
第4章涂料用颜料1.ppt
58页第五章 涂料用颜料颜料的作用颜料的作用颜料的性质颜料的性质颜料的种类颜料的种类颜料的吸油量和颜料的体积浓度(颜料的吸油量和颜料的体积浓度(PVC))清漆清漆---成膜物、溶剂、助剂成膜物、溶剂、助剂色漆色漆---颜料、成膜物、溶剂、助剂颜料、成膜物、溶剂、助剂v赋予涂层赋予涂层色彩色彩颜料的作用颜料的作用颜料颜料是不溶于涂料基料或溶剂中的粉末状固体物质是不溶于涂料基料或溶剂中的粉末状固体物质, ::v增加强度增加强度:颜料的活性表面可以和大分子链相颜料的活性表面可以和大分子链相结合结合,形成交联结构形成交联结构.颜料粒子越细颜料粒子越细,增强效果增强效果越好越好.v增加附着力增加附着力:加入颜料可以减少收缩加入颜料可以减少收缩,减小减小干燥固化过程中的内应力,改善附着力干燥固化过程中的内应力,改善附着力.v改善耐候性改善耐候性:有的颜料可以起到吸收紫外有的颜料可以起到吸收紫外线的作用线的作用.减小对成膜物质的伤害(降解)减小对成膜物质的伤害(降解)v功能作用功能作用:在防腐颜料中有起钝化作用的颜料在防腐颜料中有起钝化作用的颜料如红丹如红丹,也有起屏蔽作用的颜料如铝粉、云母也有起屏蔽作用的颜料如铝粉、云母粉等,还有作为类似牺牲阳极的锌粉。
粉等,还有作为类似牺牲阳极的锌粉v降低光泽:降低光泽:在涂料中加入颜料可破坏漆膜表在涂料中加入颜料可破坏漆膜表面的平滑性,因而可降低光泽清漆中常用面的平滑性,因而可降低光泽清漆中常用极细的极细的SO2或蜡来消光或蜡来消光v降低成本降低成本:体质颜料加入涂料中不影响涂层:体质颜料加入涂料中不影响涂层性质,但可增加体积,大大降低成本性质,但可增加体积,大大降低成本颜料的指标颜料的指标v遮盖力:遮盖力:指颜料遮盖住被涂物表面,使它不能透过漆膜而显露的能力它指颜料遮盖住被涂物表面,使它不能透过漆膜而显露的能力它和折射率、结晶类型、粒径大小等有关和折射率、结晶类型、粒径大小等有关v着色力:着色力:是以颜料本身的色彩来影响整个混合物颜料的能力着色力越大,是以颜料本身的色彩来影响整个混合物颜料的能力着色力越大,用量可越小着色力大小与颜料本身特性相关,与其粒径大小也有关粒用量可越小着色力大小与颜料本身特性相关,与其粒径大小也有关粒径越小,着色力越大径越小,着色力越大v耐光牢度:耐光牢度:涂膜的色泽须耐久,最好能保持到涂膜破坏为止许多颜料在涂膜的色泽须耐久,最好能保持到涂膜破坏为止许多颜料在光照下会裉色、发暗。
光照下会裉色、发暗v渗色性:渗色性:有时在红漆底层上涂白漆,白漆成了粉红色,这说明白漆中的溶有时在红漆底层上涂白漆,白漆成了粉红色,这说明白漆中的溶剂溶解了一部分红底漆中的颜料,这种现在称为剂溶解了一部分红底漆中的颜料,这种现在称为“渗色渗色”红色有机颜料红色有机颜料特别容易渗色特别容易渗色----颜料迁移颜料迁移化学稳定性与热稳定性:化学稳定性与热稳定性:颜料的化学反应性会限制颜料的使用,颜料的化学反应性会限制颜料的使用,如氧化锌在酸值高的树脂中,因皂化交联使贮存过程中粘度如氧化锌在酸值高的树脂中,因皂化交联使贮存过程中粘度大增(肝化).大增(肝化).颜料热稳定性差,颜料热稳定性差,不能用于高温烘干漆中.不能用于高温烘干漆中.v颜料的润实性、分散性于表面处理:颜料的润实性、分散性于表面处理:颜料的润湿性和分散性颜料的润湿性和分散性是一个重要的指标.为了改进颜料的分散性与润湿性,往往是一个重要的指标.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.要对颜料表面进行处理.v毒性:毒性:铅颜料由于其素性,其使用已受到严格限制.铅颜料由于其素性,其使用已受到严格限制.遮盖力v涂覆色漆后,涂膜中的颜料能够将被涂物的表面遮盖起来,使其不显露的能力。
遮盖力示意图遮盖力示意图透明透明不透明不透明v反射、折射反射、折射v吸收吸收---黑、白、彩色(互补)黑、白、彩色(互补)v散射(丁达尔散射、瑞利散射)散射(丁达尔散射、瑞利散射)----当光线入射到不当光线入射到不均匀的介质中,如乳状液、胶体溶液等,介质就因折射率不均匀的介质中,如乳状液、胶体溶液等,介质就因折射率不均匀而产生散射光均匀而产生散射光 例如,当一束太阳光从窗外射进室外内时,我们从侧面可以看到光线的例如,当一束太阳光从窗外射进室外内时,我们从侧面可以看到光线的径迹,就是因为太阳光被空气中的灰尘散射的缘故径迹,就是因为太阳光被空气中的灰尘散射的缘故 遮盖遮盖-----不让光直线传播不让光直线传播瑞利散射瑞利散射折光指数差与散射关系相相对对散散射射量量折光指数差折光指数差相同相同颜料遮盖力与下列因素有关颜料遮盖力与下列因素有关::v(1)折射率折射率,折射率愈大,遮盖力愈强;,折射率愈大,遮盖力愈强;v(2)吸收光线能力吸收光线能力,吸收光线能力愈大,遮盖力愈强;,吸收光线能力愈大,遮盖力愈强;v(3)结晶度结晶度,,晶形晶形的遮盖力较强,无定形的遮盖力较弱;的遮盖力较强,无定形的遮盖力较弱;v(4)分散度分散度,分散度愈大,遮盖力愈强。
分散度愈大,遮盖力愈强v(5) 颗粒大小颗粒大小 -----颜料与成膜物质的颜料与成膜物质的折射率折射率差别差别(树脂的折射率均小于(树脂的折射率均小于1.55)无机颜料的折)无机颜料的折射率大,如钛白(射率大,如钛白(2.72)、铁红()、铁红(3.6),),遮盖力好遮盖力好粉笔实验粉笔实验湿纸湿纸1.5新型颜料新型颜料光的吸收如炭黑,入射光几乎能全部被吸收用很少量如炭黑,入射光几乎能全部被吸收用很少量颜料就能遮盖住底色颜料就能遮盖住底色 吸收光线能力大吸收光线能力大---粒径大小:粒径大小:颜料的最佳粒径一般应为光线在空气中波颜料的最佳粒径一般应为光线在空气中波长的一半,即长的一半,即0.2~0.4微米微米.小于此值小于此值,失去散射光的失去散射光的能力能力,大于此值则总表面减少大于此值则总表面减少,分散度减小,分散度减小,使总散使总散射能力减少射能力减少 纳米材料纳米材料------ 研磨设备必须研磨设备必须----合适大小的颗粒合适大小的颗粒颜料的种类颜料的种类v按颜料来源按颜料来源----天然和合成颜料,天然和合成颜料,v按化学成分按化学成分---有机和无机颜料有机和无机颜料 颜料的种类 颜料的种类活性颜料体积颜料(惰性颜料)着色颜料功能颜料按作用不同白色黑色彩色钡白:硫酸钡碳酸钙硅酸钙瓷土:云母滑石粉二氧化硅降成本、增强、消光,防腐、打磨性着色颜料着色颜料 v具有一定着色力与遮盖力,在色漆中主要起着色与遮具有一定着色力与遮盖力,在色漆中主要起着色与遮盖作用的一些颜料。
盖作用的一些颜料((1 1))白色白色颜料料v钛白粉钛白粉((TiO2))::由于高折射率,是白色颜料中着色由于高折射率,是白色颜料中着色力与遮盖力最强的一种,白度纯白,具有很高的着色力与遮盖力最强的一种,白度纯白,具有很高的着色力与遮盖力,力与遮盖力,0.250.25微米遮盖力最大微米遮盖力最大v锌钡白(锌钡白(ZnS··BaSO4 ))::又称立德粉又称立德粉,,是硫化锌和硫是硫化锌和硫酸钡的混合物,折射率约为酸钡的混合物,折射率约为2,遮盖力仅次于钛白粉,,遮盖力仅次于钛白粉,但耐酸与耐光性差,多用于室内但耐酸与耐光性差,多用于室内 立德粉又称为锌钡白,一种白立德粉又称为锌钡白,一种白颜料颜料,,硫化锌硫化锌和和硫酸钡硫酸钡的混合物的混合物酸作用分解放出硫化氢,与硫化氢和碱不起作用它耐热性良好,酸作用分解放出硫化氢,与硫化氢和碱不起作用它耐热性良好,防藻,降低成本以及其具有优异的遮蔽力的白度对大气不稳定,防藻,降低成本以及其具有优异的遮蔽力的白度对大气不稳定,室内用多室内用多((2))黑色颜料黑色颜料 v炭黑:炭黑的主要成分是碳,由碳氢化合物经高度炭化炭黑:炭黑的主要成分是碳,由碳氢化合物经高度炭化而制成。
是最细、着色力与遮盖力最好的颜料耐光性,而制成是最细、着色力与遮盖力最好的颜料耐光性,对酸、碱等化学药品及高温作用都很稳定,吸油量较高对酸、碱等化学药品及高温作用都很稳定,吸油量较高v v1912年S.C.莫特发现炭黑对橡胶的补强作用之后,炭黑工业才迅速发展起来v后来开发了油炉法工艺1941年,试产出第一批油炉黑 v铁黑(铁黑(Fe3O4):带有永久磁性,):带有永久磁性,遮盖力和着遮盖力和着色力均良好色力均良好v具有饱和的蓝墨光黑色,以很高遮盖力、着具有饱和的蓝墨光黑色,以很高遮盖力、着色力强,耐光性能好等特点而应用于涂料行色力强,耐光性能好等特点而应用于涂料行业制漆,还因其耐碱性能和水泥混和而的广业制漆,还因其耐碱性能和水泥混和而的广泛应用于建筑行业水泥着色泛应用于建筑行业水泥着色 ((3))红色颜料红色颜料 v氧氧化化铁铁红红((Fe2O3)) ::也也称称铁铁红红天天然然氧氧化化铁铁红红颜颜色色为为橘橘红红至至深深棕棕色色,,多多用用于于廉廉价价涂涂料料作作着着色色剂剂合合成成氧氧化化铁铁红红纯纯度度高高,,着着色色力力很很高高,,应应用用广广泛泛铁铁红红耐耐热热、、耐耐碱碱性性好好,,不不耐耐强强酸酸。
能能吸吸收收紫紫外外线线,,赋赋予予涂涂膜膜良良好好耐光性,遮盖力仅次于耐光性,遮盖力仅次于炭黑氧化铁颜料氧化铁颜料氧化铁的晶体结构和物理性状都有很大的差别,氧化铁的晶体结构和物理性状都有很大的差别,色泽变动于橙光到蓝光至紫光之间遮盖力色泽变动于橙光到蓝光至紫光之间遮盖力和着色力都很大有优越的耐光、耐高温性和着色力都很大有优越的耐光、耐高温性能,并耐大气影响、耐污浊气体、耐一切碱能,并耐大气影响、耐污浊气体、耐一切碱类在浓酸中只有在加热情况下才逐渐被溶类在浓酸中只有在加热情况下才逐渐被溶解解 物美价廉物美价廉 — 室外用 室外用 v 1、氧化铁红颜料在各类混凝土中预制件和、氧化铁红颜料在各类混凝土中预制件和建筑制品材料作为颜料或着色剂,如墙面、地建筑制品材料作为颜料或着色剂,如墙面、地坪、天花板、支柱、门廊、路面、停车场、阶坪、天花板、支柱、门廊、路面、停车场、阶梯、车站等;各种建筑陶瓷和琉璃陶瓷,如面梯、车站等;各种建筑陶瓷和琉璃陶瓷,如面砖、地砖、屋瓦、嵌板、水磨石、马赛克花砖、砖、地砖、屋瓦、嵌板、水磨石、马赛克花砖、人造大理石等人造大理石等 v 2、氧化铁颜料、氧化铁颜料Iron Oxide Red适用于塑适用于塑料制品的着色,如汽车内胎,飞机内胎,自行料制品的着色,如汽车内胎,飞机内胎,自行车内胎等。
车内胎等 v 3、氧化铁红漆具有防锈功能,可以代替、氧化铁红漆具有防锈功能,可以代替高价的红丹漆,节约有色金属高价的红丹漆,节约有色金属v甲苯胺红:偶氮类有机颜料色泽鲜艳,遮盖力好甲苯胺红:偶氮类有机颜料色泽鲜艳,遮盖力好耐光、耐水、耐油性好,易溶于芳烃溶剂,耐溶剂性耐光、耐水、耐油性好,易溶于芳烃溶剂,耐溶剂性差大红粉大红粉v 产品介绍:产品介绍: 颜料性能 黄光红色,色光艳艳单偶氮类颜料着色力和遮盖性强v主要用于红色磁漆的着色着色,也适用于皮革、乳胶制品、漆布、水彩和油画以及印泥、印油、墙粉、油墨、文教用品和化妆品的着色系涂料工业用重要红色颜料之一((4 4)黄色颜料)黄色颜料 v铅铅铬铬黄黄((PbCrO4))::也也称称铬铬黄黄,,其其主主要要成成分分是是铬铬酸酸铅铅,,颜颜色色因因制制造造条条件件与与成成分分之之不不同同介介于于柠柠檬檬色色与与深深黄黄色色之之间间铬铬黄黄具具有有较较高高的的遮遮盖盖力力、、着着色色力力,,遇遇H2S气气体体颜颜色色会变暗是底漆、面漆应用较多的一种黄色颜料是底漆、面漆应用较多的一种黄色颜料汉沙黄汉沙黄普鲁士兰v18世纪有一个名叫狄斯巴赫的德国人,他是制造和使用涂料的工人,因此对各种有颜色的物质都感兴趣。
总想用便宜的原料制造出性能良好的涂料 v 有一次,狄斯巴赫将草木灰和牛血混合在一起进行焙烧,再用水浸取焙烧后的物质,过滤掉不溶解的物质以后,得到清亮的溶液,把溶液蒸浓以后,便析出一种黄色的晶体当狄斯巴赫将这种黄色晶体放进三氯化铁的溶液中,便产生了一种颜色很鲜艳的蓝色沉淀狄斯巴赫经过进一步的试验,这种蓝色沉淀竟然是一种性能优良的涂料该反应方程式: v 3K4Fe(CN)6 + 4FeCl3 → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl v 狄斯巴赫的老板是个唯利是图的商人,他感到这是一个赚钱的好机会,于是,他对这种涂料的生产方法严格保密,并为这种颜料起了个令人捉摸不透的名称——普鲁士蓝,以便高价出售这种涂料德国的前身普鲁士军队的制服颜色就是使用该种颜色,以至1871年德意志第二帝国成立后相当长一段时间仍然沿用普鲁士蓝军服,直至第一次世界大战前夕方更换成土灰色 酞菁蓝湖南化工颜料有限公司位于风光秀丽的资水河畔,距湖南化工颜料有限公司位于风光秀丽的资水河畔,距长邵高速公路和铁路货运站仅长邵高速公路和铁路货运站仅3公里铁路、公路运输公里铁路、公路运输极为快捷极为快捷公司研发出氧化铁公司研发出氧化铁{黄、红、黑、绿黄、红、黑、绿}、铁酞、铁酞 绿、美术绿、美术绿、宝蓝、绿、宝蓝、3132大红粉、颜料绿、氧化铬绿,立德粉,大红粉、颜料绿、氧化铬绿,立德粉,钛白粉,群青,碳黑,中铬黄,柠蒙黄等系列颜料产钛白粉,群青,碳黑,中铬黄,柠蒙黄等系列颜料产品,广泛应用于油墨、油漆、涂料建筑等行品,广泛应用于油墨、油漆、涂料建筑等行 业。
业 产品实例产品实例 ---- 广告广告※※金属颜料:金属颜料:主要有铝粉(铝银浆)、黄铜粉和锌粉※※珠光颜料:珠光颜料:主要是二氧化钛包覆的片状云母河北河北欧克欧克化工化工 v珠光颜料是依据珍珠的原理而制成,天然或珠光颜料是依据珍珠的原理而制成,天然或人工养殖的珍珠是层状结构,由碳酸钙层和人工养殖的珍珠是层状结构,由碳酸钙层和蛋白质层交替包裹着珠核而形成蛋白质层交替包裹着珠核而形成v珠光颜料是无机颜料,它是以微小云母晶片为基材,其外包珠光颜料是无机颜料,它是以微小云母晶片为基材,其外包覆具有高折光指数的金属氧化物,如:覆具有高折光指数的金属氧化物,如:TiO2 ZrO2等,随着等,随着包覆层厚度的不同可获得不同的干扰色包覆层厚度的不同可获得不同的干扰色光线经多层反光线经多层反射、折射而产生珍珠般光泽射、折射而产生珍珠般光泽 v在云母片上包覆其它金属氧化物,如三氧化二鉻或三氧化二在云母片上包覆其它金属氧化物,如三氧化二鉻或三氧化二铁,可产生明亮的金属色诱人的金黄色是铁,可产生明亮的金属色诱人的金黄色是TiO2和和Fe2O3同同步混合包覆的结果步混合包覆的结果v肥皂膜表面上的五彩缤纷的颜色,是太阳的白光在膜上发生“干涉”的结果。
变色龙变色龙v 1 反射光线是白色,即这个厚度的珍珠色母是白珍珠 反射光线是白色,即这个厚度的珍珠色母是白珍珠v 2 反射光线是黄色,即这个厚度的珍珠色母是金黄珍珠反射光线是黄色,即这个厚度的珍珠色母是金黄珍珠v 3 反射光线是红色,即这个厚度的珍珠色母是红珍珠反射光线是红色,即这个厚度的珍珠色母是红珍珠v 4 反射光线是蓝色,即这个厚度的珍珠色母是蓝珍珠 反射光线是蓝色,即这个厚度的珍珠色母是蓝珍珠v 5 反射光线是绿色,即这个厚度的珍珠色母是绿珍珠反射光线是绿色,即这个厚度的珍珠色母是绿珍珠色彩主要来自于光线衍射现象色彩主要来自于光线衍射现象 体质颜料体质颜料 v指那些不具有着色力与遮盖力的无色粉状物质指那些不具有着色力与遮盖力的无色粉状物质v不能不能给漆膜添加色彩,漆膜添加色彩,能改善涂料的流动性及涂膜的能改善涂料的流动性及涂膜的物理力学性能,物理力学性能,可降低可降低涂料的涂料的成本成本,故又称填料故又称填料v常用的品种有碳酸常用的品种有碳酸钙与滑石粉等与滑石粉等 v碳酸钙(碳酸钙(CaCO3):):重质碳酸钙和轻质碳酸钙重质碳酸钙和轻质碳酸钙v重质碳酸钙(大白粉):天然石灰石粉末,细度和颜色重质碳酸钙(大白粉):天然石灰石粉末,细度和颜色不如轻质碳酸钙。
不如轻质碳酸钙v轻质碳酸钙(沉淀碳酸钙):由人工加工制成质量纯、轻质碳酸钙(沉淀碳酸钙):由人工加工制成质量纯、颗粒细、体质轻,遮盖力和着色力也高颗粒细、体质轻,遮盖力和着色力也高v滑石粉(滑石粉(3MgO ··4SiO2 ··H2O):):天然水合硅酸镁矿粉天然水合硅酸镁矿粉v系系天天然然矿矿石石经经加加工工磨磨细细而而得得,,质质地地轻轻而而滑滑腻腻,,能能防防止止颜颜料料的的沉沉降降,,可可用用在在底底漆漆和和面面漆漆中中增增加加防防护护性性、、耐耐磨磨性性可作消光剂可作消光剂颜料的吸油量和颜料的体积浓度(PVC)v吸油量:在100克的颜料中,把亚麻油一滴滴的加入,并用刮刀混合,初加油时颜料保持松散状,但最后可使部颜料粘结在一起成球,继续加油体系即变稀,此时所用油量即为吸油量(OA)OA=亚麻油量亚麻油量100克颜料克颜料颜料的吸油量和颜料的体积浓度(颜料的吸油量和颜料的体积浓度(PVC))vPVC::在干膜中颜料所占的体积百分比叫做颜料的体积浓在干膜中颜料所占的体积百分比叫做颜料的体积浓度,用度,用PVC表示vCPVC::当颜料吸附了成膜物并在颜料无规则紧密堆积所当颜料吸附了成膜物并在颜料无规则紧密堆积所形成的空隙间也充满了成膜物时的PVC称为临界的形成的空隙间也充满了成膜物时的PVC称为临界的PVC,用,用CPVC表示。
表示PVC与干漆膜的性能有很大的关系,如遮盖力、PVC与干漆膜的性能有很大的关系,如遮盖力、光泽、透过性、强度等当PVC达到CPV光泽、透过性、强度等当PVC达到CPVC时,各种性能都有一个转折C时,各种性能都有一个转折v遮盖力:增加遮盖力:增加v透过性:增加,因此防腐性明显下降,防污能透过性:增加,因此防腐性明显下降,防污能力也差v光泽:下降,因表面平滑度下降光泽:下降,因表面平滑度下降v强度:下降强度:下降PVC与干漆膜性能的关系PVC与干漆膜性能的关系颜料是一种微细粉末状的有色物质,一般不溶于水、油和溶剂,但能均匀的分散在其中颜料是色漆的次要成膜物质,在木材装饰过程中调制底漆、腻子以及木才着色,也经常使用颜料不透明的色漆由于放入颜料,其涂膜具有某些色彩和遮盖力同时颜料还能增强涂膜的耐久性、耐候性、耐磨性等 染料与颜料不同,它是能溶于水、醇、油或其它溶剂等液体中的有色物质染料溶液能渗入木材,与木材的组成物质(纤维素、木质素与半纤维素)发生复杂的物理化学反应,能使木材着色而又不致模糊木材的纹理,能使木材染成鲜明而坚牢的颜色 染料和颜料有何不同,如何区别?染料和颜料有何不同,如何区别? 。












