涂料化学—第7章-颜料
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涂料化学
第七章 颜料
➢本章要求：
1、掌握颜料的作用和性质； 2、了解颜料的主要品种以及纳米颜料； 3、理解颜料的吸油量和颜料体积浓度； 4、了解乳胶漆的CPVC。
➢本章重点：
颜料的作用和性质；颜料的吸油量和颜料体积浓度
➢本章难点：
颜料的吸油量和颜料体积浓度
7.1 颜料的作用与性质
颜料是涂料中一个重要的组成部分，它通常是极小的结晶， 分散于成膜介质中，颜科和染料不同，染料是可溶的，以分子形 式存在于溶液之中，而颜料是不溶的。
铅颜料由于其毒性，其使用已受到严格限制．选择颜料 时，必须注意其毒性。
7.1 颜料的作用与性质
为了改进颜料的分散性与润湿性，往往要对颜料表面进行 处理。颜料的润湿性和分散性是一个重要指标。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的化学反应性会限制某些颜料的使用，例如氧化锌 用于高酸值的树脂中，会与树脂反应生成皂，并使树脂间交 联(通过二价金属锌)，因而使树脂在贮存过程中粘度大增、这 称为漆的“肝化”。含铅的颜料能与大气中的H2S反应生成黑 色的硫化铅、从面使漆膜发暗。颜料的热分解温度或熔点对 颜料能否在高温烘干漆中应用是十分重要的数据。
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
不同牌号的炭黑“乌黑”的程度不同。炭黑中以槽法炭 黑最黑，粒子最细(5－15nm)。 铁黑的粒子粗至0.5μm左右，它的乌黑程度也低，一般 用于灰色涂料。
7.2 颜料的主要品种
无机彩色颜料中使用最多的是氧化铁颜料，主要品种有铁 黄[FeO(OH)]和铁红Fe2O3。透明氧化铁是一种颜料的新品种， 它除具有氧化铁颜料的优良化学稳定性外，还具有透明性，在 涂膜中不会引起散射，从而使漆膜呈透明状态，可用于金属闪 光漆中。
➢ 着色力与颜料本身特性相关，与其粒径大小也有关系，粒径愈 小，着色力也愈大。有机颜料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ无机颜料着色力高。
➢ 颜料的分散情况对着色影响甚大，分散不良可引起色调异常。 ➢ 颜料的着色力与遮盖力无关，较为透明的(遮盖力低的)颜料也
能有很高的着色力。
7.1 颜料的作用与性质
颜料仅仅能给涂料以良好的原始色泽是不够的，涂膜的色 泽必须耐久，最好能保持到涂膜本身破坏为止。许多颜料在光 的作用下会褪色，发暗或色相变坏。
最大的折光率差，因此是最好的白色颜料。 有些颜料如二氧化硅、太白粉等，折光率和聚合物相近，对遮
盖没有贡献，称为体积颜料。 若涂料中含有空气，因为空气的折光率最小，它和聚合物与颜
料都产生折光率差，因此有很好的遮盖效果。
7.1 颜料的作用与性质
在黑板上用粉笔写字，碳酸钙(粉笔)对黑板有很好的遮盖力， 就是因为其中含有空气，但如果将粉笔字弄湿了，就看不出白色 了，因为此时水取代了空气，水的折光率和碳酸钙的相近。
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
金红石型和锐钛型的二氧化钛、因晶型不同，其折光率也不同， 分别为2.76和2.55，因此遮盖力相差很大。金红石型在接近紫外光 的地方，有一定的吸收，所以金红石型本身白度不及锐钻型。
7.2 颜料的主要品种
许多不起遮盖和色彩作用的颜料(如CaCO3、SiO2，滑
石粉等)价钱便宜，加入涂料中不影响涂层性质，但可增 加体积，大大降低成本．它们称为体积颜料。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的遮盖力指颜料遮盖住被涂物的表面，使它不能透过漆膜而 显露的能力。颜料的遮盖力和折射率、结晶类型、粒径大小等有关。 在已知的颜料中金红石TiO2的折光指数最大，它和聚合物间有
涂料的质量在很大程度上依靠所加的颜料质量和数量。
颜料最重要的是起遮盖和赋于涂层以色彩的作用。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的增强作用
7.1 颜料的作用与性质
涂料在固化时常伴随有体积的收缩，产生内应力,影响涂 料的附着，加入颜料可以减少收缩，改善附着力。
颜料可以提高涂料粘度，还可赋于涂料以很好的流变特 性，例如，通过添加颜料(如气相SiO2)赋予触变性质。
并不是所有颜料在各种溶剂中都是完全不溶解的。在红漆 底层上涂白漆，白漆成了粉红色，说明白漆中的溶剂溶解了一 部分红底漆中的颜料，这种现象称为“渗色”。红色有机颜料 特别容易渗色。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的最佳粒径一般应为光线在空气中波长的一半，即 0.2~0.4μm，如果小于此值，则颜料失去散射光的能力，而大 于此值则总表面积减少，使颜料对光线的总散射能力减少。 实际上，颜料的直径大致在0.01μm（如炭黑）到50μm左右 （如某些体积额料），颜料通常是不同粒径的混合物。
有一种胶囊形颜料，即聚合物的小空心球，便是利用了最 便宜的空气做颜料，若在空心球中放入钛白粒子，遮盖效率会 更高，因为光线通过聚合物膜进入空气时有散射，由空气射到 钛白粒子时又有散射。
7.1 颜料的作用与性质
➢ 彩色颜料的着色力是以其自身的色彩来影响整个混合物颜色的 能力，着色力愈大，颜料用量可愈少，成本可降低。
7.2 颜料的主要品种
常用的有机颜料是酞菁系颜料和偶氮料。
联苯胺黄：着色力高，颜色鲜艳。有较好的遮盖力，但耐光性等稍差。
耐光黄(hansa黄)：着色力高、鲜艳耐光，耐热抗酸碱性好，但透明， 有渗色问题。
7.2 颜料的主要品种
镍偶氮黄：是一种带绿光的黄色颜料，非常透明，具有非常好的耐 久性，着色力中等，常用于闪光漆．
颗粒的形状不同，其堆积与排列也不同，因此会影响颜料 的遮盖力、涂料的流变性质等等。 ➢ 杆状颜料具有较好的增强作用，但会戳出表面，降低表面
光滑度，因面会降低光泽度，但有助于下道涂料的粘附。 ➢ 片状颜科有栅栏作用，可减慢水分的透过。
7.1 颜料的作用与性质
金红石二氧化钛的比重为4.1，铅白的比重是6.6。体积颜料 一般比重都比较小。
7.1 颜料的作用与性质
如炭黑既是黑色颜料又是一个紫外吸收剂。
如防腐蚀作用，在防腐蚀颜料中有起钝化作用的颜料， 如红丹(Pb3O4) 。也有起屏蔽作用的颜料，如铝粉、云母 及玻璃鳞片，还有作为类似牺牲阳极的锌粉等。
7.1 颜料的作用与性质
在涂料中加入颜料可破坏漆膜表面的平滑性，因而可降 低光泽，在清漆中常用极细的二氧化硅或蜡来消光。
第七章 颜料
➢本章要求：
1、掌握颜料的作用和性质； 2、了解颜料的主要品种以及纳米颜料； 3、理解颜料的吸油量和颜料体积浓度； 4、了解乳胶漆的CPVC。
➢本章重点：
颜料的作用和性质；颜料的吸油量和颜料体积浓度
➢本章难点：
颜料的吸油量和颜料体积浓度
7.1 颜料的作用与性质
颜料是涂料中一个重要的组成部分，它通常是极小的结晶， 分散于成膜介质中，颜科和染料不同，染料是可溶的，以分子形 式存在于溶液之中，而颜料是不溶的。
铅颜料由于其毒性，其使用已受到严格限制．选择颜料 时，必须注意其毒性。
7.1 颜料的作用与性质
为了改进颜料的分散性与润湿性，往往要对颜料表面进行 处理。颜料的润湿性和分散性是一个重要指标。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的化学反应性会限制某些颜料的使用，例如氧化锌 用于高酸值的树脂中，会与树脂反应生成皂，并使树脂间交 联(通过二价金属锌)，因而使树脂在贮存过程中粘度大增、这 称为漆的“肝化”。含铅的颜料能与大气中的H2S反应生成黑 色的硫化铅、从面使漆膜发暗。颜料的热分解温度或熔点对 颜料能否在高温烘干漆中应用是十分重要的数据。
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
不同牌号的炭黑“乌黑”的程度不同。炭黑中以槽法炭 黑最黑，粒子最细(5－15nm)。 铁黑的粒子粗至0.5μm左右，它的乌黑程度也低，一般 用于灰色涂料。
7.2 颜料的主要品种
无机彩色颜料中使用最多的是氧化铁颜料，主要品种有铁 黄[FeO(OH)]和铁红Fe2O3。透明氧化铁是一种颜料的新品种， 它除具有氧化铁颜料的优良化学稳定性外，还具有透明性，在 涂膜中不会引起散射，从而使漆膜呈透明状态，可用于金属闪 光漆中。
➢ 着色力与颜料本身特性相关，与其粒径大小也有关系，粒径愈 小，着色力也愈大。有机颜料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ无机颜料着色力高。
➢ 颜料的分散情况对着色影响甚大，分散不良可引起色调异常。 ➢ 颜料的着色力与遮盖力无关，较为透明的(遮盖力低的)颜料也
能有很高的着色力。
7.1 颜料的作用与性质
颜料仅仅能给涂料以良好的原始色泽是不够的，涂膜的色 泽必须耐久，最好能保持到涂膜本身破坏为止。许多颜料在光 的作用下会褪色，发暗或色相变坏。
最大的折光率差，因此是最好的白色颜料。 有些颜料如二氧化硅、太白粉等，折光率和聚合物相近，对遮
盖没有贡献，称为体积颜料。 若涂料中含有空气，因为空气的折光率最小，它和聚合物与颜
料都产生折光率差，因此有很好的遮盖效果。
7.1 颜料的作用与性质
在黑板上用粉笔写字，碳酸钙(粉笔)对黑板有很好的遮盖力， 就是因为其中含有空气，但如果将粉笔字弄湿了，就看不出白色 了，因为此时水取代了空气，水的折光率和碳酸钙的相近。
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
金红石型和锐钛型的二氧化钛、因晶型不同，其折光率也不同， 分别为2.76和2.55，因此遮盖力相差很大。金红石型在接近紫外光 的地方，有一定的吸收，所以金红石型本身白度不及锐钻型。
7.2 颜料的主要品种
许多不起遮盖和色彩作用的颜料(如CaCO3、SiO2，滑
石粉等)价钱便宜，加入涂料中不影响涂层性质，但可增 加体积，大大降低成本．它们称为体积颜料。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的遮盖力指颜料遮盖住被涂物的表面，使它不能透过漆膜而 显露的能力。颜料的遮盖力和折射率、结晶类型、粒径大小等有关。 在已知的颜料中金红石TiO2的折光指数最大，它和聚合物间有
涂料的质量在很大程度上依靠所加的颜料质量和数量。
颜料最重要的是起遮盖和赋于涂层以色彩的作用。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的增强作用
7.1 颜料的作用与性质
涂料在固化时常伴随有体积的收缩，产生内应力,影响涂 料的附着，加入颜料可以减少收缩，改善附着力。
颜料可以提高涂料粘度，还可赋于涂料以很好的流变特 性，例如，通过添加颜料(如气相SiO2)赋予触变性质。
并不是所有颜料在各种溶剂中都是完全不溶解的。在红漆 底层上涂白漆，白漆成了粉红色，说明白漆中的溶剂溶解了一 部分红底漆中的颜料，这种现象称为“渗色”。红色有机颜料 特别容易渗色。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的最佳粒径一般应为光线在空气中波长的一半，即 0.2~0.4μm，如果小于此值，则颜料失去散射光的能力，而大 于此值则总表面积减少，使颜料对光线的总散射能力减少。 实际上，颜料的直径大致在0.01μm（如炭黑）到50μm左右 （如某些体积额料），颜料通常是不同粒径的混合物。
有一种胶囊形颜料，即聚合物的小空心球，便是利用了最 便宜的空气做颜料，若在空心球中放入钛白粒子，遮盖效率会 更高，因为光线通过聚合物膜进入空气时有散射，由空气射到 钛白粒子时又有散射。
7.1 颜料的作用与性质
➢ 彩色颜料的着色力是以其自身的色彩来影响整个混合物颜色的 能力，着色力愈大，颜料用量可愈少，成本可降低。
7.2 颜料的主要品种
常用的有机颜料是酞菁系颜料和偶氮料。
联苯胺黄：着色力高，颜色鲜艳。有较好的遮盖力，但耐光性等稍差。
耐光黄(hansa黄)：着色力高、鲜艳耐光，耐热抗酸碱性好，但透明， 有渗色问题。
7.2 颜料的主要品种
镍偶氮黄：是一种带绿光的黄色颜料，非常透明，具有非常好的耐 久性，着色力中等，常用于闪光漆．
颗粒的形状不同，其堆积与排列也不同，因此会影响颜料 的遮盖力、涂料的流变性质等等。 ➢ 杆状颜料具有较好的增强作用，但会戳出表面，降低表面
光滑度，因面会降低光泽度，但有助于下道涂料的粘附。 ➢ 片状颜科有栅栏作用，可减慢水分的透过。
7.1 颜料的作用与性质
金红石二氧化钛的比重为4.1，铅白的比重是6.6。体积颜料 一般比重都比较小。
7.1 颜料的作用与性质
如炭黑既是黑色颜料又是一个紫外吸收剂。
如防腐蚀作用，在防腐蚀颜料中有起钝化作用的颜料， 如红丹(Pb3O4) 。也有起屏蔽作用的颜料，如铝粉、云母 及玻璃鳞片，还有作为类似牺牲阳极的锌粉等。
7.1 颜料的作用与性质
在涂料中加入颜料可破坏漆膜表面的平滑性，因而可降 低光泽，在清漆中常用极细的二氧化硅或蜡来消光。