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结束第一节涂料用颜料的特性与作用世界涂料的发展具有久远的历史，生产工艺从传统生产方式到现代生产方式(即调色产方式)的转变也有一个半世纪。涂料生产方式的进步和转变都伴随着颜料形态的变化，某一种颜料形态代表着一种特定的涂料生产方式。颜料的品种繁多，用途广泛，一般将颜料划分为着色颜料、体质颜料、防锈颜料和功能颜料等4类。一、颜料的分类1着色颜料•白色：二氧化钛、锑白、氧化锌、锌钡白•兰色：铁兰、酞箐兰、群青•绿色：氧化铬绿、铅铬绿、酞箐绿•黄色：铬黄、镉黄、铁黄、锌黄、汉沙黄•红色：镉红、氧化铁红、甲苯胺红、大红粉、醇溶大红•黑色：铁黑、碳黑、石墨、氧化镍、苯胺黑结束2体质颜料•氧化锰、滑石粉、云母粉、氧化镁、超短纤维石棉甜、硬质高岭土等。3防锈颜料•铅黄、磷酸锌、云母珠光粉、红丹、铅锌黄4金属颜料•锌粉、铝粉、不锈钢粉、镍、铬粉末等。5硅酸盐玻璃科•红白绿黑黄及其它多彩的玻璃色素、玻璃料6陶瓷颜料•各种色彩的陶瓷色剂。结束结束现将每种颜料(主要品种)的简要性能、特点作代表性地介绍如下：1)铬黄的颜色鲜艳，是黄色颜料中遮盖力和着色力较好的品种，在大气中不会粉化，但耐光性不十分理想，在光的作用下会变暗，遇强的无机酸会溶解，遇硫化氢会变黑，遇碱会变桔铬黄，不宜与碱性颜料混用，在过量碱中会溶解。对人体有毒，大量用于制造各种色漆。2)铁黄的特点是遮盖力强，着色力好，耐光耐碱性也佳。但不耐酸、不耐高温，当温度达到150—200℃时便脱水转变成铁红颜料，在275—300℃时转变速度极快。结束3)耐晒黄具有纯净的黄色，遮盖力很高，着色力比铬黄强三倍，耐光性好，耐酸碱性也好，在高温下有偏红的倾向，但耐溶剂性较差，可代替铬黄用于常温干燥的涂料中。4)锑红：它的色光变化于橙红到柴红之间，遮光力和着色力都很高。有优良的耐光和耐高温的性能，耐大气影响，耐污蚀气体、耐碱、耐酸能力均强，在浓酸中只有在加热的情况下才逐渐被溶解。锑红在涂料生产中用量很大，在腐蚀条件不太苛刻的条件下，还可以替代防锈颜料使用。结束5)甲苯胺红：又叫猩红，具有鲜艳的红色，有很高的耐光、耐水和耐油的性能、有良好的耐酸能力，遮盖力也很强，能耐热130—140℃，易研磨，所以，该品种是一种很好的红色颜料，在涂料生产中应用很广。6)铁兰：又叫华兰或普鲁士兰，铁兰的着色力很高，能耐光、耐候、耐弱酸、不溶于油和水，遮盖力不强，耐碱力很差，所以不能与碱性颜料同用，也不能用于呈碱性的物体表面。7)酞菁铜：又叫酞菁兰，色彩鲜艳，着色力强，耐光、耐化学反应强，是一种性能优良的兰色颜料。所以，大量用于涂料生产中。8)氧化锌：又名锌白，是一种碱性颜料，能与漆料中的游离脂肪酸形成锌皂，有使色漆变稠的倾向，通无机酸和醋酸则溶解。其特性是颜色纯白、不粉化、具有良好的耐光、耐热和耐候性，适用于外用漆中使用。但着色力和遮盖力不如锌钡白和钛白。结束9)钛白：有两种不同的结晶形状，一种是金红石型钛白粉，呈乳白色制成色漆在室外使用不产生粉化现象，而另一种为锐钛型钛白粉，呈兰头白色，若用此制成色漆用于室外，则易出现粉化现象。此特点决定了它们的使用场合，一种是作室外漆，一种是作室内漆的颜料用。共同关系是：颜色纯白，有很高的着色力和遮盖力，能耐光、耐热、耐稀酸和碱。是制造白漆和浅色漆的必不可少的重要颜料。10)炭黑：涂料生产中使用的黑色颜料常用炭黑。其特点是：粒度细、着色力和遮盖力很高，耐光、耐热、耐酸碱、吸油量大，是制造涂料的最通用的黑色颜料。缺点是吸潮性大，在漆中炭黑使漆的干燥速度减慢和稠度增加。结束11)氧化铬绿：是耐久力最强的绿色颜料，有优良的耐光、耐候、耐高温(700℃)、耐酸碱、耐气体浸蚀等性能。但着色力和遮盖力较铅铬绿差，颜色不够鲜艳。常用于化工厂和耐酸雾等环境的涂料中作颜料。12)铝粉：俗称银粉，有银色光泽的金属颜料。其特点是：有很高的遮盖力，反光、散热、阻止紫外线光穿透的能力强，能阻止水气和其它腐蚀性气体渗入漆膜，耐热性高。为此，常用于油槽车、冷藏车、高温使用设备的涂料中作颜料。13)铜粉：又叫金粉，由铜合金粉末制成，有金黄色的光泽。其特点是遮盖力弱，反光和散热性差，一般用于装饰涂料生产中作颜料。结束2．防锈颜料防锈颜料品种也不少，按其性质可分为物理性防锈颜料和化学性能防锈颜料两类，见表2。结束防锈颜料是防锈漆的重要组成部分。物理防锈颜料是一类本身化学性质较为稳定的颜料，它们是靠本身的物理性能、化学性能稳定，质地坚硬，颗粒细微，优良的填充性，提高漆膜的致密度，降低漆膜的可渗性从而起到防锈的作用。氧化铁红就属这类物质。而金属铝粉的防锈性是由于铝粉具有鳞片状结构、形成漆膜紧密，还有较强的反射紫外线光的能力，可提高漆膜抗老化的能力。结束化学性防锈颜料，如红丹、锌铬类黄、铅酸钙、锌粉、铅粉等，都属这类防锈颜料。1)红丹：也叫铅丹，是一种使用历史悠久的防锈颜料，它与亚麻油配制的防锈漆，其防锈性能很好，它对钢铁防锈表面的处理要求不高．在有残留的氧化皮表面上仍具有很好的防锈效果。但缺点是有毒性，易引起中毒；因铅的比重大，易沉淀；不能用于轻金属防锈，因易发生电化学腐蚀；红丹防锈漆涂后要及时涂上面漆，不然底漆易发白和粉化。2)锌铬黄：是属于保养底漆最适宜的防锈颜料，也是一种良好的轻金属的防锈颜料，对大气的曝露效果好。3)铅酸钙、铅粉等均属铅系列的颜料，因毒性大，同时还要消耗大量的铅金属，从发展的观点出发，应逐步被其它的防锈颜料所替代。结束3．体质颜料又称无机填料，大都是天然矿产品或工业副产品，价格便宜，由于折光指数和油及合成树脂相近，不具有着色力和遮盖力、在涂料中与其它着色颜料混合使用。其作用是：加强漆膜的体质，增加漆膜的厚度，使漆膜坚硬、耐磨，有的体质颜料比重轻、悬浮力好，可以防止比重大的颜料沉淀；有的体质颜料颗粒细腻，可以提高油漆的平润性；有的体质颜料能组成紧密的结构，能提高漆膜抗老化的能力；由于使用了体质颜料，还可以节省一些功能过剩的着色颜料，保证其涂料质量，降低涂料成本；从而可得出结论，使用体质颜料的作用，就是降低涂料成本，提高涂料的性能和质量。结束常用的体质颜料品种分类见表3所示：结束1)硫酸钡：又叫重晶石粉，化学性质稳定，耐酸、耐碱，可提高漆膜的坚硬性和增强不透性。缺点是比重大，易使漆料沉淀结块。2)碳酸钙：是一种重要的体质颜料，能水解生成氢氧化钙，具有化学活性，在底漆中可降低漆膜的起泡和开裂现象；能提高漆膜的附着力；提高漆的防霉能力。由于有上述特点，适合于配制海洋大气中使用的涂料。碳酸钙不宜与酸性防锈颜料配合成涂料在工业大气中使用。结束3)滑石粉：是一种羟基络合物，由于羟基的作用，能提高漆膜的附着力，改善漆的涂刷性，并能防止漆中的颜料沉淀结块，还能增强漆膜的强度。在工业大气中使用，有较好的效果。4)云母粉：是一种鳞片状的体质颜料，有助于降低漆膜的吸水性和渗透性，并能增强耐紫外光的能力。5)硅藻土：化学性比较稳定，吸油量大，使漆膜形成微型的“锯齿状”，增强了防锈漆的附着力；还可以作平光剂和稠度控制剂。结束二、颜料的主要性质颜料的质量好坏．可以从它的几个主要性质来表示．一般常用着色力、遮盖力、耐光性和耐候性、粉化、耐热性、耐酸碱性等来表示。1、着色力：当一种颜料与另一种颜料混合后形成颜色强弱的能力，这种能力就叫着色力。着色力强，用料就少，反之易然。如白漆中常用群青来去除它们的黄印．群青的着色力越大，则用量就少。2、遮盖力：色漆涂布在物体表面时，隐蔽被涂物表面色颜透过的能力，叫该色漆的遮盖力。而颜料的遮盖力则是：色漆涂膜中的颜料能遮盖起那承受涂膜的表面，使它不能透过漆膜而露出底色的能力。颜料的遮盖力是用遮盖l平方米面积所需要颜料的克数来表示。结束3、耐光性和耐候性：颜料在阳光和大气作用之下，其颜色和性能均会发生变化．而阻止或减缓这种变化的能力，称为该颜料的耐光性和耐候性。这种性能的好坏，是标志该颜料的质量好坏的重要因素。特别是外用涂料是必须考虑的要素。如云母氧化铁和金属铝粉都具有吸收紫外光的能力，有助于提高漆膜的耐候性。4、粉化：涂料在使用过程中，漆膜中的粘结剂被破坏，其中的颜料不能继续地留在漆膜内．而脱出形成一层粉末，这种现象叫粉化。粉化的原因是粘结剂的光化学分解而造成的。结束5、耐热性：涂料在使用过程中，漆膜中的颜料保持不受使用环境的温度升高而色彩不变色的能力，称这种性能叫该颜料的耐热性。如使用烤漆的产品．对涂料的耐热性是一个重要的质量指标。6、耐酸碱性：涂料在使用过程中，漆膜中的颜料在受到酸碱浸蚀时而保持色彩不变的能力，称为该颜料的耐酸碱性能。如水溶性的漆用颜料必须是耐碱性的。结束三、颜料的功能为提高和改善涂层的耐温性及其他性能，须将耐热树脂适当地与某些耐热颜填料配合制成涂料。下面简要论述在工业实践中可以选用的颜填料。由于二氧化钛的熔点高达1830℃，热稳定性良好，是最常用的白色着色颜料，常用于涂层的着色，搪瓷、瓷釉、陶瓷彩釉和作高温涂饰之用。氧化锌的膨胀系数接近二氧化硅(玻璃质和搪瓷的主要组分)和膨胀系数，因而它在陶瓷工业中应用占有重要地位，并被广泛用于涂料行业中的着色及作耐热涂料的颜料。氧化锑主要用于防火涂料中，在耐热涂料中有时也加入这种白色颜料，但一般多与玻璃料配合使用。氧化铁系中氧化铁红是最具典型的一种防锈、耐热的着色颜料，其使用范围相当广泛，在耐热防腐底漆中使用较多。但氧化铁黄并不很耐热，在138℃－－204℃时由于脱水而变为红色。结束镉红、镉黄颜料具有优异的耐热性能，且色彩鲜艳，是耐热涂料中最常用的着色颜料之一。绿色颜料中．只有氧化铬绿有着较高的耐热性能，并有一定的耐酸碱性能，且对光稳定。不足之处是颜科的色泽光亮度较差。目前仍是制造防腐蚀、耐热涂料中常用的绿色着色颜料。蓝色颜料中铁兰颜料熔点可高达950℃，是由氧化铁、磷酸铁与氢氧化铝或氧化铝混合后经燃烧制备而得，带有绿光的蓝色颜科。具有耐热、耐光、耐酸、耐碱性能，用于油漆的着色颜料及制备玻璃与陶瓷的着色颜科。群青颜料是一种半透明的蓝色颜料，不溶于水，耐减、耐候、耐光性较好。但其着色力、遮盖力较差。常用于橡胶、油漆、搪瓷等行业的着色颜料。酞青兰颜料色彩鲜艳，特别是稳定型酞青兰颜料，具有优良的耐热、耐光、耐酸碱、耐溶剂性能。然而，它是耐热涂料中使用的很少的一种有机颜料，主要用于油漆、橡胶等工业的着色颜料。结束碳黑和灯黑也有一定的耐热性，它们含有一定量的挥发物质，耐热性可高达l000℃以上，但其颜色在400℃时就逐渐失去。铝粉是配制耐热涂料中最有用途的颜料，被广泛用于高温涂料是由于它具有反射热，本身耐热及在高温下能和铁形成合金起长期保护作用，以及有遮盖力强，成本低等综合性能。因它的结构呈磷片状，故防热氧化性能较好，但易受碱和无机酸的侵蚀，所以耐化学性能不佳。锌粉是一种防锈金属颜料，可在钢铁表面作为阴极牺牲而起到保护作用。在这点上，比铝粉优越，但其耐热性能不如铝粉，因而不能用来制造耐温更高的涂料。锌粉最适合的用途就是配制耐热、防腐蚀的有机或无机富锌涂料及特种涂料。结束在耐热涂料中，功能颜料和体质颜料有时也有一定的用途，但在配方中用量亦不太多。因这些颜料会降低涂层光泽。通常含硅质材科如滑石、石棉、石英、云母是常用的，加入少量的二氧化硅亦可以改进涂层对钢铁表面的附着力，并可提高涂料的耐热性能。采用适当比例的高、中、低熔点的玻璃粉料配以陶瓷颜料，可制成高温附着力好，有光泽、耐腐蚀、耐热冲击的涂层，且在加入不同颜料或采用不同色彩的玻璃色素，可得到一系列不同颜色，不同耐热性能的耐高温涂料品种。结束四、涂料用颜料的发展趋势颜料按其组成分，可以分为无机颜料，有机颜料。无机颜料的耐光性、耐化学品性、耐候性比一般有机颜料要好，但色泽不如有机颜料鲜明，着色力相对较低。如氧化铁红、氧化铁黄。有机颜料分为传统有机颜料(或称经典有机颜料)和现代高级有机颜料。通常将酞菁颜料以前的品种统称为传统有机颜料，如偶氮颜料。其后出现的高性能颜料称为现代高级有机颜料，如酞菁颜料、缩合型偶氮颜料、唾丫啶酮颜料。前者结构