的环境中环境中用群青,在白漆中 使用群青是抵消白漆泛黄的最理想的方法,使白漆洁白纯正,多 用一些还会显出美丽的蓝相,作为增白用。

4.有机彩色颜料
有机颜料具有色彩、着色力强、不易沉淀及具有良好的耐化学品性能。 有机颜料按结构分为偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉颜料、还原颜料、 氮甲型金属络合颜料、其他杂环颜料。

(1) 偶氮颜料
①单偶氮颜料 德国 Hoechst 公司首先在单偶氮颜料结构中引入苯并咪唑酮基团, 研制出得 H 型颜料,耐光性大于 7 级,耐酸碱性稳定,耐热性大于 200℃,是目前 单偶氮颜料中最佳品种,投放市场的品种有 12 个。改进了单偶氮颜料耐热、耐溶 剂、耐光等特性,并保持鲜艳的色彩。大红的耐光、耐热、透明度好。艳红的耐光、 遮盖率好。原单偶氮颜料:大红粉 甲苯胺红 ②双偶氮颜料 联苯胺黄系黄色偶氮颜料, 由于其制造工艺简单、 产品的着色力高、 色泽鲜亮,所以美德日仍大量生产如 HR、HIOG 黄 由于联苯胺类中间体的致癌性,以及联苯胺黄的浅色耐光性差,萘酚 AS 系统颜料 又缺乏优良耐久性的品种,所以瑞士 Ciba-Geigy 公司经长期研究后发展了分子量 较大的偶氮缩合型颜料,有黄、橙、红、棕等色谱,耐热大于 200℃,耐溶剂性优 良,着色力强,可用于氨基烤漆中。该公司采用二胺基苯衍生物取代苯胺,两个相 同的单偶氮颜料与二胺基苯化合物的对称缩合等,品种有:黄 8G(PY128) 、黄 6G (PY94) 、黄 3G(PY93) 、黄 GR(PY95) 、黄 2G(新增品种)橙 AR(P()31)、棕 5R(Pbrown23)、大红 R(PR166) 、红 BR(PR144) 、红 G(PR220) ③偶氮色淀 涂料用偶氮色淀主要是 Rubine Toner2B(即 2B 红,钙盐)及 5BM(锰 盐) 。2B 红耐热 180℃,耐溶剂优良。5BM 色相较蓝,可和钼铬大红配成较经济的 红色烘漆。在单(或双)偶氮颜料结构中引入磺酸基团,生成的 Ca、Ba、Sr、Mn 盐,耐有机溶剂渗透性可达 4 级以上(5 级最佳,特别适宜用于溶剂型色漆中,不 能用于水性漆。其品种有黄光红。

(2) 酞青颜料
①酞青蓝 酞青蓝的主要成分是铜酞青,分子式为 C32H16N8Cu,化学结构复杂, 外观为深蓝色粉末,由于晶相不同,使它的颜色有所差异,它有多种晶态,现发现 8 种,已经形成商品的有 3 种:α 型β 型ε 型,最重要的是α 和β 型。α 型带红光; β 型带绿光;ε 型带有更鲜艳的红光。酞青蓝密度一般为 1.53~1.75,随制造工 艺不同而变动,α 型吸油量为 30~58%,β 型为 42~65%。 酞青蓝具有鲜艳的蓝色和优异的着色力, 相当于铁蓝的 2~3 倍, 遮盖力也非常强, 为 5g/㎡左右,耐酸、耐碱、耐热、耐候、耐光性均佳,是一种非常坚牢、稳定的 颜料, 因此具有很高的使用价值, 但酞青蓝用于涂料中α 型和β 型都会在有机溶剂 中结晶和在漆料中絮凝的缺点,ε 型在涂料中具有抗结晶、抗絮凝的性能。 酞青蓝中β 型最稳定,α 型有向β 型转化的趋势,在适当的条件下,如遇芳香族溶 剂和 200℃左右高温时,α 型变转化为β 型,着色力和色光都会降低。因此,α 型 不能用于芳香族溶剂漆中。β 型酞青蓝是酞青蓝的稳定结构,抗结晶性好,可用在 溶剂型漆中。 酞青蓝用于涂料应注意抗结晶能力和絮凝性,若两种性能不好,会使色光暗淡、着 色力降低、涂料增稠、难以分散、流动性变差。 ②酞青绿 酞青绿的分子式为 C32H2N8Cl14Cu,除此外还可以以溴代氯,形成多种

化学结构的酞青绿。酞青绿颜色为深绿至绿色。随着分子结构中溴取代数的增加, 黄相逐渐增加,颜色变浅。随着溴代数量的增加,相对密度变大,吸油量变小。 酞青绿的颜色鲜艳, 着色力强, 与酞青蓝一样, 具有优良的颜料性能;耐酸、耐碱、 耐光、耐候性好,它比酞青蓝优越,没有结晶问题,但仍有絮凝问题,使用时可添 加少量助剂如苯甲酸铝等。 酞青绿是最优良的绿色颜料, 因价格昂贵而使它应用受 到限制。

(3)喹吖啶酮颜料
喹吖啶酮颜料具有多种形态:线状反式、线状顺式、角状顺式、角状反式。其中最重要 的是线状反式结构的喹吖啶酮,分子式为 C20H12N2O2,它有 4 种晶态:α 、β 、γ 和 δ 型,一般合成出是α 型,为蓝光红色颜料,此种粗喹吖啶酮对溶剂不稳定,不能直接 用作有机颜料, 须处理转化为β 或γ 型, 才具有价值的高级有机颜料, 型为紫色颜料, β γ 型为黄相或红相颜料,蓝黄相的区别在于颗粒大小,粒子大于 1μ m 的为黄相红,小 于 1μ m 的为蓝相红。 喹吖啶酮颜料制造时先制得粗品喹吖啶酮,然后再加以颜料化处理,成为可用的颜料。 制得粗品有多种途径,最主要的方法是丁二酸二乙酯法,以丁二酸二乙酯为原料,先经 自身缩合,再与苯胺缩合、氧化,最后闭环制得。 选择合适的闭环条件是制造粗品的关键,通过颜料处理可以获得合适的晶型及颗粒大 小。

(4)异吲哚啉酮颜料
该类颜料为耐热性大于 287.8℃、耐候性、耐光性能均优良的颜料。在涂料中应用的主 要是黄色品种,它色泽鲜艳,即使以钛白冲淡仍有优良的耐光性(>7 级) 。主要品种有: CGY 公司: Irgazin 黄 2GLTN(PY109) 黄 3RLTN(PY110) 黄 2RLT(PY110) BASF 公司:Palio 黄 1840 黄 2140D 大日本油墨公司:Fastogen Supra 黄 “艳橙”其耐候性、耐溶剂性,比汉沙黄优良。

(5)还原颜料
该类颜料是以还原染料纯品经颜料化处理后筛选的品种,有黄、红、蓝、橙色色谱。具 有很好的耐溶剂性、耐化学药品性及耐久性。主要用于轿车用闪光面漆。在氨基烘漆中用 1/200 钛白冲淡后,其耐光性仍可达 4 级以上(最佳 5 级) 。主要品种: BASF 公司: Paliogen 黄 RT、1870 橙 2640、3040 蓝 6470 ICI 公司:Monolite 黄 FR、黄 FRN(PY112) 红 Y、2Y(PR168) 蓝 2R/3RN(PB60) CGY 公司: Cromophtal 黄 A2R 其中 FR、 都是红光黄色, FRN 着色力比异吲哚啉酮黄 (PY110、 PY109) 及还原黄 (PY108) 高,耐久性也很好好。

蓝 3R/3RN 可以和酞青蓝、二噁嗪紫配成红光蓝色,用于高级装饰用色漆中。

(6)氮甲型金属络合颜料
该类颜料是以单甲川基架桥的着色剂,具有较好的耐光、耐溶剂性能,主要品种有黄、 橙、红色。其色泽不如偶氮类颜料,因为它是与金属络合而成,故耐化学品略差。络合的金 属有 Ni、Zn、Cu、Mn 等。该颜料 70 年代投放市场,主要品种: BASF 公司:Falingen 黄 4G1070(Cu 络合)黄 3R1770(Ni 络合) 红 3170(Ni 络合) CGY 公司:Irganzin 黄 5GT(Cu 络合)

(7) 其他杂环颜料
①噁嗪紫 是紫色颜料中着色力较高的品种,多用于白色涂料的增白剂,可和酞青蓝 配成红光蓝色。 ②苝红 该类颜料耐久性较好,耐热性高达 350℃以上,有大红、红、紫红等色谱, 鲜亮度稍逊于偶氮颜料。生产品种不多,仅用于高级涂料和耐热要求较高的涂料产品。 ③喹酞酮颜料 该类颜料是新开发的品种,目前仅有 BASF 公司生产,为 Paliogen 黄 1090,色泽鲜艳,耐热达 300℃以上,并具有优良的耐久性。 ④其他杂环颜料:

5.金属颜料
(1)铝粉:又称银粉,其颗粒呈微小的鳞片状,厚度 0.1~2.0μ m,直径 1~200μ m, 由于铝粉是片状结构,在色漆中会形成十几层平行排列。铝粉漆的耐候性优于一般色漆。 (2)锌粉 是一种带蓝相的灰色粉末,为球形粒子。 (3)铜粉 又称金粉,具有黄金色的光泽,是由锌铜合金制成的鳞片状粉末。纯铜易变色。

(二)体制颜料
体质颜料和一般消色颜料及着色颜料不同,在颜色、着色力、遮盖力等方面和前者不能 相比,但在涂料应用中可改善某些性能或消除涂料的某些弊病,并可降低涂料成本。体质颜 料增加色漆体系的 PVC 值外, 还可以改善涂料的施工性能, 提高颜料的悬浮性和防止流挂的 性能,又能提高色漆涂膜的耐水性、耐磨性和耐高温性等。 1.

碳酸钙

碳酸钙在酸中可以溶解,它是碱性颜料,由于它的 PH 值在 9 左右,不宜与

不同耐碱颜料共用,却能用于乳胶漆中其缓冲作用。它分解温度为 800~900℃,可用于 耐高温涂料。是通用的体制颜料,即降低成本,又起骨架作用,增加漆膜厚度,提高机 械强度、耐磨性、悬浮性、中和漆料酸性等。在室外用漆中使用可减缓粉化速度,并有 一定的保色性和防霉作用。天然碳酸钙大量用在底漆、腻子中,它是很好的接缝材料, 即能在底材上沉积,又可与漆料相容,增加漆的强度。在面漆中由于碳酸钙的加入,可 以制成平光漆、半光漆。需要消光的情况下可以大量使用,如建筑用漆。在防锈漆中, 加入碳酸钙,由于它可以水解生成氢氧化钙,从而增加对底材的附着力,碳酸钙还能吸 收酸性介质,有利于漆的防锈,因此防锈漆中也大量使用。 2.

沉淀硫酸钡

化学成分是 BaSO4 天然产品成为重晶石粉,合成产品称沉淀硫酸钡。硫

酸钡是一种惰性物质,这种颜料化学稳定性高,外观是一种致密的白色粉末,是体制颜 料中密度最大的品种。体制颜料的密度与折射率有一定的关系,一般来讲,密度越大折 射率越大。硫酸钡是体制颜料中折射率最大的,表现出颜色比较白,遮盖力稍强。硫酸

钡耐酸、耐碱、耐光、耐热,熔点可达 1580℃,不溶于水,吸油量低,是一种中性颜料 合成产品质量优于天然产品。天然产品在涂料中主要用于底漆中,利用它的吸油量低, 可制成厚膜底漆,具有填充性能好、流平性好、不渗透性好,并增加漆膜硬度和耐磨性, 缺点是密度大,制漆易沉淀。但它易研磨,易于其他颜料、漆料混合,用于底漆。 合成硫酸钡性能好,白度高,质地细腻,一般用于更高级用途,例如用在照相纸、染料,X 射线技术利用它的白度和不透明性作观测用,还可以制作其他颜料;钛钡白、锌钡白、钛锌 钡白。

3. 二氧化硅
SiO2 有天然和人造产品两大类,主要成分都是 SiO2,但部分产品是含水二氧化硅。天然和 合成产品在外观和使用上性能有很多差异,但化学上都具 SiO2 的特性,外观为白色粉状中 性物质,化学稳定性比较高,耐酸不耐碱, 不溶于水,耐高温,但在物理状态上有极大差别。 天然产品颗粒粗大,吸油量低,颜色不够纯净,白色或近于灰色,颗粒比较致密,质地硬, 耐磨性强。由于二氧化硅的密度小,是体制颜料中折射率比较低得品种,但比合成二氧化硅 高,达 1.54 左右。合成产品颗粒由一般到极细,吸油量由一般到非常高,颜色白色或略带 蓝相,折射率低在 1.45 左右,颗粒状态可以做得相当膨松。 (1) 天然无定形二氧化硅 所谓无定形是指颗粒微细,达到在显微镜下无法观测得程度,不成结晶形,颗粒大部分 在 40μ m 以下,外观为细白粉末,密度为 2.65g/cm?,折射率为 1.54~1.55,吸油量为 29~31%熔点 1704℃,pH 值为 7.主要用作抛光剂,因为它价廉和不活泼性,在涂料中 广泛用作填充剂,用于底漆、平光漆、地板漆、也用于塑料。 (2)天然结晶型二氧化硅 即天然石英砂,经粉碎风选而得,外观为白色粉末,吸油 量 24~36,密度 2.65 折射率 1.547,pH 7,粒径 1.5~9.0μ m。用途广,由于它的色 白、耐热、化学稳定性好,在乳胶漆中使用不仅起到填充作用,而且刷涂性能好,平光 作用及耐候性好。 (3)天然硅藻土 前面两个品种均为不含水的二氧化硅,此产品含水二氧化硅,数量 不定,其化学性分子式微 SiO2·nH2O,它是海生物的遗骸,资源非常丰富。来源和制造方 法不同,质量波动大,外观由灰色粉末至细白粉末,密度很小,体轻,颗粒又蓬松,折射率 相当低(1.42~1.48) ,颗粒较粗,粒径为 4~12μ m,具有多孔性,吸油量高达 120~180%。 主要用于涂料,作平光剂,也用于底漆。其次用于塑料、造纸。 (4)沉淀法二氧化硅 外观为白色非晶体粉末,密度 2g/cm?,吸油量 110~160 折射 率 1.46,含水量 4.6%,具有吸湿性。产品还存在一定的游离水分,大多用于橡胶和造纸, 在涂料工业中用作体制颜料、中性颜料,它稳定性好,但难以分散。 (5)合成气相二氧化硅 是一种极纯的无定型二氧化硅。吸油量高达 280%,化学稳 定性强,除氢氟酸和强碱之外,不溶于所有溶剂。气相二氧化硅在液体介质中呈现增稠性和 触变性,一般加入 1~4%的气相二氧化硅就可获得适宜的触变性。还以防止颜料下沉,因 为二氧化硅颗粒可形成三维式链,轻微的触变性改善漆的涂覆性,减轻流挂及发花现象,使 用憎水型二氧化硅可作防沉降剂,同时提高涂膜的耐水性。

4.硅酸盐类
(1)滑石粉 主要成分 3MgO·4SiO2·H2O,外观白色有光泽粉末,密度 2.7~2.8g/cm?, 折射率 1.54~1.59,热稳定性可达 900℃,Ph9.0~9.5,吸油量 30~50%,是一种天然产品, 颗粒状态有片状和纤维状两种,片状比纤维状对漆膜的耐水、防潮性更有利。滑石粉在涂料 中不易下沉,并可使其他颜料悬浮,即使下沉也非常容易重新搅起,也可以防止涂料流挂,

在漆膜中能吸收伸缩应力,免予发生裂缝和空隙的病态,因此滑石粉适用于室外漆,也适用 于耐洗、耐磨漆中。 (2)高岭土 主要成分 Al2O3·2SiO2·2H2O,又称水合硅酸铝、瓷土、白陶土,这种 天然产品常含有石英、长石、云母等。外观白色粉末,质地松软、洁白,密度 2.58~ 2.63g/cm?,折射率 1.56,吸油量 32~55%,粒度 0.5~3.5μ m,用于底漆可改进悬浮 性,防止颜料沉降,并增强漆膜硬度,也适合制作水粉漆和色淀。近来发现微细体制颜 料可提高钛白粉或其他白色颜料的遮盖能力,钛白粉能发挥最大遮盖率粒度范围 0.2~ 0.4μ m,体制颜料也必须具有 0.2~0.4μ m 的力度范围才能符合要求。 (3)硅灰石 化学成分 CaSiO3,有天然和合成两种产品,涂料工业用天然硅灰石产品 极明亮的白色粉末,折射率比较高 1.63,吸油量 25~30 熔点 1540,是一个碱性颜料 Ph 9.9,用于醋酸乙烯乳胶漆中作缓冲剂,使 PH 值偏离合理的碱性。由于它的吸油量 低也常用于油性漆中。 人工合成产品为水合硅酸钙, 有两种产品:常规性和处理型。 主要用于稀薄水浆内墙平光涂料中,它提供不透明性和对低白度光泽的优异控制能力, 它呈现一定程度的遮盖力,改善在湿的情况下的耐磨性,有高地平光效应,体现比较好 的修饰特性。 它的平光效应与它具有非常高的附着力及多种颗粒形状有关。 这些优点赋 予它很高的应用价值。 (4)云母粉 化学成分是 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O,一般涂料常用云母矿,呈棕绿 色光的大层叠体, 经处理后成为极细的有珍珠光片状细粉产品。 外观为银白色至灰色膨 松粉末, ,吸油量 56~74,这种片状细粉的体制颜料用于漆中可增加漆膜弹性,它在漆 中的水平排列可以阻止紫外线的辐射而保护漆膜,防止龟裂,还可防止水分穿透。它的 化学稳定性强,能提高漆膜的耐温、耐候性,能起阻尼、绝缘和减震的作用,还能提高 漆膜的机械强度,抗粉化性、耐久性,用于防火漆、耐水漆。与彩色颜料共用可提高光 泽而不影响其颜色。

(三)防锈颜料
1.红丹
是古老的颜料品种,又名铅丹,红丹的化学成分是四氧化三铅其产品可以

是 100%四氧化三铅组成, 大多数含量可达 97~98%,也有 85%的其余部分完全是氧化铅。 红丹是橙红色粉末,它是一种很细小的晶体,平均粒度随制造方法不同而不同,大约为 1~4μ m,它比一般颜料密度大而吸油量小,密度可达 8.9,吸油量 7~9%。不耐酸碱, 耐高温 480℃, 温度再高就分解成黄丹。 有一定毒性, 它能钝化钢铁表面从而抑制腐蚀, 即使红丹漆膜出现破裂时, 由于红丹漆附着力强还可以阻止腐蚀的蔓延。 红丹漆膜吸潮 性很低,可抑制潮气和氧气的渗透,达到防锈的目的。防锈机理既有物理防锈又有化学 防锈,化学防锈最为重要。

2.锌铬黄

它的颜色和它的防腐性能相互矛盾,CrO3 和 K2O 含量低或不含钾的,

颜色呈暗黄色,吸油量高,着色力和遮盖力低,耐光性差,不适宜作普通的着色颜料, 但作轻金属防锈颜料效果很好,相反则颜色更好。耐热性极差,锌黄属致癌物质,因此 要制成不宜飞扬的颜料或浆状颜料,然后配漆,防止粉尘污染。

3.磷酸锌

也属重要的防锈颜料,外观为乳白色粉末,能和多种漆基相容,能溶于

酸形成二代磷酸根,能溶于氯水形成络合物,可使表面底材磷化,形成在阳极范围特别 有效的保护层, 白色凝胶状氢氧化锌和底材具有很好的附着力。 主要作用是在防腐蚀后 阶段。用于带锈涂料时,在有铬酸根离子存在情况下,使铁表面形成络合物与漆膜结合

牢固不再继续锈蚀,因而磷酸性经常和防腐蚀初始阶段特别起作用的防锈颜料向复配, 如锌黄、四碱式锌黄、铬酸钡等铬酸盐、用于和洗涤底漆,有效的 PH 值为 7.7。单纯 磷酸锌颗粒粗大,还需要进行改性,使用改性磷酸锌,粒度适中,引入一定数量的碱性 基团将有利于磷酸锌的水解,在附着和阻蚀络合物形成和分布的最佳化占有优势。

4.其他铬酸盐(铬酸钙、铬酸锶、铬酸钡)
这三个黄色铬酸盐均为防锈颜料, 它们的防腐机理同铬酸盐类防锈颜料, 都具有一定的 水溶性,比铅铬黄溶解度大很多倍,所以溶解出的铬酸离子增加了颜料的防锈性能。他 们的溶解度分别为:17g/L;0.5g/L;0.00005g/L。它们是同族化合物,随着原子序数的 增加,其水溶性逐渐减小。 (1) 铬酸钙 简称钙黄,其化学成分 CaCrO4,外观为柠檬黄色,这类铬酸盐中三氧 化铬含量最高近 60%,而且水溶性铬酸离子又最大,在理论上防锈能力最强的一 个品种。由于水溶性过大,影响了漆膜的耐水性,使得钙黄的适用范围受到了 限制,只能用于抗水性漆料中,或与其他防锈颜料拼用,既增加选用单一防锈 颜料的防锈能力,又使本身的水溶性大的副着用减小。 (2) 铬酸锶 简称锶黄,是比较重要的铬酸盐颜料,它的防锈能力及颜色都很好, 具有很重要的地位,外观是鲜艳的柠檬黄色,可用来制作绘画颜料,着色颜料, 后因有机黄德颜色可以和它相媲美,又因制造锶黄时消耗的铬酸盐比一般铅铬 黄高,锶黄原料昂贵导致锶黄成本高,因此在着色方面的应用已被有机黄所取 代。只是在要求提高防锈能力方面,锶黄的三氧化铬的含量比锌黄高,水溶性 比锌黄小约 1 倍为 0.5g/L,这样形成铬酸离子含量大,防锈能力强、水溶性小、 漆膜耐水性强,耐光性好,超过铅铬酸和锌铬黄,遮盖力、着色力弱,在酸中 溶解,在碱中分解,耐热性很高,可达 1000℃。普通型密度为 3.67~3.77,吸 油量 33 粒径 10~15μ m.。低遮盖力型表现为颗粒粗大,吸油量低,遮盖力 弱, 密度 3.72~3.82g/cm?, 吸油量 20, 颗粒直径 10~30μ m。 可用作洗涤底漆, 与四碱式锌黄按 1:1 混合,可增加铬酸盐的溶解性又不影响与底层的粘附能力。 可做成化学防腐涂料,利用它在展色剂中活性低、耐热、耐光特性,是铅美及 合金材料的良好防锈颜料。低遮盖力型可用于铝粉浆涂料,增加铝粉防锈能力。 (3) 铬酸呗 简称钡黄,外观略带黄相的奶黄色粉末,钡黄的三氧化铬含量大致 32% 以上,是这类颜料中颜色最浅、水溶性最低(0.011g/L)的,作着色颜料无意 义,主要用于防锈颜料。有一定的防锈能力而且水溶性差使漆膜稳定性高,可 以同锌黄、锶黄配合制防锈漆。 (四)特种颜料 1.珠光颜料 使用珠光颜料是为了获得珠光光泽、 彩虹效应和金属光泽。 它是透明的薄 片状结晶,这种粒径为 5~100μ m,厚度小于零点零几微米,这种珠光片状结构在树脂 和涂膜中以层状平行排列,其质量好坏取决于片状粒子的厚度。对入射光部分反射、部 分透射、部分透过,光线在多层薄片上反射后产生一种深度的珠光光泽。大多数珠光颜 料是白色的,把颜料加入珠光颜料中形成彩色的珠光或或金属光泽现象即为彩虹现象。 珠光颜料有天然和合成产品。 (1)天然珍珠精(鱼鳞箔) 把刀鱼或青鱼精制出六羟基嘌呤和 2-氨基-6-羟尿环的 固溶体片状结晶作为珠光物质,片厚 0.07μ m,片状最大直径 30μ m,密度小, ,耐光性 优,耐硫化性优,耐热性优良(可达 270 度,耐化学性差,遇酸碱都溶,耐溶剂性优, 具有优异的珍珠光泽,无毒性。缺点来源受限,价格高,可用于各种化妆品。 (2)片晶状碱式碳酸铅

成分为 3PbCO3·2Pb(OH)2或是和 2PbCOM(OH)2 的混合物,为六角板状 结晶,粒径 8~20 微米,厚度 0.05~0.34μ m,密度特大 6.8,耐热性良、耐光性优, 但不耐硫化,能形成黑色硫化铅,不耐酸、耐溶剂,缺点是有毒。 (3)氧氯化铋 成分 BiOCl,与白云母可配成珠光颜料。片状粒子,有结晶型和无定 型两种。两种都是白色细粉,耐热性良好,耐光性差,耐硫化性差,能溶于强碱,耐溶 剂性优良。 (4)云母钛 以云母片为基料,用二氧化钛进行包膜形成的珠光颜料,比上述合成 珠光颜料有更多有点,无论毒性还是性能都好。云母钛的粒度 5~140μ m,厚度 0.1~1 μ m,可随包膜情况不同,形成多色彩的许多品种,一类是银色,按二氧化钛的覆盖率 和粒度不同,得到多种银白色珍珠光泽的颜料,大粒子可获得金属样闪烁的光泽;小粒 子可获得丝绢般柔和的光泽。 一般外包锐钛型二氧化钛, 在耐候性有特殊要求场合则用 金红石型二氧化钛包膜。 另一类是彩虹类, 这种云母钛的彩虹效应是由光的干涉现象造 成的,有光干涉得到的颜色,随着二氧化钛层的膜厚而改变,透过紫色,反射金黄;透 过绿色,反射红色;透过黄色,反射紫色;透过橙色,反射蓝色;透过红色反射绿色。 还有一类是着色类,在天然云母的表面用二氧化钛包膜,在此基础上,再用有色无机化 合物的胶状粒子包覆,这样既保持了原云母钛的珠光光泽,又赋予了各种颜色,不同的 二氧化钛的覆盖率,不同的着色颜料含量,可产生不同的色彩,如添加氧化铁类,可得 到亮金黄到红铜色,还可以用铬绿、炭黑、铁蓝包膜。 根据用途不同,可选用不同的云母钛系珠光颜料品种。它耐热、耐光、耐硫化、耐化学 性均好,而且无毒。 云母钛珠光颜料在使用时应注意不能与干涉色系混合使用 (会出现反射, 透射色消失的 情况。与其他颜料、染料拼用时不透明色,涂底色时要按反射色、透过色的效果进行选 择,在涂料使用时要考虑沉降性、分散性、取向性等。 2.荧光颜料 有无机和有机两大类,品种很多。这种物质在紫外线的激发下或可见光的照射下,部 分光波被吸收,同时放出一些可见光波形成颜色,称为荧光颜料 具有荧光性质的染料大都有蒽环结构,染料浓度控制在 2%左右,无机荧光颜料主要由 ZnS 与 CdS 组成,还会有极微量(0.003%~1%)的 Cu、A 股或 Mn 的化合物作活性剂。 荧光颜料色感非常强烈,耐光性一般较差。可罩涂含有紫外线吸收剂的罩光清漆,延缓 涂膜褪色。 3.示温颜料 使用变色颜料做成色漆, 刷涂在不宜测量温度变化的地方, 可以从漆膜颜色的变化观测 到温度的变化,这种颜料称为热感性颜料或示温颜料。分为两类:一类是可逆性变色, 一类为不可逆性变色颜料。 (五)功能颜料 1.耐高温彩色复合颜料 该颜料为金属氧化物的混合相颜料, 是在晶格中引入其他离子, 该类颜料具有较高的耐热性(约 1000 度) ,耐光、耐候性也好,可用于各种涂料。 2.含镍不锈钢片颜料 耐腐蚀性强,能通过 500 小时的盐雾试验(ASTM 法),即使在水 性漆中也很稳定。有浆状或粉状两种商品,可用于家电、自行车、办公家具用漆,比铝 粉效果好, 不变色, 不与发生作用, 也无释放出氢气的弊病。 另有 Brnnze925 片状颜料, 为高纯合金粉末,防腐性好,可用于粉末涂料及户外高耐久性涂料。 3.加工颜料(调入颜料) 在涂料生产中,需要用大量高功率的研磨分散设备。在配料时,使用固体粉末颜料会造 成粉尘飞扬和环境污染。加工颜料又叫调入颜料,以色浆、色片、色母粒形式出售。

4.偏硼酸钡 是一种多功能颜料,漆化学成分为 BaB2O4·H2O,商品形式的改性偏硼酸 钡中 BaB2O4·H2O 含量不低于 90%。改性偏硼酸钡是一种白色粉末,密度 3.25~3.35, 折射率 1.55~1.60, 吸油量 30, 饱和溶液 PH (20℃) 9.8~10.3, 为 溶解度最大为 0.4%。 偏硼酸钡溶解性较好,为降低其溶解性,在实用上常用 SiO2 改性。偏硼酸钡既可用于 底漆,有可用于面漆,有效的 pH 为 10 左右。防腐性在初期是最有效的,主要基于它明 显的碱性和能在涂料中形成高 pH 值,此外,它能中和酸离子和涂料的其他降解产物, 硼酸盐离子也能提供阳极保护 (纯化和形成保护层) 还能和磷酸盐防锈颜料配合使用。 。 改性偏硼酸钡作为多功能颜料,在油基漆或乳胶漆中起以下作用:①防霉和防菌作用 钡离子和硼酸离子都能阻抑细菌的滋生; ②防锈作用 可单独或与其他防锈材料合用; ③阻燃作用 阻燃作用与锑白相似; ④抗粉化作用 ⑤增加颜色的保持时间 它可提供一个清洁的颜色,减少沾污和发霉,减少低粉化二氧 化钛漆的变黄程度等。 基于以上原因, 不能把偏硼酸钡看成单纯的防锈颜料, 由于它的强碱性使它用途受到一 定限制。 5.氧化亚铜 Cu2O, 是古老而最有效的船底防污剂, 原因是氧化亚铜颜料制成的漆与海水接 触后,海水扩散到漆膜内,氯化钠与氧化亚铜结合成复盐,再向海中扩散,并溶于海水,形 成有毒的铜离子,包覆在航行船底,极微量的铜(0.0001g/L)就可制约生物在船底的附着, 这就需在制成的氧化亚铜船底气和所形成漆膜表面,在 24 小时 (每 100cm?表面)内 溶于水的铜应不少于 1mg。 五、颜料发展趋势 (1)在单偶氮的有机颜料结构基础上,继续开发少公害的杂环基团类型高饱和度的红色颜 料,并扩大有机-无机复合颜料的新品种; (2)以无公害、无污染、性能优良的有机颜料和白色颜料取代有毒的含铅铬酸盐、含镉等 无机颜料,增加低毒的防锈颜料,逐步替代锌黄、红丹等有毒颜料;开发高性能的金属氧化 物复合颜料; (3)研究开发颜料制品,以液体、薄浆、厚浆、色片、色母粒等形式供货,扩大应用范围; (4)开展颜料表面处理(有机、 无机物包膜) ,改性颜料性能, 已满足色漆生产发展的需求。


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