粉末涂料用颜填料

粉末涂料用颜填料 Pigments for Powder Coatings

摘要：本文详细介绍了有机颜料、无机颜料、金属粉颜料、功能颜料等在粉末涂料中的应用以及颜料产品的技术参数。

1 概论

适用于粉末涂料的颜料按其性能和作用大致可分为：着色颜料﹑金属颜料﹑功能颜料﹑体质颜料等四大类。它们是粉末涂料的重要组成部分，赋予涂层绚丽多彩的色泽﹑改进涂料的机械化学性能﹑或降低涂料的成本等。

着色颜料分为有机和无机两大类，几乎能涵盖所有的色相体系。金属颜料主要包括浮型和非浮型铝粉﹑各种色调的铜金粉和珠光颜料﹑金属镍粉和不锈钢粉等。功能颜料主要包括荧光颜料﹑夜光颜料﹑耐高温颜料﹑导电颜料等。体质颜料广义地讲有钛白粉（锐钛型和金红石型）﹑碳酸钙（轻质和重质等）﹑硫酸钡（沉淀型和天然重晶石型）﹑滑石粉﹑膨润土﹑石英粉等。

配制高质量的粉末涂料离不开选择高质量的颜填料。颜填料对粉末性能的影响见表1。

2 颜填料选择的一些基本原则

2.1 颜料的选择

·颜料种类繁多，性能不一，并非什么颜料都能用在粉末涂料中。粉末涂料由于自身的工艺特殊性，选择颜料时应注意以下几点。

·颜料分散性要好，最佳分散粒度为0.2～0.9µm，不易结块。

·颜料遮盖力和着色力要强。

·热稳定性要好，至少需耐温160℃以上。

·颜料要具备一定的耐光耐候性，如不易褪色，抗粉化，物理性能要持久。

·颜料吸油量适中，抗渗色性要好。

2.2 填料的选择

在粉末涂料中加入一定量的填料可增加涂层的硬度等机械性能，并能降低成本，是调整粉末涂料成本的有效途径。

粉末涂料中应用的填料主要是碳酸钙和硫酸钡，而像膨润土、滑石粉、石英粉等可看成功能性填料，总体用量非常少。

根据生产工艺和原料等因素，碳酸钙可分为轻质碳酸钙和重质碳酸钙两类，这两类碳酸钙在粉末上都有应用。

硫酸钡也有两类：沉淀型和重晶石型。前者为化学反应制成，后者由天然重晶石研磨而成。

选择填料应注意的问题是：

·填料白度要高，可减少钛白粉的用量。

·杂质要少，考虑到粉末涂料的工艺特殊性，填料中杂质多将影响涂膜的表面装饰性（涂层表面颗粒多，流平差）。

·粒度过于粗的填料不要选用，因其不易分散，对螺杆有磨损。

·填料要松散，不能结块，含水量要低。

3 调配色提示

（1）习惯上色彩大体可分为红﹑橙﹑黄﹑绿﹑蓝﹑紫、黑﹑白等几大类。各颜色之间存在着一定的关系。我们可用三个参数来表征任何一个颜色，即色调﹑饱和度和明度。

色调是区别各个颜色的基本特性，决定于光源的光谱组成，及物体表面反射光波对人眼所产生的感觉，体现了颜色在“质”方面的特性。

饱和度为颜色在“质”的基础上所表现出的彩色纯度，又称为“彩度”。

明度是人眼对物体颜色明亮程度的感觉，每个人在判断上有差异。

（2）红﹑黄﹑蓝是三原色，不能再分解。其它颜色都是由这三种颜色搭配而成的。

（3）技术员在调色时须注意所要求的颜色属于哪一类，以哪种颜色为主色，并要考虑颜基比（PVC值）和颜料的遮盖力以及成本核算。有关这方面的内容将另文详述。

4 各类颜料简述

4.1 着色颜料

4.1.1 无机颜料

①炭黑

炭黑为最重要的黑色颜料，由于生产工艺的不同，炭黑的色相﹑着色力﹑分散性都有很大的差别。主要有乙炔黑﹑槽法炭黑﹑灯黑等。炭黑具有良好的抗紫外线性能。

适用于粉末涂料的炭黑推荐卡博特（Cabot）的REGAL 330R和日本三菱的MA-100，它们均是蓝相炭黑，色相纯正，典型数据可参考表2。

②氧化铁颜料

这类颜料主要分为三类：铁黄﹑铁红和铁黑（包括铁棕）。氧化铁颜料在粉末涂料中应用很普遍，价格低廉，无毒，易分散。这里列举德国拜耳和国内某厂的系列氧化铁颜料的基本性能参数（见表3和表4）。

③铬系颜料

主要包括铬黄﹑钼铬红﹑铬绿等三类。该类颜料色泽鲜艳，耐酸碱性能好，着色力强，易分散，在国内粉末界使用非常普遍。铬系颜料耐热性和耐候性较氧化铁系颜料差一些。铬黄按照色相，又可细分为柠檬黄﹑淡铬黄﹑中铬黄﹑深铬黄﹑桔铬黄等，应用较为普及的是柠檬黄和中铬黄。铬黄的基本性能见表5。

各厂家生产的铬系颜料品质差异很大，需注意选择。用于粉末涂料的铬系颜料推荐采用上海铬黄颜料厂的产品，以及国外厂家如加拿大的DCC公司，德国巴斯夫和瑞士等的相关品种，但国外公司的产品价格较高。

④群青，群青的化学名称等铝磺化硅酸钠，色相丰富，从粉红到紫色都有，耐热性良好，无迁移性，无毒，易分散。耐酸碱性差，户外粉一般不采用。

国产群青的色相品种较少，鲜艳度低，着色力偏低。推荐采用英国HOLLIDAY公司的系列产品，如RS-05、RS-08和RS-32等牌号。

这里顺便介绍该公司的锰紫，化学名焦磷酸锰铵，具有独特的颜色，色调柔和高雅，耐温可达250℃，无迁移性，耐光达7～8级，多用在白色粉末中。

⑤其它无机颜料

铁蓝，分子式：Fe4[Fe（CN）6]3•XH2O。具有较好的综合性能，使用面不广。

钛绿﹑钛蓝都是钛酸盐，同时含有金属镍（Ni）﹑锌（Zn）和铝（Al）。钛绿耐碱，耐热性差，一般用于户内场合。钛蓝性能尚可。它们的应用面不广。

4.1.2 有机颜料

①酞菁蓝

酞菁类颜料。国内粉末厂多选用酞菁蓝BGS，属国标产品，色光为绿相蓝，β晶体，有较好的分散性和着色力。进口酞菁蓝建议采用巴斯夫的L7072D和L7090，或德国科莱恩的B2G。

从综合性能和多年的使用实践看，国产酞菁蓝尚无满足粉末涂料的及其要求品种，绝大部分粉末厂多选用进口酞菁蓝加以弥补。

要获得色相纯正的酞菁绿不易，国产酞菁绿大多呈黄相，主要供应商有上海染化一厂和上海染化十一厂﹑江苏双乐化工﹑安徽合雅化工等。

进口酞菁绿，主要用于汽车品种，多推荐德国科莱恩﹑瑞士汽巴﹑德国巴斯夫以及日本的大日本油墨等公司的产品。聚酯型等粉末要求一定的耐候年限，应选择进口酞菁绿，质量才有保障。

③有机黄

主要是单﹑双偶氮类颜料，品种很多，有永固黄﹑联苯胺黄﹑耐晒黄﹑分散黄﹑颜料黄等。除分散黄和颜料黄外，绝大多数有机黄的耐候性差，不宜用于户外耐久性的涂料（参见表10）。

如没有特殊要求，这些颜料都可选用。科莱恩公司生产的该类产品，性能超群，可在耐候性粉末中选用，主要有HOSTAPERM黄6GL，黄H6G﹑H2G﹑H3G﹑HR70﹑M2R70。国内颜料厂推荐杭州百合化工公司的产品，它们的部分黄颜料效果也较好。

有机黄类颜料具有较高的吸油量，在粉末中使用量高时，易出现分散不良和渗色等弊端。调色时应注意。

④有机红

与有机黄一样，也有很多种类。常用的品种有永固红﹑耐晒大红﹑甲苯胺红等。选择有机红配制粉末涂料，必须考虑耐热性，许多有机红耐温只有120℃，无法满足粉末的生产和应用工艺要求。必须选择耐温＞180℃的品种。普通有机红不能应用于户外耐候的场合。

其中有几个品种值得关注，如永固红F2RK和F5RK。它们是单偶氮的色酚AS系列颜料。红色纯净，流动性优良，遮盖力和着色力相当好，是世界范围内粉末涂料行业广泛采用的红色颜料。

⑤有机橙

品种较少，粉末涂料中用得也少。这里推荐科莱恩的几个产品：

·NOVOPERM橙H5G70，为单偶氮的苯并咪唑酮颜料，黄光橙，深色，具有卓越的耐光性，遮盖力和流动性好。

·NOVOPERM 橙HL，结构与上同。总体上各项性能优越。

·PERMANENT 橙RL70，与上同系列。从经济角度考虑，是替代钼铬红的最理想选择。遮盖力和流动性非常好。

⑥有机紫

重要的有机紫颜料有两类，即喹吖啶酮紫和永固紫，参见表11。

喹吖啶酮紫坚牢度优良，耐温性好，但价格高，难以普遍推广。

永固紫颜色纯净，耐温性好，综合性能优良，在粉末中应用较普遍。

4.3 金属粉颜料

4.3.1 铝粉

分浮型和非浮型两大类。浮型铝粉金属感强，遮盖力高，粉末涂料中加入少量的铝粉即能完全覆盖涂层表面；非浮型铝粉的表面经过特殊包膜处理，主要体现金属闪烁效果。用电子显微镜观察，铝粉呈薄片状。在粉末涂料中，铝粉必须采用后混，且须温和搅拌。高速或强力搅拌将破坏铝粉尤其是浮型铝粉的片状结构，使其失去金属效果。含铝粉的粉末涂料不宜用于室外涂装，因为铝粉主要成份是金属铝，虽然非浮型铝粉经硅等材料包膜，但在自然曝晒的环境中，铝粉在光照和湿度等条件下，很快就会发生氧化等化学物理变化，表现为金属感减弱，涂膜发灰发暗，出现灰斑等。

铝粉生产工艺也较特殊，虽然国内众多的铝粉厂曾相继推出一些铝粉新产

品，以期进入粉末涂料市场，但经几年的跟踪调查，其质量﹑表面效果和稳定性都无法与国外老牌企业