颜料色浆的性能及在乳胶漆中的应用

颜料色浆的性能及在乳胶漆中的应用

王显敏

科莱恩中国有限公司

以丙烯酸乳液为成膜物的乳胶漆在水性建筑涂料中起着越来越重要的作用，特别是在经济飞速发展的中国，由于建筑业已成为我国经济发展新的增长点，而住房又关系着千家万户，因此近年来乳胶漆的发展十分迅猛。又由于乳胶漆色彩丰富，浓淡雅艳可随意选取，装饰效果好，使用期长，已成为打扮城市和建筑物的漂亮的―外衣‖。

颜料作为乳胶漆中重要的组成物质，起着不可缺少的作用。面对一幢幢漂亮的建筑，人们首先看到的就是其绚丽多彩的颜色。颜料的选择和使用直接影响到乳胶漆的保色性，而对颜料的性能和应用的了解及正确的选择和使用，可指导加工生产高质量的乳胶漆。

颜料是一种能赋予被着色材料颜色的物质，颜料是彩色的，黑的，白的或荧光的微粒子，有机的或无机的固体物质，颜料在实际应用中不会受到物理及化学因素的影响，颜料在使用过程中一般不溶于使用的介质，而始终以原来的晶体状态在，颜料的着色作用是靠对光线有选择的吸收及散射来实现的。如白颜料主要靠散射，黑颜料主要是吸收光线，其他颜料则是部分散射和部分吸收。

颜料分为有机颜料和无机颜料。无机颜料是以天然矿物或无机化合物制成的颜料。无机颜料多数纯度低，色泽较暗，着色力低，许多品种具有毒性，但价格便宜，遮盖力高，耐光耐候性好。有机化颜料色泽鲜艳，色光纯正，着色强度高，多数品种符合环保要求。本文着重介绍有机颜料。

1.颜料的物理性质

1)密度

有机颜料的密度为:1.0- 2.0g/cm³; 无机颜料为：1.8-8.8g/cm³碳黑为1.8g/cm³2)比表面积

有机颜料和无机颜料分别为:10-100m²/g 与5-50m²/g，碳黑为:20-1000m²/g 3)

3)粒度

研究表明, 颜料粒子的理想状态应该是初级粒子，其粒径为0.01-0.05 微米，但是由于如此细的粒子的表面能极高，会发生强烈的团聚形成聚集体( 尺寸约为0.05-0.4 微米)，而且团聚体仍然会聚集形成凝聚体( 尺寸为0.1-20微米) ，我们所得到的颜料的粒子为聚集体和凝聚体的混合物(尺寸约为20-100微米.)。

颜料粒子的大小对其颜色性能有很大影响。首先会影响其遮盖力和着色强度，颜料对光的反射作用与其自身同周围介质的折射系数之差有关，折射系数差别越大反射作用越强，遮盖力越高，因此在一定范围内颜料粒度提高，遮盖力增加。颜料粒子变小时，比表面增大，着色强度增加。此外，粒度对颜料的色光也

有影响，通常粒径大，粒度分布较宽，色光发暗；反之色光鲜艳。另外，粒度还会影响颜料的耐光牢度。当粒子变小，比表面积增大时，吸收的光能量增加,

受破坏的程度也增加，因此褪色较快。再有颜料粒度小时受到的重力较小，不易沉淀，但另一方面，粒子小，比表面积增加，表面自由能也增大，粒子总有自动减小表面积的趋势，从而发生絮凝的机会也增大，不利于分散。

4)晶型

市售颜料大多以晶体状态存在，且同质异晶现象很普遍。如铜酞青的晶型有很多种- 常见的如α型为红光兰( 如颜料兰15 ) 稳定性差，经溶剂处理后转为稳定的β 型(如15:3 ) ，色光则转变为绿光。而颜料紫19 ( 喹丫啶酮结构) 有三种晶型：α，β 及γ 型。α 型颜料无应用价值，β 型为紫红色，而γ 型为兰光红。在实际应用中，不同的晶型会发生转变。

5) 分散性及分散稳定性

颜料是以固体状态分散于所应用介质的中，颜料是否容易分散以及分散体系的稳定性直接影响被着色物体的性能。颜料的分散性能取决于许多种因素如：颜料的化学结构，晶型，表面处理工艺及助剂，应用前颜料的原始粒度及粒径分布，另外研磨工艺及设备，分散剂的选择等也会影响颜料的分散稳定性。提高颜料的分散性

2.颜料的颜色性能

1)色光

色光(H)又称色相，是某种颜色偏离其对应的纯色( 单色光) 程度。一定波长的光或某些不同波长的光混合后，会呈现出不同的色彩表现，即色光。下表列出了各种颜色两侧的色光。

2) 着色力

着色力(也称着色强度)是颜料赋予被着色物质颜色深度的一种度量，影响颜料着色力的因素除颜料自身的性能外还与被着色物质的组份，材质及应用条件有关。( 颜料粒度对其着色力的影响已在本文第一节中有所论述) 。

通常定义标准品的着色力为100%，将待测样品与标准样品进行比较。乳胶漆的着色力是指将1000克钛白粉着色至本色的1/25标准色深时，所用的色浆的克数。色浆加量越少，着色力越高。

2) 遮盖力

有机颜料的遮盖力是指对被着色物的遮盖或改变底物颜色的能力，具有强遮盖力的有机颜料通常具有高散射力，高散射力取决于涂层的厚度，涂层对光的吸收能力及底物图案的色差。通常将颜料和调墨油研磨成色浆，均匀地涂刷于黑白格玻璃板上，使黑格恰好被遮盖的最小颜料用量，以g/cm ³来表示。在第一节已对颜料粒度与遮盖力的关系进行了说明。

3 颜料的应用性能

1) 耐晒性

耐晒性是指颜料和含有颜料的应用体系在日光照射下，在特定时间内保持着色层色泽的能力。颜料的耐晒性不仅与其结构和粒度有关外，还与应用领域和添加量有关。耐晒等级按8 级羊毛兰卡评定。

8 级最高；1 级最低。

大部分有机颜料在光照下或多或少都会发生变色现象

2) 耐候性

大气中的各种化学物质如水分，工业废气等都会对颜料体系产生侵蚀。耐候性就是指其抵抗大气中化学及物理因素(包括光照) 而保持其色泽的能力。耐候性取决于不同颜料，不同浓度，不同应用领域，不同冲淡程度和不同气候条件。

评定方法是户外曝晒12 或24个月（Floride Test），加速老化是用老化仪测试几千小时，人工条件下进行。( Weather-O-Meter) 据标准DIN54001由5级灰卡评级颜色的变化。5 级最佳；1 级最差。

3)耐碱性

某些颜料与碱溶液接触后，使得碱溶液带上颜色并使颜料的褪色。颜料的耐碱性是指颜料对抗碱的作用而造成碱溶液沾色和颜料变色的能力。耐碱性的测试方法用印刷行业普遍接受的DIN 16524标准测试方法。将乳胶漆刷在玻璃板，室温干燥3天，然后将在2.5%的烧碱溶液中浸润过的滤纸盖在上面。将一玻璃片压在上面。然后用胶带封好。上面放一重1公斤的物体，室温下放置24小时。漆膜颜色的变化根据ISO推荐的R105（相当于DIN54001和SNV95805）中的5级灰卡评定颜色变化。5 级表示没有变化，1 级表示严重变化3 有机颜料的分类

1) 偶氮类颜料

·单偶氮颜料---主要为黄色和橙色，浓色时耐晒性良好，浅色应用时耐候性显著下降，这类颜料由于分子量较小，使得它们的耐溶剂性能和耐迁移牢度较差，用在溶剂体系时会出现结霜和渗色，因此只能用于自干性涂料和油墨中。可用于乳胶漆的品种有：

颜料黄3 ( Hansa Yellow 10G )---是绿光最强的黄颜料之一，带有非常鲜艳的柠檬黄色，具有很好的遮盖力，是调整绿色色光的理想颜料其在用于深色乳胶漆时的耐晒耐候性良好，但用于冲淡色时性能明显下降。因此不推荐用于浅色外墙。

颜料黄74 (Hansa Yellow 2GX70/5GX ) ---色光为中黄，具有很高的着色力和遮盖力。用于深色乳胶漆时，耐晒耐候性很好。

颜料黄97 (Novoperm Yellow FGL )--- 高性能的中黄颜料，具有很好的耐晒耐候性，可用于深色和中浅色外墙乳胶漆。

·双偶氮颜料—色谱同样为黄色橙色和红色，多数品种耐晒耐候牢度不好，但着色力较单偶氮类高许多。耐溶剂性和耐迁移性还可以。主要用于油墨，某些