
应用于氟碳涂料的高性能环保无机颜料( X页).doc
7页应用于氟碳涂料的高性能环保无机颜料在务种涂料Z中,氟碳涂料由于引入的氟元索电负性大,碳氟键能强,具有特别优异的 耐候性、耐热性、耐低温性及耐化学药品性等备项性能,而且具有独特的不粘性和低磨擦性 经过几十年的快速发展,氟涂料在建筑、化学工业、电器电子T业、机械工业、航空航天产 业、家庭川品的备个领域得到广泛hyJIJo成为继丙烯酸涂料、聚氮酯涂料、有机硅涂料等高 性能涂料Z后,综合性能哉高的涂料品牌而氟碳涂料组分中的颜料是氟碳涂料的重要组成部分,赋予涂层绚丽多彩的色泽,这些 颜料也必须同时具有非常优异的耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性等环保犁彩色混相无机颜料就屈于这种颜料,它是市多种金属氧化物经高温固相反丿也而生 成的具有环保无毒的高性能无机颜料,因此国内一些学者又称Z为金属氧化物混相颜料,在 国际上,常称呼为CTCP. MM0颜料,由于普遍具有反射红外线功能,在氟碳涂料应用中可以 起隔热降温作用,因而又叫“酷冷”颜料环保型彩色混相无机颜料是所有的颜料、染料中,各项耐性最高的,因而非常适合于氟 碳涂料、彩钢涂料等高档涂料的丿2川,并缓解此前氟碳涂料行业常常面临的因高耐候性的颜 料比较罕见而出现的颜色种类非常有限的|« -J题。
1. 氟碳涂料用无机颜料常用品种所谓颜料,指的是能使物体染上颜色的物质颜料有可溶性和不可溶性、有无机和有机 的区别无机颜料又有天然无机颜料与合成无机颜料之分天然产无机颜料,完全来自矿物 资源,如天然产朱砂、红土、雄黄等合成无机颜料则是通过化学反应合成的无机颜料,如 钛白、钛鎳黄、钛骼棕、钻蓝、站绿、铜锯黑、錨红、錨黄、縮黄、铁蓝、立徳粉、炭黑、 氧化铁红、氧化铁黄等氟碳涂料用无机颜料绝人部分是合成无机颜料,主要有钛白粉颜料、金属氧化物混相颜 料(MM0).氧化铁颜料、铅镉颜料等随着人们审美观念、环保观念的发展,无机颜料颜色 口趋精美亮丽、性能口趋优质高档、产品口趋低碳环保1・1钛白粉钛白粉(二氧化钛)化学性质稳定,在一般情况下与大部分物质不发生反应,是氛碳涂料 重要的白色颜料,与其他白色颜料比校有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、 和化学稳定性,特别是没有毒性用钛白粉制造的涂料,色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,川最省,品种多,对介质的稳 定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透 过,延长漆膜寿命氟碳涂料用钛白粉主要是涂料级金红石型钛白粉1.2碳黑碳黑是涂料中…种重要且广泛使用的无机颜料着色剂。
炭黑按加工方法分类,品种繁多, 用作颜料一般被称为“色索炭黑”炭黑不仅具有着色性能,还具有优良的耐候性和抗热氧 化作用1. 3氧化铁颜料在备类无机颜料中,氧化铁颜料的产销量仅次于钛白粉,是第二个量大血大的无机颜料, 属第一大彩色无机颜料氧化铁颜料颜色多,色谱较广,遮盖力较高,主色有红、黄、黑三 种,通过调配还可以得到橙、棕、绿等系列色谱的复合颜料,具体品种主要有以下儿种:氧 化铁红,氧化铁黄,氧化铁黑,氧化铁蓝,氧化铁绿,氧化铁棕等氧化铁颜料有很好的耐光、 耐候、耐碱及耐溶剂性,还具有无毒性等特点,广泛应用于涂料行业,在氟碳涂料中由于部 分品种氧化铁颜料存在的耐热稳定性与耐候性问题,受到一定的局限性1.4珞系颜料骼系颜料属无机颜料,主要成分为骼酸盐,有铅锯黄、钳锯红、防锈颜料三大系列二 十多个品种具有着色力高、稳定性好、耐光性、耐化学品性好等特点由于该产品具有 一定毒性,因此仅限于低档次普通涂料使用,不能用于卫生要求较严的与食品、玩具接触 的涂料,在氟碳涂料'I収因为耐热型|'「-J题基木限制使用1. 5镉系颜料镉系颜料是一种以硫化镉为主要组分的无机颜料,其色谱很宽广,从浅黄至桔红、红, 直到紫酱色,只要有镉黄、镉橙与镉红。
镉系颜料色泽鲜艳,具有耐光、耐晒;耐候性优良;耐高温;遮盖力强;着色力强; 不迁移、不渗色等特点帝系颜料属于非环保无机颜料1. 6环保型彩色混相无机颜料(金属氧化物混相颜料或MMO颜料)环保型彩色混相无机颜料是一种最近两年才逐步推向市场的高档无机颜料,现已开始广 泛应用于氟碳涂料与备种功能性涂料、工程槊料、陶瓷、玻璃、军事、建材等众多领域具 体咨询在下面章节中进行较详尽阐述2. 应用于氟碳涂料的高性能彩色环保无机颜料 2. 1环保型彩色混相无机颜料应用于氟碳涂料的高性能彩色环保无机颜料主要指环保型彩色混相无机颜料,在国外称 MMO 颜料(Mixed Metal Oxide Pigment)或 CI CP (Complex Inorganic Color Pigment),它 涵盖的颜色品种较多,不同元素的融入即能对原产品进行改性,并赋予新的功能与色相品种, 目前国际上主要有钛珞棕、钛繚黄、钻绿、钻蓝、铜锯黑、铁骼黑、铁镒黑、铁锌珞棕、钛 镒棕、钛锐黄、钮黄、铁锯绿等环保型彩色混相无机颜料中,通过紧密结合在主晶格里的金属失去了它们的化学、物理 和生理学上的特性所有环保型彩色混相无机颜料完全不溶,呈化学悄性,具有非常优异的 耐高温、I耐光牢度和耐候等性能,且不透明。
环保型彩色混相无机颜料与大部分涂料树脂具有良好的相容性,在几乎所有的有机和无 机溶剂中不渗色、不迁移,其耐光性、耐候性、耐高温性、耐酸耐碱性均达到最高级,即使 在用白色颜料冲淡时也对光,热,气候和化学品也同样具有优良牢度因而其特别适用于对 耐光性、耐候性、耐温性等要求高的室外建筑氟碳涂料彩色混相无机颜料是由多种金属氧化物构成的,国际上有时川相丿应的几种化合物表示其 化学组成,如用NiO. SbO. 20T102表示钛银黄的化学组成,现在,大多用鎳/锤/钛氧化物表 示,但这决不说明它们是由化学共沉淀法形成的各氧化物的复合物,更不说明它们是机械混 合物,而是通过1000°C以上高温固相反应,发色金属离了(如Ni2+)和平衡化合价的金属离 了•(如Sb5+)热扩散到一定的基木晶格(如金红石型晶格中,部分取代了基本金属离了 (如金 红石型晶格中的Ti4+),形成了具有某种全新性能的新型化学元素因此,这种颜料又称“锻 烧颜料”;它们在锻烧过程中形成了稳定的掺杂式品型结构,因此又称“晶格颜料”;这些 颜料的大多数,最初是为陶瓷制品着色而开发的,故乂称“陶瓷颜料”不过,用于现代涂 料和槊料的彩色混相无机颜料,在性能上,特别是在粒度上和分散性上,比用于陶瓷的彩 色混相无机颜料,有重大改进。
彩色混相无机颜料已成为当今重要的无机彩色颜料因其市 场潜力较大,再加上附加价值较高,所以世界上一些著名的化工公司,如徳国的BASF,美 国的Ferro Corp.等,都先后投人彩色混相无机颜料的生产行列里,生产其中的一种或多 种随看中国超耐久型建筑涂料和卷钢涂料、氟碳涂料市场的不断扩大,中国现在是彩色混 相无机颜料的一个巨大市场得一提的是,该颜料大部分具有非常优异的反射红外线功能,用于外墙涂料可起到隔热 降温效果,同时具有仿叶绿素功能,可用于军事建筑伪装涂料,国内外亦称呼为“酷冷”颜 料2. 2品种彩色混相无机颜料花色品种较多(但遗憾的是没有红色品种),扩人品种也比校容易,只 要在主晶格中掺杂适当的发色金属离了即可工业上应用量较大的是金红石型彩色混相无机 颜料和尖晶石世彩色混相无机颜料表1是几种常川的彩色混相无机颜料许多彩色混相无 机颜料还可通过加人另外的金属离了产生变体彩色混相无机颜料,如钛银黄可有钛觇黄变 化;钛骼棕(又称钛骼黄)可有两个变体,一个为钛轨锯黄(P. Y. 162),另一个为钛钩縮黄; 钻蓝的一个变体为骼钻铝蓝(P.B.36)2. 3性能特点彩色混相无机颜料品种众多,因此其性能也不尽相同。
一般而言,这种颜料的第一个特 点是绝对无毒 尽管它们中含有一些被认为有毒的金属如锯、锁、银等,但由于在1000V以 上高温锻烧,所形成的混相氧化物的悄性很高,人体的胃酸根本无法使其溶解,因此即使进 人胃肠内,也对人体无害;人身接触它,也是绝对安全的,这在强调环保安全的今天而言是 十分可贵的彩色混相无机颜料的第二个特点是它的备种耐性都非常高正是这一特点决定了它在超 耐久型涂料的价值这是由它的制造条件决定的:高温使它们变成高惰性彩色混相无机颜 料的超长耐候性与超高耐热性是许多别的彩色颜料所不能比拟的,因而它是高温氟碳涂料的 首选颜料彩色混相无机颜料的第三个特点是,经过不断改进,它们的漆用性能如分散性、遮盖力、 吸油最等都比较好彩色混相无机颜料的缺点是着色力低,色度不高,因此何些品种在有些应用系统中必须 与相应的高档有机颜料配套使用2. 4环保型彩色混相无机颜料(MMO颜料)现状由于颜料的环保无毒与高性能,现已开始被氟碳涂料行业所重视,并被广泛得到应 用2005年,MM0颜料世界产最5万多吨欧美市场为2. 9万吨,东南亚需求约1・5力-吨 我国市场需求2005年为2100吨,到2009年己达近5000吨。
近年来世界产量和销售量平均 每年都以50%以上的幅度递增,市场潜力巨大当前国内市场仍有85%以上的窗品生产依赖 于发达国家的一些知名企业在国际经济复苏后,欧美、亚太市场的强劲需求,2011年MMOttt界需求量将在眈力 吨以上国内方血,现在市场销售最只有6000吨左右,而生产最不足2000吨,已呈现供不 应求的趋势,而随着人们对锯颜料与镉颜料危害性的认识加强,MM0逐渐替代,据分析,2011 年国内需求量将高达9万吨尚有巨大的发展空间2. 5超耐久型外用建筑氟碳涂料的应用在国外发达国家规定,涂装承包商必须对高层建筑(特别是临街高层建筑)外用涂料质量 实行长期质最担保制,其重涂期必须在15年以上正是这一要求促进了超耐久型外用建筑 涂料的问世,也正是这一要求使彩色混相无机颜料的生产商开发了适用于这种涂料的彩色混 相无机颜料品种(主要是改进粒度及分散性)目前超耐久型外用建筑涂料所用的无机颜料, 除超耐久型钛白例如杜邦的R-960)外,就是各色彩色混相无机颜料2. 6耐高温氟碳涂料的应用在高温下经锻烧而成的彩色混相无机颜料的重要特点,迅热稳定性很高,因此广泛用于 高温涂料和在高温条件下加T的敎料。
烧烤炉架、汽车冋气管等所用的涂料,要求能耐500V 以上,且多要求黑色的彩色混相无机颜料铜铮黑和铁珞黑等能满足这方血的要求,故用量 逐年增多表3所列,系儿种高温涂料的配方2.7高速公路标志氟碳涂料的应用涂料无铅化法规的实施,要求某些T业涂料也必须采川彩色混相无机颜料,汽车涂料便 是一个实例美国运输部规定,高速公路用的标志涂料,也必须采用不含铅的颜料表4 所列,系美国运输部规定的13415黄、12243橙和11086红的配方2.8伪装涂料的应用彩色混相无机颜料中的倂钻绿(颜料绿26)能有效地模拟出植物叶绿素的反射性能,因此可 成为伪装涂料的主要成分表5所列,系美国联邦政府军用标准MilC — 461 88D所推荐的 伪装涂料的颜料配方,其树脂可为氛碳树脂或耐化学的双组分脂族聚氨酯3. 2011年国内无机颜料市场发展现状及总趋势随看建筑等行业的迅猛发展,氟碳涂料对无机颜料需求量也越来越大,并口对产品质量 也将有更高的要求从2011年中国涂料工业年会秋悉,2009年中国涂料总产量已达755. 44力-吨,比2008年 的661万吨增长T 14. 14%,已超越美国成为第一大涂料生产国,而2010年中国经济回暖速 度明显,2010年的涂料产量接近1000万吨,而氛碳涂料占据约5%以上的份额。
国内的氟碳涂料行业起步较晩,但发展很快,在短短十儿年的时间里,不仅开发出了国外已 经应用很久的“特氟龙”不粘涂料、高温烘烤型PVDF涂料,而且还成功推广了 FEVE型可常 温固化氟碳涂料同时还紧紧抓住了忖前世界上最。












