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透明無(wú)機(jī)顏料：透明鈦白粉和透明氧化鐵

作者：精顏化工日期： 2024-11-27 點(diǎn)擊量：文字大小：大中小

涂料中顏料對(duì)光的吸收和散射取決于顏料的化學(xué)組成和顏料顆粒的尺寸。顏料顆粒中的每個(gè)分子都參與吸收，大粒子核心中的分子沒(méi)有吸收光的能力，因?yàn)楣庖呀?jīng)被粒子殼中的分子吸收了。這意味著當(dāng)粒徑減小時(shí)，固體顆粒的吸收效率會(huì)升高，因?yàn)樾☆w粒比大顆粒每克顏料具有更大的表面積。粒子對(duì)光的散射也取決于粒子的大小，從而影響涂層的覆蓋性和透明度。下面介紹了透明鈦白粉和透明氧化鐵無(wú)機(jī)顏料的光學(xué)特性。

透明鈦白粉（納米二氧化鈦）

鈦白粉，主要成分為二氧化鈦TiO2，是一種高效的白色顏料，賦予白色強(qiáng)度和高遮蓋力，這種顏料的兩個(gè)關(guān)鍵特性如下：

首先，微小的鈦白粉（TiO2）顆粒可以有效地散射可見(jiàn)光（波長(zhǎng)λ ≈ 380 – 750 nm 的電磁輻射），因?yàn)槎趸乀iO2具有高折射率（用字母“n”表示）。當(dāng)顆粒的直徑約為光波長(zhǎng)的一半時(shí)，系統(tǒng)中的顆粒對(duì)可見(jiàn)光的最佳散射即可實(shí)現(xiàn)。因此，不透明鈦白粉顏料的直徑在300nm范圍內(nèi)。

其次，二氧化鈦幾乎不吸收可見(jiàn)光，這就是為什么我們看到顆粒是白色的原因。

鈦白粉顏料可有效吸收紫外線輻射，尤其是當(dāng)顆粒較小時(shí)，小顆粒具有高比表面積，因此含有許多最有效吸收光的表面分子。納米鈦白粉(nano-TiO2) 顏料的粒徑“d”遠(yuǎn)低于100nm，在油漆、油墨和塑料等系統(tǒng)中用作紫外線吸收劑。而含有納米二氧化鈦的涂層是透明的，因?yàn)轭w粒幾乎不散射可見(jiàn)光。

透明氧化鐵顏料

氧化鐵顏料，如氧化鐵紅（Fe2O3）和氧化鐵黃（FeOOH）等是無(wú)機(jī)固體彩色顏料。由于這些材料具有高折射率，因此顆粒強(qiáng)烈散射可見(jiàn)光，而氧化鐵顏料是有色的，這意味著顆粒吸收了部分可見(jiàn)光。而對(duì)于某些應(yīng)用，需要吸收部分可見(jiàn)光但盡可能少散射可見(jiàn)光的有色透明氧化鐵顏料。

例如，在透明木材著色劑（也稱(chēng)為木器清漆）中需要較小的散射，這種涂料必須保護(hù)木材并為物體賦予顏色，另一方面，美麗的木結(jié)構(gòu)必須保持可見(jiàn)，為了實(shí)現(xiàn)這種性能組合，涂層必須含有顏料，這些顏料可以吸收部分可見(jiàn)光以獲得顏色，但幾乎不會(huì)散射可見(jiàn)光以獲得透明度。