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關(guān)鍵詞： 涂料用顏料選擇時要考慮哪些特性

涂料用顏料選擇時要考慮哪些特性

作者： 精顏化工    日期： 2023-08-24    點擊量：     文字大?。?nbsp; 大  中  小

涂料選擇顏料時要考慮哪些特性？


顏料晶體結(jié)構(gòu)


顏料可以是結(jié)晶的或非結(jié)晶的（無定形的），在結(jié)晶顏料中，每個分子內(nèi)的原子都以結(jié)構(gòu)良好的模式排列，然而在無定形顏料中，原子是隨機排列的，材料也可能具有幾種不同的晶體形式，這稱為多態(tài)性。

顏色取決于這些不同的結(jié)構(gòu)，存在具有不同晶型的化學相同實體的顏料。然而，這些多晶型顏料不適合用作顏料，這種多晶型顏料的例子包括：
  • 二氧化鈦
  • 酞菁藍
  • 線性反式喹吖啶酮

目前正在開發(fā)影響所需晶體形態(tài)和顆粒分布的技術(shù)，顏料生產(chǎn)商通過這種方法來優(yōu)化最終應用的商業(yè)產(chǎn)品。

顏料顆粒形狀


顆粒形狀會影響顏料的色調(diào)和油漆的性能，以下參數(shù)確定顆粒的形狀：
  • 化學結(jié)構(gòu)
  • 晶體結(jié)構(gòu)
  • 顏料的合成

顏料的主要顆?？梢允乔驙?、球形、棱柱形、針狀或?qū)訝?，初級粒子由單個粒子組成，這些顆粒越小，它們的表面能就越大，因此它們在制造過程中聚集在一起的可能性就越大。

以初級顆粒的形式提供顏料是不切實際的，因為它們更像煙霧而不是粉末，在實踐中，它們僅在合成顏料時存在，當顆粒在制造過程中結(jié)塊時，它們會形成聚集體或團聚體。

聚集體在合成或干燥過程中沿晶體邊界連接，很難將它們分開，因此顏料制造商試圖避免在顏料生產(chǎn)過程中形成它們。團聚體是由原始顆粒組成的松散團塊，它們可以通過有效的分散過程分解，在此過程中，顆粒仍有可能重新聚集成松散的團塊，這些團被稱為絮凝物。這種情況通常發(fā)生在狀態(tài)發(fā)生快速變化時，即稀釋過快或添加了不相容的物質(zhì)。

絮凝導致著色強度損失，然而絮凝物通常比真正的附聚物更容易分離，即使是正常的剪切力（如刷洗）也足以將其分離。根據(jù)剪切力的大小，絮凝體的錫槽強度會不均勻地增加。

在刷洗過程中需要注意的一點是，小顆粒比大顆粒更容易絮凝，因此容易發(fā)生絮凝的顏料有炭黑和一些有機顏料，如酞菁顏料和二惡嗪紫顏料。市場上出現(xiàn)了越來越多的絮凝穩(wěn)定型顏料。

顏料顆粒大小


顏料顆粒通常不是球形的，它們可以有不同的尺寸，具體取決于測量的是長度、寬度還是高度，粒徑是初級顆粒的平均直徑。典型范圍包括：
  • 炭黑 - 0.01至0.08μm;
  • 鈦白粉 - 0.22至0.24μm;
  • 有機物 - 0.01至1.00μm;
  • 無機物 - 0.10至5.00μm;

填充顏料可以是最粗糙的顏料顆粒之一，可達50μm，但其他類型可能非常細（例如，沉淀的二氧化硅）。

顏料的顆粒大小會影響其顏色、隱蔽性和沉降特性，大顆粒通常比小顆粒沉降得快，而小顆粒則更難分散，光散射通常也會受到顏料大小的影響，分布也會影響膠體穩(wěn)定性和顏色。

表面積和吸油性


表面積是固體表面的總面積，表面積的單位是平方單位（m²），通常定義為1克顏料。有機顏料的典型值在10到130平方米之間，這種表面積是通過公認的測量技術(shù)確定的，如使用氮吸附的BET（Brunauer、Emmett 和 Teller）方法。該技術(shù)包括計算顏料的吸附特性。

表面積與顏料對粘合劑的需求密切相關(guān)，較大的顆粒具有較小的表面積，因此對粘合劑的需求較低。由于顏料顆粒的尺寸很小，表面積變大，因此涂料在分散過程中需要大量的粘合劑來潤濕每個顏料顆粒。

吸油量是“潤濕”100克顏料和制造油漆所需的油量，吸油量以每100克顏料的油克數(shù)表示（或體積與重量的關(guān)系）。

吸油量 = 克油/100克顏料

該值取決于顏料的物理性質(zhì)和粒徑，油的量會影響干燥的時間，一般來說，大量的油會導致變黃和延遲干燥。

涂料顏料

顏料的硬度


硬度通?；谀嫌捕葮硕龋伭系挠捕仁峭ㄟ^與莫氏硬度的十個等級進行比較來測量的。

在（Rosiwal）硬度的絕對尺度中，耐磨性是通過實驗室的證明來測量的，并將剛玉的值定為1000。

同樣，努氏硬度計的硬度值也是絕對值，硬度值取決于在礦物上刻下的痕跡深度，這些痕跡是用帶有鉆石尖的特殊工具刻下的，并施加一定的力。

這些刻度有助于確定顏料的硬度以及是否容易磨損，顏料的硬度會影響薄膜的耐久性和耐磨性，硬度標尺還能讓配方設(shè)計師更好地確定研磨設(shè)備的需求和最終用途。有些顏料質(zhì)地較軟，在研磨過程中可能會受損，尤其是長時間置于球磨機中時。

另一個需要考慮的因素是顏料的溶解性以及溶劑對顏料硬度和結(jié)構(gòu)的影響。

顏料用量


油漆涂料中使用的顏料量由以下因素決定：
  • 顏料的濃度和著色強度
  • 所需的不透明度
  • 所需的光澤度
  • 規(guī)定的阻力和耐久性

油漆工藝師主要根據(jù)以下兩個概念來確定顏料用量：

1.顏料體積濃度（PVC）
在配制具有最佳耐久性的涂料時，這是基本考慮的問題，有一個臨界點代表顏料顆粒的最密集堆積，這與系統(tǒng)的分散程度一致，對于需要高光澤度的系統(tǒng)，需要低PVC，底漆和底漆的PVC含量要高得多，高達90%。

2.顏料與粘合劑的比例（P：B）
P:B 比（按重量或有時按體積）的計算要簡單得多，它通常用于協(xié)助配制良好的研磨料并平衡配方的光澤度和不透明度。

配方中使用的粘合劑


涂料體系中的基料在確定顏料及其溶解的溶劑類型方面起著關(guān)鍵作用。
  • 溶劑的常見選擇是水，因為它與大多數(shù)聚合物相容，但某些碳粉除外。
  • 溶劑油是長油醇酸涂料的常用溶劑，它們廣泛用于裝飾性亮光漆，大多數(shù)顏料幾乎都不溶于白油。因此，它很少會縮小顏料的選擇范圍。
  • 工業(yè)面漆可以使用二甲苯、酮類和酯類等溶劑，這些溶劑具有很強的溶解能力，可以溶解耐溶劑性較差或只有中等耐溶劑性的顏料。

此外，還必須考慮涂料是否需要進行罩面處理。例如，在汽車修理的情況下，原漆上使用的顏料必須能快速過涂。

在粉末涂料中，交聯(lián)劑會對顏料產(chǎn)生影響。因此，顏料必須與這些交聯(lián)劑在涂裝溫度下相容，由此可見，所使用的樹脂和溶劑類型仍然是選擇顏料的關(guān)鍵因素。

最終應用中的涂料性能


了解涂料的最終用途至關(guān)重要，因為這關(guān)系到耐久性和耐化學性的要求。為提高性能所能承受的最高價格也取決于對這一點的了解。

例如，低質(zhì)量的顏料無法滿足汽車面漆的要求，而高質(zhì)量的顏料則沒有必要用于園藝工具。

涂料可根據(jù)其使用的市場進行分類，例如：
  • 建筑涂料或裝飾涂料
  • 汽車面漆、OEM（原漆）或 VR（汽車修補漆）
  • 工業(yè)面漆

同樣，涂料中使用的顏料與油墨中使用的顏料所要求的特性也不盡相同。
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