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40 涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts 涂料综述 Coatings Review 复合无机颜料 CICP/MMO (Complex Inorganic Color Pigments/ Mix Metal Oxide Pigments) 夏晶(福禄（苏州）新型材料有限公司，江苏苏州 215021) 摘 要：摘 要：从颜料介绍开始，对无机颜料特别是复合 无机颜料的分类方法、生产工艺、使用、主要产品 及目前主要的供应商和市场状况做了详细的介绍， 特别强调了复合无机颜料优异的耐候性和高太阳 光反射性能； 同时还就当前市场上关于冷涂料和冷 颜料的热点话题， 详细介绍了它们的工作原理和具 体数据，以及在国外应用的实例和实践研究数据， 简述了当前国内在“冷涂料”和“冷屋顶”材料标 准的实践工作 关键词：关键词：复合无机颜料；冷颜料；颜料索引号；太 阳光全反射率 TSR 0 引言 作为颜料，给我们最直观的印象就是色彩，着色是颜 料最基本的属性，在我们生活的世界里，正是因为有了颜 色的色彩斑斓，才使得我们感知的生活环境充满着千变万 化的色彩情趣人类对色彩的追求远溯到史前时代起，在 超过 6 万年以前， 人类就已把天然赭石作为着色材料使用。

颜料作为工业产品，其专业化分工和生产源自 18 世 纪，目前的颜料厂商大多按照颜料的不同属性如有机或无 机的不同类型进行专业化的生产 随着社会的发展，使用者对于颜料的性能要求越来越 高，单纯颜料着色属性已不能满足客户使用颜料的要求， 颜料是否还同时具有其他性能越来越受到用户的重视，伴 随着当前的国情，在建筑领域的涂装产品中，对于使用着 的颜料是否具备高性能颜料的特点——耐候性、耐温性、 环保性和节能性的要求越来越高，同时高性能颜料也是助 推整个建筑领域涂装产品向高性能发展的强劲动力本文 着重介绍用于建筑涂装的高性能复合无机颜料产品 1 颜料 1.1 颜料定义 颜料是一种有机或无机的有色细小固体颗粒；基本上 不溶于它们所分散的介质中；起到着色、遮盖、保护等功 能；被广泛使用在油墨、涂料、塑料和聚合体等产品中； 每种颜料自身都具有不同的晶体结构，它们是在制造过程 中形成的 1.2 颜料分类 颜料经过近代 300 多年的工业化发展，已经成为一个 成熟的工业化生产和产品细分的行业，按照化学组成，颜 料大致可分为有机颜料和无机颜料，如图 1 [1] 图 1 颜料类型分类 本 文 重 点 介 绍 无 机 颜 料 中 的 复 合 无 机 颜 料 (CICP/MMO)，特别是彩色复合无机颜料。

涂料综述 Coatings Review 41 涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts 1.3 颜料索引号 C.I. 颜料产品虽然色彩和种类千变万化，但按照每种颜料 自身的化学结构分子式，不论是有机还是无机颜料，都有 唯一的一个颜料索引号(C.I.：Color Index)对其身份进行定 义，如同样的黑色颜料因其化学分子式的不同，按照颜料 索引号会有不同的黑色颜料产品，如表 1 表 1 几种黑色颜料产品 黑色颜料 颜料索引号 C.I. 分子式 产品 颜料黑 6或7 Pigment Black 6 or 7C 炭黑(Carbon Black) 颜料黑 11 Pigment Black 11Fe3O4 氧化铁黑(Iron Oxide Black) 颜料黑 28 Pigment Black 28CuCr2O4 铜铬黑(Copper Chromite Black) 2 复合无机颜料 复合无机颜料 CICP/MMO (Complex Inorganic Color Pigments/ Mix Metal Oxide Pigments)大多数都是由几种金 属混合物在经过高温煅烧(800 ℃以上)后化合而成，最早 运用在搪瓷和陶瓷行业，伴随着美国和欧洲自 20 世纪 50 到 70 年代的卷材和建筑高性能涂料的快速发展，因其优 异的性能而被逐渐推广到了涂料和塑料工业产品的使用 中。

2.1 复合无机颜料制造 复合无机颜料的制造工艺如图 2 [2] 图 2 CICP 复合无机颜料制造流程 2.2 复合无机颜料特点 因为大多数复合无机颜料都是在经过 800 ℃以上的 高温煅烧生产加工而成的，这就决定了其化学和物理属性 的特点：极佳的耐候性、耐温性、化学稳定性，此外还具 备环保颜料的特性复合无机颜料的耐候性和耐酸碱性一 般都能达到涂料要求级别中的最高级别 5 级，耐光性一般 达到 8 级，耐热性一般达到 800 ℃ 但是，因为主要成分大都为金属化合物经过高温煅烧 生产而成，所以复合无机颜料相比其他无机颜料往往成本 较高，这也是目前还未得到全面推广的主要原因，如同样 的黑色， 氧化铁黑一般市场价在 20~30 元/kg， 但复合无机 颜料的铜铬黑一般市场价要达到 100 元/kg 因为复合无机颜料优异的耐候性和环保特性，目前主 要使用在对耐候级别要求非常高的涂料体系中，如需要耐 候超过 15 a 以上的氟碳涂料系统、部分需要高耐候的卷 材涂料系统，以及最近发展的水性民用建筑涂料体系中也 已有厂家推出运用复合无机黑色颜料的“冷涂料”产品 2.3 复合无机颜料主要产品 在美国，针对复合无机颜料的定义和分类，在 1979 年就已成立了专业委员会——“干粉颜料制造商协会” DCMA(Dry Color Manufacturers ’Association)，专门定义和 分类复合无机颜料，根据 DCMA 的分类方法，将复合无机 颜料按照颜料的化学成分和晶体结构共分为 14 种 [1]： 斜锆 石 型Baddeleyite ； 硼 酸 盐 型Borate ； 赤 铁 矿 型 Corundum-Hematite； 石榴石型 Garnet； 橄榄石型 Olivine； 方镁石型 Periclase；硅铍石型 Phenacite；磷酸盐型 Phosphate；柱红石型 Priderite；烧绿石型 Pyrochlore； 锐钛型 Rutile-Cassiterite；榍石型 Sphene；尖晶石型 Spinel；锆石型 Zircon。

其中在实践中应用最多和最主要的有 3 种类型：金红 石型、尖晶石型和赤铁矿型按颜料索引号具体的颜料产 品见表 2 [1] 表 2 金红石型、尖晶石型、赤铁矿型复合无机颜料常见 的颜料使用产品 颜料 晶型 颜料索引号 C.I. 颜色 名称 PY-53/Pigment Yellow 53 黄色 镍钛黄 PBRN-24/Pigment Brown 24 棕色 钛铬黄 金红 石型 PY-164/Pigment Yellow 164 褐色 钛锰棕 PB-28/Pigment Blue 28 正蓝色 钴铝蓝 PB-36/Pigment Blue 36 孔雀蓝 钴铬铝蓝 PG-50/Pigment Green 50 绿色 钴钛绿 PG-26/Pigment Green 26 墨绿色 钴铬绿 PBLK-28/Pigment Black 28 黑色 铜铬黑 PBLK-26/Pigment Black 26 黑色 锰铁黑 PBLK-30/Pigment Black 30 黑色 锰铬镍黑 PBLK-12/Pigment Black 12 黑色 钛铁黑 尖晶 石型 PY-119/Pigment Yellow 119 褐色 锌铁棕 PG-17/Pigment Green 17 军绿色 铬铝绿 PG-17/Pigment Green 17 棕色 铁铬棕 PG-17/Pigment Green 17 黑色 铁铬黑 PR-101/Pigment Red 101 铁红 铁红 赤铁 矿型 PR-101/Pigment Red 102 铁棕 铁棕 42 涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts 涂料综述 Coatings Review 以金红石型的 Pigment Yellow 53 (C.I.PY-53 镍钛黄) 为例，它的金红石型晶体结构如图 3 [1]。

注：复合无机颜料使用的铬金属原材料，都需要低价的铬且往往在颜 料中的含量极低，好的复合无机颜料都可通过食品安全认证如欧标 AP(89)1 标准，为环保颜料 图 3 镍钛黄金红石型晶体结构 2.4 复合无机颜料运用 复合无机颜料的材料结构(金属混相化合物)和制备工 艺(经过 800 ℃以上的高温煅烧)决定了其物质属性，并决 定了其适用于需要具有优异的耐候性、耐高温性和环保特 性的产品 目前，涂料领域复合无机颜料的应用主要在氟碳涂料 体系、高耐候卷材聚酯体系和正在推广的水性丙烯酸外墙 (需要有高太阳光反射率)涂料体系 复合无机颜料在中国涂料领域目前还处在推广起步 阶段，相比欧美国家甚至与周边的日本和韩国在涂料产品 中的运用，目前还非常有限，但同时这也正是该类型颜料 在中国具有广阔市场发展空间的机会在欧美国家，日常 看到的蓝色卷材屋顶大多使用的是复合无机蓝色颜料 PB-28 钴蓝，因为在国外一般要求出厂的卷材产品至少需 要耐候 15 a 以上，但目前在中国使用的大多数蓝色卷材 产品(屋顶、围栏和简易房)中，因为成本的原因目前大多 是在使用有机蓝色颜料(大多只能耐候 2~3 a) 2.5 复合无机颜料市场和主要供应商 目前在中国市场，复合无机颜料的供应商主要来自国 外， 如 Basf(包括收购的美国 Engelhard 复合无机颜料供应 商)、 Ferro(包括收购的原 Degussa 和 Ciba 的无机颜料合资 公司 Cerdec)、Shepherd、Heubach(包括收购的 Bayer 复合 无机颜料业务单元)、 Rockwood(主要以氧化铁系产品为主)、 Ishihara、 Tomatec(早期是与 Ferro 在日本合资成立的复合 无机颜料生产企业)，Asahi 等 [3]。

这些国外复合无机颜料 供应商大多数还未在中国设厂，只有 Ferro 公司在苏州于 2009 年建立了复合无机颜料生产工厂 随着国内复合无机 颜料市场的发展和需求增大，国内也有一些厂家开始专注 和涉足该领域，如巨发和陪蒙特等 在全球，彩色复合无机颜料在涂料市场的总销售量约 为 2 万 t/a， 主要集中在欧美发达地区， 而在中国市场的需 求还不到总量的十分之一，小于日本和韩国市场 3 冷颜料 3.1 冷颜料定义 何谓冷，一般是相对热而言，必须有冷热温差才能感 觉得到冷和热，冷和热永远是相对的概念，冷颜料本身并 不冷，只是它具有“去热”的特殊功能，使得整个使用了 冷颜料的涂料体系也具备了降温、去热的功能，因此称为 “冷涂料”和“太阳热反射隔热涂料”等 颜料通过涂料系统使用在建筑物体表面，与建筑物最 相关的冷和热的影响一般都来自太阳光，如何“对付”太 阳光，去除它的热能影响，也正是冷颜料的特殊冷性能所 在 冷颜料通常定义为具有高太阳光反射率和耐温性、耐 候良好，并且自身化学稳定性非常优异的一类颜料冷颜 料大多运用在室外涂装系统中 根据实际的建筑于太阳光曝晒环境中的应用实例，在 涂料体系完全一致的条件下(只是使用不同的颜料)，用了 冷颜料的涂料体系一般会比普通体系直接降低物体表面 温度 10~15 ℃，对于建筑物内部，可以达到降温 4~5 ℃ 的效果，应用冷颜料的意义显而易见。

以下是一例美国冷金属屋顶协会关于“冷屋顶”在现 实生活中的应用对比实例(参考 www.coolmetalroofing.org. /American Iron and Steel Institute ， Metal Building Manufacturers Association，Metal Construction Association，and National Coil Coating Association)在 2002 年到 2003 年的美国佐治亚州，有一所学校(P。