关于涂料用颜料的15个技术问题探讨

关于涂料用颜料的15个技术问题探讨

1、怎样在不影响涂料颜色的前提下，避免使用有毒的铬酸铅，钼酸铅颜料?

由于含铅颜料的毒性，各国正越来越限制含铅颜料在涂料中的使用，配方师通常用有机颜料配合钛白粉来取代含铅颜料。但在某些运用场合，有机颜料配合金属氧化物混合颜料（无机复合着色颜料）表现出比钛白粉更好的性能。金属氧化物混合颜料所固有的鲜明的色调，饱和度和很高的遮盖力给了配方师更多的可能性在配方中减少昂贵的有机颜料，减少甚至不用钛白粉。

对有机颜料而言，同样有许多颜料显示出非常好的遮盖力和耐候性，可以用来替代含铅颜料。红色颜料包括颜料红48:4，红112,红170,红254,红255,紫19等。橙色颜料包括颜料橙36和橙73等。黄色颜料包括颜料黄74,黄109,黄110,黄139,黄151,黄154等。特别在黄色颜料中，我们推荐使用铋钒钼黄（颜料黄184），铋钒钼黄比金属氧化物混合颜料钛镍黄（颜料黄53）要鲜亮的多，并且有更强的着色力,更好的遮盖力（甚至可以不需要添加钛白粉），杰出的耐热耐候性能。最后，值得说明的是和含铅颜料相比，只要在生产中有良好的除尘设备（吸入颜料粉尘对人体肺部是有害的），上述这些颜料都被认为是安全无毒的。

2、有哪些因素影响涂料体系中颜料的絮凝?

以下参数对絮凝会造成影响：黏度：在低黏度条件下，颜料粒子较易移动。所以降低涂料体系的黏度将使絮凝团变小，絮凝速度下降。温度：温度对黏度的影响是显而易见的。温度的升高会引起黏度的下降。从而间接地减少了絮凝。

闪蒸时间（晾干时间，湿碰湿二道涂层喷涂施工间隔时间，或在进入烘炉之前让大量溶剂蒸发所需时间）：闪蒸时间过长也会引起颜料的大量絮凝。

二氧化钛:表面没有经过包覆的二氧化钛表现出极大的絮凝倾向。颜料粒子的大小和颜料粒子的粒径分布：颜料小颗粒在涂料体系中活动较为活跃，相互碰撞的可能性就大，引起絮凝的可能性也随之加大。但这也不是绝对的。如果颜料粒径非常的小，就会导致整个体系的黏度上升。降低颜料粒子的移动，不易引起絮凝。

颜料浓度（钛白粉和着色颜料）：增加颜料浓度将引起体系的黏度上升，减少了絮凝的倾向。黏结料：小的黏结料分子较易被颜料表面所吸附，但由于它的体积小，所产生的颜料粒子间的空间位阻也小，较易引起颜料絮凝。同时，黏结料的化学结构也与颜料絮凝有关。

溶剂：选择合适的良溶剂会使黏结料聚合物分子充分伸展，增加了颜料粒子间的相互排斥作用。防止颜料絮凝。不良溶剂收缩黏结料聚合物分子呈团状，降低了颜料粒子间的空间位阻，对颜料絮凝的发生起促进作用。

3、有哪些类型的酞菁蓝可运用于涂料工业?

酞菁蓝主要由铜酞菁组成，化学结构复杂，外观为深蓝色粉末，酞菁蓝有很多晶态，形成商品的有3种，分别是带红光，相对具有较高着色力的α型酞菁蓝（颜料蓝15）；带绿光，相对具有良好热力学稳定性的β型酞菁蓝（颜料蓝15：3）；相对具有鲜艳红光的ε型酞菁蓝（颜料蓝15：6）。在芳香族溶剂中（例如二甲苯），α型酞菁蓝会转化为更稳定的β型酞菁蓝。为了防止这种转变，通常在粗酞菁蓝颜料化加工过程中，拼入一部分一氯代铜酞菁形成溶剂稳定型α型酞菁蓝或颜料蓝15：1。

由于酞菁蓝颜料的表面是非极性的，所以在许多的涂料体系中和粘结料的相互作用较弱，导致颜料分散体系的稳定性较差。含有酞菁蓝颜料的涂料体系较易絮凝或在储藏中发生分层。这一缺点在对溶剂稳定型颜料蓝15：1分子进行表面处理和化学改性后得到较大得改善。改进后的酞菁蓝颜料在染料索引中被定为颜料蓝15：2。

在涂料工业领域，带红相的α型酞菁蓝由于色泽鲜艳，着色力强，易分散和流动性好等特点较带绿相的β型酞菁蓝受欢迎。因为絮凝的发生并不仅仅和颜料有关，和涂料体系的粘结料和溶剂都有很大的关系，我们不可能找到一种在任何涂料体系中都能表现出杰出抗絮凝性能的酞菁蓝品种，这还需要涂料工作者针对不同的涂料系统，通过大量的实验，得出优异的配方组合。

4、用什么方法能迅速判断一种颜料的分散性能?

我们有许多直接或间接的方法来评估颜料的分散效果。例如直接的方法有细度板法，光学和电子显微镜法。

细度板法：

海氏研磨細度测试方法(Hegman)是针对液体体系的简单快捷的研磨細度检测方法。海氏細度板是一块表面加工有二道浅槽的长方形不锈钢材料，浅槽经精密加工由100微米深度到0微米慢慢变浅，滴加少量研磨物料于凹槽最深处，用不锈钢双刃刮刀以均匀的速度刮过整个表面到沟槽深度为零的一端。刻度等距离标注于凹槽旁，从凹槽最深处的刻度零均匀递减至細度板水平表面的刻度8或10。观察试样首先出现密集颗粒点之处，即能清楚观察到明显突出于研磨物料表面的颜料颗粒的刻度被认为是判断分散程度的指标。通常至少刻度要达到7才被认为已经有效分散。

光学显微镜细度测试法：

光学显微镜的使用提供了一种快速的，颜料大小可直观的细度检测方法。并且也能观察到颜料的着色力情况。

除此之外，还可观察到颜料粒子形态，大小和分布，以及颜料的絮凝情况。具体实验方法是滴一小滴研磨物料在载玻片上，然后用盖玻片覆盖。注意在覆盖盖玻片的时候不能过分用力，防止待观察物料过度分开影响检验。光学显微镜的主要缺点是辨析率太低，最小辨析率大约只有2微米。

电子显微镜细度测试法：

电子显微镜的高解析度是一大亮点，它能直观的观察到颜料粒径大小，而正是颜料粒径大小对涂层的透明性，流动性和色相等重要性能有决定性影响。

电子显微镜细度测试法的缺点主要是设备价格昂贵，测试时间长，需要有经验技师对测试数据进行分析和解读，另外也一定要待样品干燥后才能进行测量。

5、颜料耐溶剂性是什么含义？

在涂料生产中，我们必须将颜料均匀而稳定地分散在大多数的有机基料（由树脂和溶剂组成）中，这就意谓颜料必须处于有机溶剂的包围中。除此之外，大多数涂料经颜料着色后，在有效使用期内不可避免地经常于有机溶剂接触（清洁剂，汽油和润滑油等）。因此这就要求颜料要尽可能不溶于有机溶剂。如果不能做到不溶，我们就应该意识到在各类有机溶剂中，颜料的添加是有限度的，超过这一容忍度，就会产生颜料溶于溶剂所造成的沾色现象。颜料的耐溶剂性能本质上就是颜料抵抗溶剂的溶解而造成沾色的性能。无机颜料（由自身的化学结构特性所决定）和一些结构复杂的有机合成颜料一般都具有良好的耐溶剂性能。但一些较低级别的有机颜料和经过表面处理的颜料则耐溶剂性能较差。用来测定颜料耐溶剂性的溶剂包括水，松香水，甲苯，二甲苯，甲乙酮，乙醇，乙酸乙脂，二甘醇和三氯乙烯。

6、颜料的耐光性和耐候有什么不同?

许多以颜料（或染料）作为着色剂的涂料在应用上都需要保持固有颜色的稳定不变。我们把颜料的耐光性定义为颜料耐受日光的照射的质量技术指标。在日光的组成中，对颜料的耐光性最具有破坏性的部分是紫外线(UV)。在我们讨论的颜料的耐光性时候，我们只是评估了颜料对外部环境中的光环境的耐受能力质量技术指标。事实上，我们很难对天气状态作出准确的定义。从某种角度考虑，排除了其他外部环境因素的颜料耐光性指标可能帮助我们对涂层的野外稳定性给出有实际意义的和有重现性的客观评价。颜料耐候性指标受到多种外部环境因素影响，包括日光的照射，高能量紫外线的辐射，温度，湿度和大气中的各种杂质的侵蚀。颜料耐候性指标可以通过室外曝晒实验或者在室内通过人工大气老化设备模拟野外环境进行测量。室外曝晒实验通常会选择特定的地点作为实验地点，而这些实验地点往往是气候条件非常严酷（强烈的日晒，被严重污染的工业大气等）的地区，室外曝晒实验地点是美国佛罗里达。测试样板一般会放置在正南偏5度的方向经过12个月或更长时间的曝晒进行室外曝晒实验。