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顏料的主要特征和特性是什么？

作者：精顏化工日期： 2023-08-23 點(diǎn)擊量：文字大?。?nbsp; 大中小

顏料的主要特征與特性

顏料顏色

顏料的顏色主要取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)，它是由顏料表面各種波長的光的選擇性吸收和反射決定的。

彩色顏料吸收所有波長光的一部分，例如：

藍(lán)色顏料會(huì)反射入射白光中的藍(lán)色波長，并吸收所有其他波長的光。因此，一輛藍(lán)色汽車在橙色鈉光下看起來是黑色的，因?yàn)殁c光幾乎不含藍(lán)色成分。
黑色顏料幾乎吸收了所有的光線。
白色顏料幾乎反射了落在其表面上的所有可見光。
熒光顏料有一個(gè)有趣的特性，它們?cè)诳梢姽庾V的特定區(qū)域具有高反射率，它們還吸收可見光譜之外區(qū)域的光（即人眼無法檢測(cè)到的紫外線），它們將能量分開，并在可見光譜中重新發(fā)射。

因此，顏料發(fā)出的光似乎比實(shí)際落在它們身上的光多，從而產(chǎn)生絢麗的色彩。

顏色強(qiáng)度

選擇顏料時(shí)必須考慮顏色強(qiáng)度（或著色強(qiáng)度），顏色強(qiáng)度是有色顏料與另一種顏料混合時(shí)保持其特征顏色的能力，顏色強(qiáng)度越高，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)陰影深度所需的顏料就越少。

1.化學(xué)結(jié)構(gòu)是影響顏料顏色強(qiáng)度的因素之一。

在有機(jī)顏料中，顏色強(qiáng)度取決于吸收某些波長光的能力，高度共軛的分子和高芳香的分子顯示出增加的顏色強(qiáng)度。
具有兩種價(jià)態(tài)的金屬而著色的無機(jī)顏料表現(xiàn)出高著色強(qiáng)度，相反那些陽離子被捕獲在晶格中的無機(jī)顏料顏色較弱。

2.粒徑大小也會(huì)影響顏料的著色力。顆粒越小，著色力越高。生產(chǎn)條件是配制時(shí)需要考慮的主要因素，它們會(huì)影響顏料晶體的粒徑。顏料生產(chǎn)商起著至關(guān)重要的作用。他們可以：

在顏料合成過程中防止晶體生長，從而減小顆粒尺寸
通過高效分散提高著色力

顏料分散對(duì)涂料的色彩強(qiáng)度也起著重要作用，它使較細(xì)的顆粒具有膠體穩(wěn)定性，從而避免其絮凝，充分發(fā)揮其固有的著色力。

顏料耐熱性

在涂料通常使用的溫度下，很少有顏料會(huì)發(fā)生降解，然而在較高溫度下，顏料的溶解度會(huì)增加，并可能出現(xiàn)遮色現(xiàn)象。因此，有機(jī)顏料的耐熱性與耐溶劑性密切相關(guān)。

有些顏料在一定的固化溫度下就能達(dá)到滿意的效果，但在要求溫度高于10°C的應(yīng)用中，這些顏料可能完全無法發(fā)揮其性能，在高溫條件下，化學(xué)穩(wěn)定性也很重要，粉末涂料體系通常就是這種情況。

另一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域是卷材涂料，因?yàn)?a href="http://www.wandso.cn/basf_irgazin_l0800_5glt.html">金屬絡(luò)合顏料在高溫下可能會(huì)與穩(wěn)定劑發(fā)生反應(yīng)，這會(huì)導(dǎo)致色調(diào)發(fā)生重大變化，顏料的晶體結(jié)構(gòu)在高溫下會(huì)發(fā)生改變。

高結(jié)晶度顏料通常比多晶體顏料更耐熱，這是因?yàn)椴煌木w結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)熱產(chǎn)生不同的反應(yīng)，通常情況下，無機(jī)顏料的熱穩(wěn)定性更強(qiáng)，黃色氧化鐵是個(gè)例外，它在高溫下會(huì)從晶體中失去水分。

熱穩(wěn)定性與體系有關(guān)，這一點(diǎn)必須反映在任何測(cè)試中，所有測(cè)試都是在不同溫度區(qū)間對(duì)顏色進(jìn)行評(píng)估，它們?cè)u(píng)估的是樣品與在最低溫度下處理的標(biāo)準(zhǔn)樣品之間的色差。

顏料耐光牢度

耐光性是根據(jù)整個(gè)顏料系統(tǒng)來評(píng)估的，而不僅僅是顏料，粘合劑為顏料提供不同程度的保護(hù)。因此，相同的顏料在聚合物中往往比在油漆中具有更好的耐光性。

在印刷油墨體系中，顏料的耐光牢度幾乎總是要差得多，因?yàn)樵谟∷⒂湍w系中，保護(hù)顏料的樹脂較少，而且還存在著光線穿過顏料層、被底材反射和再穿過顏料層的雙重效應(yīng)。

其他顏料也可能會(huì)影響著色體系中的耐光性。其中包括：

鈦白粉會(huì)促進(jìn)大多數(shù)有機(jī)顏料的光降解。因此，添加高比例的鈦白粉會(huì)導(dǎo)致耐光性變差。
氧化鐵可以提高有機(jī)顏料的耐光性。這是因?yàn)樗苡行У匚兆贤饩€。

當(dāng)兩種顏料的結(jié)合產(chǎn)生更好的耐光性時(shí)，稱為協(xié)同效應(yīng)。當(dāng)獲得的耐光牢度較低時(shí)，稱為拮抗作用。

一些無機(jī)顏料暴露在光線下不會(huì)改變，但大多數(shù)顏料和所有有機(jī)顏料都會(huì)以某種方式發(fā)生變化：可能會(huì)變暗或完全褪色。

顏料的抗光能力在很大程度上受其化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響，其他影響較小的因素包括：

顏料濃度
晶體改性
粒度分布

此外，環(huán)境中的因素會(huì)極大地影響結(jié)果，這些包括大氣或油漆系統(tǒng)中水和化學(xué)物質(zhì)的存在。

顏料體系的耐光牢度可以在最終配方和應(yīng)用中進(jìn)行真正的測(cè)試，耐光牢度測(cè)試必須在嚴(yán)格控制的測(cè)試條件下進(jìn)行。

顏料耐候牢度

在戶外應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)著色顏料的耐候性能進(jìn)行選擇，這一特性與耐光牢度密切相關(guān)，耐候性還包括額外的大氣條件（包括海洋中的鹽分、工業(yè)區(qū)的廢氣或沙漠中的極低濕度），耐候性顏料通常具有耐光性，但反之亦然。

戶外用顏料的選擇取決于以下因素：

所需的戶外性能（使用壽命、氣候區(qū)域）
粘合劑類型
顏料濃度
是否含有二氧化鈦（通常會(huì)加速褪色）
所用光穩(wěn)定劑的濃度和類型

性能還可能受到被涂物表面和加工溫度歷史的影響。

評(píng)估使用中的耐候性的最佳方法是在相關(guān)氣候區(qū)域進(jìn)行戶外曝曬測(cè)試，這顯然并不總是可行的，廣泛使用的替代方法是加速試驗(yàn)，除了氙燈之外，還可以使用濕循環(huán)和較長的干循環(huán)，耐候性用1-5灰度來表示，5表示無變化，1表示變化嚴(yán)重。

不溶解性

顏料必須不溶于載體（分散的介質(zhì)），它不得與油漆的任何成分發(fā)生反應(yīng)，例如交聯(lián)劑。

即使在油漆干燥時(shí)，顏料也應(yīng)保持這些特性，油漆的干燥經(jīng)常在高溫下進(jìn)行，在干燥的薄膜中，顏料還必須不受與其接觸的基材和試劑（包括水）的影響，水可能只是冷凝或酸性工業(yè)氣氛的形式。

有機(jī)顏料在有機(jī)溶劑中的溶解程度有限，而無機(jī)顏料可能會(huì)受到其他成分的影響，在某些條件下，顏料可能會(huì)溶解，從而導(dǎo)致應(yīng)用問題。

顏料的溶解度會(huì)產(chǎn)生以下問題：

發(fā)花 - 如果顏料溶解在溶劑中，當(dāng)涂料干燥時(shí)，溶劑會(huì)到達(dá)表面并蒸發(fā)。顏料的結(jié)晶會(huì)以粉末的形式留在表面，由于溶解度隨溫度的升高而增加，這種現(xiàn)象在溫度升高時(shí)會(huì)加劇。
脫板--脫板現(xiàn)象與發(fā)花現(xiàn)象相似，但發(fā)生在塑料和粉末涂料中，這種現(xiàn)象并不是由于顏料溶解造成的，而是因?yàn)轭伭媳砻鏇]有被適當(dāng)潤濕，它通常主要發(fā)生在復(fù)雜顏料上，而且一旦從表面擦去就不會(huì)再出現(xiàn)。
滲色 - 干漆膜中的顏料可能會(huì)溶解在涂在原漆膜上的新漆膜所含的溶劑中，如果面漆的顏色不同，尤其是白色或淺色，結(jié)果可能是災(zāi)難性的。同樣，溫度升高也會(huì)加劇這一問題。
再結(jié)晶 - 在引入珠磨機(jī)之前，這種現(xiàn)象幾乎無人知曉，在研磨階段會(huì)產(chǎn)生熱量，使部分顏料溶解，一段時(shí)間后，溶解的 "顏料 "開始沉淀，顏料會(huì)失去光亮度和著色力。在含有兩種不同溶解度的彩色顏料的涂料中，這種現(xiàn)象會(huì)變得非常明顯。溶解度較高的顏料溶解后，當(dāng)它從溶液中析出時(shí)，涂料就會(huì)呈現(xiàn)出第二種顏料的顏色。重結(jié)晶甚至?xí)谒泽w系中發(fā)生，可以通過使用溶解度較低的顏料或在分散過程中控制溫度來避免這種情況的發(fā)生。

不透明度/遮蓋力

遮蓋力是著色涂層抹去表面的能力，它取決于薄膜吸收和散射光的能力。當(dāng)然，薄膜的厚度和顏料的濃度起著根本性的作用，顏色也很重要。

深色、飽和的顏色，如黑色和深藍(lán)色，吸收了落在它們身上的大部分光線，而黃色則不會(huì)。然而，炭黑和大多數(shù)有機(jī)藍(lán)色顏料是相當(dāng)透明的，這是因?yàn)樗鼈儾粫?huì)散射落在他們身上的光。相比之下，二氧化鈦幾乎不吸收光線，然而它的散射光能力確保在足夠高的濃度下，它將覆蓋被涂覆的基板，通常的做法是使用顏料組合以達(dá)到最佳效果。

顏料不透明度的一個(gè)關(guān)鍵因素是其折射率（RI），它衡量物質(zhì)彎曲光線的能力，遮光效果與顏料的折射率與其分散介質(zhì)的折射率之間的差異成正比，這是二氧化鈦（鈦白粉）現(xiàn)在幾乎普遍用作油漆中的白色顏料的主要原因之一。

無機(jī)顏料的折射率較高，而有機(jī)顏料的折射率則低得多。因此，大多數(shù)無機(jī)顏料是不透明的，而有機(jī)顏料則是透明的。

顏料的粒徑分布是影響不透明度的另一個(gè)重要因素，隨著粒徑的增大，顆粒對(duì)光線的散射能力也會(huì)增大，直至達(dá)到最大值，然后開始減弱，這種散射能力會(huì)提高顏料的遮蓋力。因此，隨著粒徑的增大，遮蓋力也會(huì)達(dá)到最大值，然后開始下降。

雖然化合物的折射率無法改變，但顏料制造商可以影響顏料的粒徑。因此，近年來粒度選擇已成為顏料技術(shù)的主要發(fā)展之一。

不透明度測(cè)量 - 涂層在對(duì)比圖上以楔形涂覆，薄膜厚度建立在圖表的長度上，圖表連接到金屬面板上。記錄觀察到完全遮蓋的點(diǎn)，并測(cè)量該點(diǎn)的膜厚度。

透明度

通常，透明度是通過盡可能減小顏料顆粒尺寸來獲得的，這是通過在顆粒形成涂層后立即包圍顆粒來實(shí)現(xiàn)的，這可以防止晶體的生長。用于這種涂層的最常見產(chǎn)品是松香或松香衍生物。這對(duì)于需要具有高透明度的印刷油墨顏料特別有用。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種顏料更容易分散。

氧化鐵顏料可以是不透明的，也可以是透明的，透明氧化鐵顏料是一類重要的無機(jī)顏料，這是因?yàn)樗鼈儽粡V泛用于金屬表面處理，其中包括：

高透明度使飾面更美觀；
耐候性能改善與之搭配的顏料的耐候性。

這就是所謂的協(xié)同效應(yīng)。鐵氧化物的透明度取決于其顆粒是否特別小，以及是否具有晶體形狀。分散過程會(huì)影響透明度，這是由于顆粒團(tuán)塊被分解成單個(gè)的原生顆粒。然而，原生粒子并不會(huì)在分散過程中被分割。我們所能做的就是充分利用顏料的原始粒徑。良好的分散性可以最大限度地提高小顆粒的透明度。

測(cè)量透明度 - 通過在黑白對(duì)比圖上涂抹涂料并測(cè)量色差來評(píng)估透明度。色差越大，透明度越高。

化學(xué)穩(wěn)定性

樹脂、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑和任何其他添加劑都可能與顏料發(fā)生反應(yīng)并改變其性能。當(dāng)紫外光固化涂料剛進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)，一些添加劑會(huì)降低其儲(chǔ)存穩(wěn)定性，這會(huì)導(dǎo)致涂層在罐中凝膠化。

在選擇用于粉末涂料的顏料時(shí)必須格外小心，引發(fā)劑可以改變顏料色調(diào)并降低牢度性能。信譽(yù)良好的顏料制造商發(fā)布有關(guān)此類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并在遇到困難時(shí)提供幫助。

另一個(gè)不利影響可能來自：

涂料接觸到的化學(xué)品。以冷凝水形式存在的水會(huì)嚴(yán)重影響漆膜，尤其是在浴室和廚房，許多用于清潔漆面的清潔劑都有刺激性，它們對(duì)顏料有研磨作用。如果涂層與食物接觸，涂層必須不受影響，而食物則必須保持不變。
許多有關(guān)化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)試過程都是將化學(xué)品涂抹在涂層表面，這樣可以使兩者保持一定時(shí)間的接觸，然后測(cè)量涂層的褪色情況或相關(guān)化學(xué)品的染色情況。

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