1.2涂料用颜料

二、颜、填料的作用
颜料的作用：赋予颜色，装饰、保护作用 填料的作用：降低成本，改善涂膜或漆料 的物理和化学性质。

表4-1颜料与填料在涂料中的作用
颜料类别 着色颜料 作用与功能 1.赋予涂料与涂膜众多色彩，提高涂膜的装饰与保 护性（颜色的搭配性） 2.涂料遮盖力与鲜艳度的保证 3.颜色耐性（耐光、耐候、耐酸、耐碱、耐溶剂、 耐温等）的保证 4.颜料在涂料中分散性和展色性的保证 5.提供安全色 能防止金属表面发生化学或电化学腐蚀（有物理 防锈与化学防锈），如非活性的铝粉、石墨、氧 化铁红，火星的氧化锌、锌粉、碱式铬酸铅及红 丹、锌铬黄等
（二）润湿性与分散性



2.分散性：就是颜料团粒（附聚体）在树脂和溶剂中分离成理想 的原生粒子分散体的能力，并将这种分散状态尽可能稳定的维持， 但事实上不可能达到原生粒子状态，往往是通过合理添加分散助 剂和采用好的研磨设备与分散工艺，使颜料团粒打开，并被助剂 分子充分润湿，从而形成稳定的、颜料颗粒极小的颜料分散体。 颜料分散性取决于颜料粒子的粒度分布、聚集状态的可分散性， 也取决于粒子表面状态（亲水亲油性）和涂料介质的特性。 一般，分散好的颜料随贮存时间增加，絮凝程度也相应略有增加， 分散不好的颜料随贮存时间增加，絮凝程度明显增加，形成较粗 颜料颗粒，从而会导致颜料自身着色强度与遮盖力下降、颜料颗 粒过粗，涂膜光泽度降低等多种涂膜弊端 分散剂作用：促进分散、润湿及防止凝聚的作用，分散剂被吸附 到颜料颗粒表面，通过静电斥力或空间为阻力作用，防止它们结 合，降低了研磨能耗，缩短了研磨时间。
四、颜料的特性

性能包括：颜色、装饰性、润湿性、分散 性、着色力、消色力、吸油量、吸水性、 耐光性、耐候性、耐酸性、耐碱性、化学 组成、晶型、耐热性、密度、粒径、粒径 分布、比表面积、界面张力、亲水亲油平 衡性及制漆性能等。
（一）颜色

是涂料最为重要的性能指标之一，颜料的颜色 主要取决于其化学组成和结构、粒子的大小与 晶型，还与光源、观测者等因素有关。 颜色的品种大致分为红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫、黑、灰与白等诸色。 孟塞尔颜色体系，HV/C，H表示色调（hue） V表示明度（value）、C表示彩度（chroma） 两种颜色完全相同的充要条件是H、V、C三 要素的值完全相同。
（三）着色力和消色力

பைடு நூலகம்


又称着色强度：表征某一种颜料与另一种基准颜料混合 后所显现颜色强弱的能力。通常以白色颜料为基准来衡 量各种彩色或黑色颜料的着色能力。 着色力的量度是与标准样品做比较：着色力 =A/Bx100%，其中B是标准颜料所需白色颜料数，A是 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，主要取决于吸 收，吸收能力越大，其着色力越高。着色力是控制颜料 质量的一个重要指标，当颜料用于着色时，着色力高的 颜料获得同样着色强度时，颜料用量就比着色力低的颜 料少。

（四）吸油量与比表面积



1.吸油量：指一定重量颜料的颗粒绝对表面被油完 全浸湿时所需油料的数量。习惯上常用100g干粉颜 料所能吸收的的精制亚麻籽油的最低值,单位g/100g。 反映颜料吸附油性介质的能力。 颜料的吸油量与颜料化学组成、粒径、形状、比表 面积、颗粒表面的微观结构、颗粒间的自由空隙大 小等因素有关。颜料的平均粒径越小，比表面积越 大，吸油量越大；反之亦然。 对于涂料制备来说，吸油量是重要指标。一般希望 颜料有较低的吸油量，吸油量越小，所消耗的油性 介质和树脂用量越少，可以节省成本；反之，当吸 油量大时，油性介质和树脂用量也大，而且颜料浓 度很难提高，性能也比较难以调整，成本还会提升。

（一）颜色

3.饱和度：是颜色在色调“质”的基础上所 表现的色彩纯洁程度，所以饱和度又称“彩 度”，它是光谱中波长段是否窄、频率是否 单一的表示。当物体反射出光线的单色性越 强，则饱和度越大。黑白色只用明度描述， 不用色调、饱和度描述。
（二）润湿性与分散性


1.润湿性：是指颜料与树脂、溶剂或其他混合物的亲 和性。颜料在使用时，原有的固/气（颜料颗粒/空气或 潮气）界面消失，形成新的固/液界面（颜料颗粒/助剂 或体系溶剂、水），这一过程称为润湿。润湿与颜料 的表面能有关，当颜料粒子加入树脂或溶剂中，如果 界面张力过大，就不能被树脂、溶剂所润湿，颜料将 不能均匀的分布到树脂与溶剂中，其结果是颜料粒子 从树脂、溶剂中离析，形成涂膜后将产生诸如颗粒、 凹坑、光泽低、浮色发花、颜色不均匀、贮存稳定性 差等病态。 颜料的润湿性主要取决于颜料的表面化学特性，可以 通过合理的表面处理（如包膜钝化、表面活性剂处理） 有效降低其表面能，提高表面活性，获得良好润湿性。
（四）吸油量与比表面积

2.比表面积：基于化学结构、生产工艺及后 处理方法的不同，颜料产品具有不同的颗粒 状态，并显示特定的比表面积，该数值越高， 表明粒径越小，具有孔隙特征，表面积较大， 使颜料的透明度较高。
（五）耐光性和耐候性



耐光性主要指耐日光 照射（特指紫外线）的能力； 耐候性则指耐大气环境侵蚀（包括日光、雨水、湿气 等）的能力。 颜料的耐光性和耐候性主要与颜料的化学组成和结构 有关，还与周围的介质、颜料粒径分布及表面处理等 有关。 一般无机颜料的耐光性和耐候性好于有机颜料，也有 例外，如铬黄、钼镉红耐光性4~5级，耐候性3级；经 表面处理后铬黄、钼镉红耐光性8级，耐候性4~5级； 一些多环有机颜料具有优异的耐光性、耐候性，甚至 高于多数无机颜料，如喹吖啶酮红（P.R.122）萘醌 红（ P.R.168 ）等耐光性7~8级，耐候性4~5级
（三）着色力和消色力

消色力是指一种颜色的颜料抵消另一种颜料颜色的能 力。一般颜料的着色力越强，其消色力也越强，通常 用于评定白色颜料，一般来说，颜料有较大的折射率， 就有较高的消色力。

表4-2几种常用白色颜料的折射率
颜料名称
折射率 颜料 名称 金红石型钛白粉 2.71 锑白 2.55 锐钛型钛白粉 锌白
（三）着色力和消色力



着色力不仅取决于颜料化学结构，也与多种影响因素有 关，如粒径较小(0.05～0.1μm)，分布均匀，即可显示 高的着色力；但粒子过细，透明度增加，遮盖力和着色 力降低；形状、晶型结构和颜料粒子在涂膜中的分散度 等因素有关。 着色力主要取决于吸收，故吸收系数越大，则着色力越 高。白色颜料折射率高，所以其着色力随颜料颗粒粒径 变化明显，粒径越小着色力越高，而且折射率越高，颜 料随粒径变化越显著。 着色力与颜料粒子在涂膜中的分散程度有关，分散得越 好，着色力越强。
（七）耐酸碱性与耐化学药品性

颜料的耐酸碱性指颜料耐酸（H+）、耐碱 （OH-）的侵蚀能力。通常颜料耐酸性不 好，就不能用于酸性介质中着色，耐碱性 不好就不能在碱性环境下使用。
防锈颜料
颜料类别
作用与功能 赋予涂层特殊功能，如珠光颜料使涂膜具有绚丽 珍珠光泽效果；金属颜料使涂膜具有闪光效果； 纳米颜料使涂膜具有抗紫外线、防霉、耐水及超 耐候、耐温等效果；还有示温颜料、夜光颜料、 荧光颜料、变色颜料和耐高温颜料等均能使涂膜 获得相应的效果 1.提高涂料与涂膜的机械性能 2.填充作用，提高固含量，减少树脂与溶剂用量， 降低成本 3.赋予涂料好的流动性、开罐效果与施工性能， 增加涂膜厚度 4.参与成膜，提供部分遮盖，耐磨性、抗紫外线 作用，延长涂膜使用寿命 5.特殊功能性，如紫外线屏蔽、耐热、毒性极小 6.还可改善其他添加剂性能，如增稠剂、流变剂、 抗静电剂等
颜料 空气 折射率 1.0 颜料 碳酸钙 折射率 1.58 颜料 硫化锌 折射率 2.37
水
油 树脂
1.33
1.48 1.55
二氧化硅
立德粉 氧化锌
1.55
1.84 2.02
金红石型 钛白粉 锐钛型钛 白粉
2.71 2.55
（四）遮盖力
遮盖力是颜料对光线产生散射和吸收的结果， 主要靠散射，对于白色颜料更是主要靠散射， 彩色颜料则吸收能力也要起一定作用，高吸收 的黑色颜料也具有很强的遮盖能力。 颜料遮盖力的强弱主要决定于下列性能：(1)折 射率，折射率愈大，遮盖力愈强；(2)吸收光线 能力，吸收光线能力愈大，遮盖力愈强；(3)结 晶度，晶型的遮盖力较强，无定形的遮盖力较 弱；(4)分散度，分散度愈大，遮盖力愈强。 颜料遮盖力与颜料化学组成有关，还与颗粒大 小、分布、晶型、晶型结构等有关
第四章 颜料
本章参考资料： 1、上课PPT 2、武利民编著“涂料技术基础”之 “颜料和分散理论”章节内容：图书馆 四阅 3、刘登良主编“涂料工艺”之第四版 之“颜填料”章节内容：图书馆七阅
第四章 颜料
一、概述 二、颜、填料的作用 三、颜料的种类 四、颜料的特性 五、常用的无机颜料 六、常用的有机原料 七、颜料分散理论 八、调色技术
续 表 41
特殊功能 颜料
填料
三、颜料的种类



1、按功能：防锈颜料、发光颜料、珠光颜料、导电颜料等； 2、按来源：天然颜料、合成颜料； 3、按成分：有机颜料、无机颜料； 4、按颜色： 白色颜料： 钛白粉（钛白） TiO2， 氧化锌（锌白） Zn， 锌钡白（立德粉） ZnS·BaSO4，硫化锌 ZnS， 锑白 Sb2O3 红色颜料： 镉红 nCdS·CdSe，铁红 Fe2O3， 黄色颜料：镉黄 CdS·BaSO4，铁黄 Fe2O3·H2O，铅铬黄 xPbCrO4·yPbSO4 绿色颜料：氧化铬绿 Cr2O3， 铬绿 PbCrO4·xPbSO4·yFeNH4 [Fe(CN)6] 蓝色颜料：铁蓝 KxFey[Fe(CN)6]x·nH2O， (NH4)xFey[Fe(CN)6]·nH2O， 群青 NaxAlySizOiSj 黑色颜料： 炭黑， 氧化铁黑 (FeO)x·(Fe2O3)y

2.明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感 觉，能够表征出颜色明暗深浅的差别，受视 觉感受性和过去经验的影响。明度体现了颜 色在“量”方面的不同。即表征的是一个物 体反射光线多少的知觉属性。明度与反射率 有关，物体表面反射率高，其明度越高，白 比灰高，黄比红高，光源的亮度越大，明度 越高；黑白图像用灰度、灰阶描述。
（一）颜色
所谓灰度色，就是指纯白、纯黑以及两者中的 一系列从黑到白的过渡色。我们平常说所的黑 白照片、黑白电视，实际上都应该称为灰度照 片、灰度电视才确切。灰度色中不包含任何色 相，即不存在红色、黄色这样的颜色。灰度的 通常表示方法是百分比，范围从0％到100％。 百分比越高颜色越偏黑，百分比越低颜色越偏 白。 灰度最高相当于最高的黑，就是纯黑。灰度最 低相当于最低的黑，也就是“没有黑”，那就 是纯白。
一、概述

颜料是涂料的重要组成部分，根据其在涂 料中赋予颜色能力的不同分为着色颜料和 体质颜料，在涂料行业，一般把前者称为 颜料，后者称为填料。
一、概述
颜料是一类有色的微细颗粒状物质，不溶于 分散介质中，是以其“颗粒”展现其颜色 （颜料发色）为特征的一类无机或有机物质。 颜料粒度范围介于30nm~100μm之间。 与染料的区别在于：“染料”是可溶解在分 散介质中，以其“分子基团”展现其颜色的 （分子发色） 。 填料是一类在介质中以“填充”为主要作用 的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，其 外观多为白色或浅灰色。
折射 率 2.20 2.01
颜料名 称 铅白 锌钡白
折射 率 2.00 1.84
（四）遮盖力


遮盖力是指颜料加在透明基料中使之成为不透明，完 全盖住测试基片的黑白格所需的最少颜料量。常以每 平米底材面积所需覆盖干颜料克数来表示，单位g/㎡ 遮盖力是由于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是透 明的，当颜料的折射率大于基料的折射率就出现遮盖， 两者的差越大，则表现的遮盖力越强
（一）颜色

1.色调：即色相，是彩色彼此相互区别的特 性，可见光波段的不同刺激人眼产生不同的 色彩感觉，色调体现了颜色在“质”方面的 关系，即表示红、黄、蓝、绿等颜色的特性， 是一种视觉感知属性。物体的色调取决于广 元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。
（一）颜色