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1、颜料与涂料之颜料在涂料中的应用分享到: 1楼颜料的应用非常广泛,如涂料,塑料,橡胶,纺织,陶瓷,美术水泥着色等,颜料的新用途也不断地扩展,如化妆品,磁带,食品,粘合剂,静电复印等. 正确地选择适合于某种用途的颜料品种是颜料应用工业的重要课题.对颜料品种的选择应在充分了解颜料性能特点的基础上,扬长避短,进行全面的考虑.既要考虑颜料应用后所起的作用,又要考虑到经济合理性. 颜料在涂料中是主要原材料,颜料常赋予涂料一定的色彩.涂料中所用的颜料以无机颜料为主,其中钛白占首位,其次为氧化铁红,铬黄,立德粉等品种.涂料也用一部分耐候性良好的有机颜料品种,特别是红色颜料和蓝色颜料. 涂料对颜料的要求随涂料的
2、品种与使用要求的不同而变化,一种优良的涂料用颜料应具备以下各种性能. 1. 良好的分散性 在制造涂料时希望颜料能很好地分散到涂料基料中,并能达到良好的细度.涂料的参数指标中均列有细度指标,如要求小于15 m.颜料在研磨时就要求能较快地达到所要求的细度指标. 有些颜料比较难分散,如炭黑,铁蓝等.将难分散的颜料与易分散的颜料在同一类型的研磨设备中研磨,就可以对比出达到要求细度所需要的研磨时间存在差别,难分散的颜料所需的研磨时间要长很多,消耗的能源也较多.为此,在制造颜料时采取改善分散性的措施,提高颜料的分散性,可以减少研磨时间并节约能耗.例如制造易分散颜料或色浆等加工颜料,就是针对提高颜料的分散性
3、而提出来的. 使用具有良好分散性的颜料,涂料的质量也会有所提高,涂料的细度符合标准并较为稳定,颜料不易在贮藏过程中重新聚集成大颗粒沉底,制成的漆膜较为平滑,耐水性也较好. 2. 优良的耐旋光性及耐候性 颜料的耐旋光性参照羊毛褪色标准经人工曝晒后评定,8级最优,1级最劣.耐候性在户外曝晒二年以后评定,5级最优,1级最差. 颜料在同白色颜料冲淡之后的耐旋光性和耐候性常有变化,大部分颜料是冲淡之后使用的,有些有机颜料在冲淡之后的耐候性和耐旋光性有明显的下降趋势. 有机颜料中,有一些耐旋光性特别优秀的颜料品种,如二恶嗪紫,酞菁蓝,酞菁绿,异吲哚啉酮黄,北红,喹丫啶酮红等. 金红石型钛白和经过表面处理的
4、铬黄,钼铬红均有较好的耐候性. 3. 优良的耐热性 烘漆要求在80 100甚至120 130烘干,因此配制烘漆的颜料至少要耐150才能保证烘干后不变色.一般有机颜料耐热性不及无机颜料,但是个别品种如酞菁蓝也有较好的耐热性,如要用耐温度较差的颜料,只能选用低温烘漆. 耐高温的彩色颜料则非用无机颜料不可,其中镉红,镉黄,群青,氧化铁红,钛镍黄及金属颜料等有优秀的耐高温性,可以用于耐高温涂料. 4. 溶剂性 无机颜料绝大部分无不耐溶剂的问题.耐溶剂性差的有机颜料在强溶剂体系中要溶解而渗色,特别在含有强溶剂的挥发性漆中,问题更为突出,因此在选用有机颜料时需要慎重的测试. 5. 耐水性 耐水性差的颜料用
5、于涂料会影响到涂膜的质量,如抗水性差,颜料的颜色易水渗产生斑点和条痕.水溶解度大的无机颜料及有机颜料中的盐类颜料通常有此问题,大部分的颜料具有良好的耐水性. 6. 耐酸碱性 有些颜料不耐酸,因此不能用于带酸性固化剂的涂料,制成的涂料也不宜用于接触酸性的环境.耐酸性优良的品种有钛白,铁蓝,氧化铬绿,及部分有机颜料.耐酸性差的品种有氧化锌,镉红,镉黄,橘铬黄,钼铬红,群青,碳酸钙及部分有机颜料. 颜料的耐碱性是制造耐碱涂料所必需的特性.如有些车辆经常要用碱性洗涤剂洗涤,耐碱性差的涂料就易变色.耐碱性优良的品种有氧化锌,立德粉,钛白,橘铬黄,镉红,镉黄,群青等.耐碱性差的颜料有铬黄,铁蓝及部分有机颜
6、料. 7. 耐其它化学品 有些涂料是用于防腐蚀及耐某一化学品的体系,所用的颜料也应具备这类耐性.此外,有些涂料中用了各种类型的固化剂,必须使颜料具有耐受各种固化剂的性能,才能使这些涂料色泽稳定而不受影响. 赞 02楼8. 颜料的混用性 有些颜料相对密度相差太大,在涂料中常出现分层,或在涂膜中出现浮色,一般可采用调整颜料的体积浓度(PVC)或加用表面活性剂来解决.有些颜料相互易起化学反应,就不宜混用,如耐碱性差的颜料,就不宜同带碱性的颜料混用,反之亦然.含铅的颜料不宜同含硫的颜料混用.一般来说,铬黄同群青,铅白同硫化汞不易配色. 9. 颜料的毒性 有些颜料含有重金属,就不宜用于配制玩具漆,例如铅
7、铬黄不能用于玩具漆,因含铅的问题,已被有机黄颜料替代.一般含铅,汞,镉等的颜料均为有毒颜料. 有机颜料也有重金属最低限量的指标,一般均以ppm为单位,此外有些残余的中间体,如酞菁蓝中的多氯联苯,PCB已有严格的规定限量. 第一节 颜料在一般涂料中的应用 一,在建筑涂料中的应用 建筑涂料要求耐碱,抗水,防潮和对不论粗糙或光滑的基层表面均有良好的附着力.用于建筑涂料中的颜料也相应的要求具有上列特性.户外用的建筑涂料还应有良好的耐候性.所用的白色颜料品种以钛白为主,典型的颜料组成见表12-1.以上述颜料组分为基础,可再加着色颜料而得到需要的色彩. 表12-1 典型的建筑用颜色料组成 组分 含量(%)
8、 溶剂型 乳胶型 钛白(金红石型) 28.6 60.8 碳酸钙 64.3 19.6 白土 14.7 石英粉 7.1 4.9 总计 100.0 100.0 由于交通标志漆常涂布于混凝土或柏油路面上,所以也可以归类于建筑涂料中.这类涂料以白色为主,黄色次之,近年来兴建高速公路,用量增长很快.由于涂料中的颜料体积浓度常达50 60%,所以颜料用量很大.主要颜料为钛白,铬黄,炭黑,氧化锌及填料颜料,典型的交通标志漆的颜料组成见表12-2. 表12-2 典型交通标志漆的颜料 组分 含量(%) 白色 黄色 钛白(金红石型) 30 中铬黄 25 碳酸钙 35 50 滑石粉 10 25 云母粉 10 石英粉
9、15 总计 100 100 二,金属表面用涂料中的应用 1. 汽车漆中的应用 汽车漆包括面漆和底漆.面漆的要求是美观,光亮,无橘皮,经得起长时间的户外雨淋日晒,不变色.面漆的基料已从硝基漆演变到醇酸漆,胺基醇酸漆和热塑性或热固性的丙烯酸漆,所以颜料又得能忍受固化剂的作用而无不良反应. 汽车面漆用颜料的要求特别严格,代表颜料最高质量的品种,如耐旋光性,耐候性良好的钛白,铬黄及高级有机颜料.因汽车面漆对光泽度的要求,细度要特别细,并要有良好的耐候性,一般要求至少达到耐候性4 5级,以及良好的遮盖力,防潮能力,耐烘烤性及耐溶剂性.配制金属闪光汽车面漆又需要透明性良好的颜料品种,如有些有机颜料和透明氧
10、化铁,铝粉等. 金属闪光汽车漆系以颜料/铝粉以90/10,50/50,75/25等比例拼成,颜料是透明性优良的品种.浅色漆常以颜料/钛白以5/95,2/98等比例拼成. 2. 卷钢涂料中的应用 卷钢涂料是同钢铁工业配套的涂料.近年来随着预涂钢板越来越普遍,卷钢涂料产量增长很快.由于卷钢涂料有耐腐蚀,耐化学品,耐粉化,耐热,防火,防潮湿等要求,所以选用颜料也要有相应的要求,如分散性,着色力,遮盖力,耐热性,防锈阻燃性等.此外,由于部分预涂卷钢用于制作玩具及家用品,对含铅有一定限制,但是工业使用不受此限制. 适合于卷钢涂料的颜料有钛白,氧化锌,锑白,酞菁蓝,酞菁绿,铬黄,钼铬红,氧化铁红,镉红,炭
11、黑,锌黄,锶铬黄,磷酸锌及金属颜料. 3. 船舶漆中的应用 船舶漆包括涂底漆,船底漆,船壳漆,防污漆,甲板漆,以及船舶内部的槽等漆,品种繁多.主要的要求是防锈,延长船舶使用寿命.另外还需要防水,防污漆,防止海生物附着船底,保持船底清洁的功能.所选用的涂料基料为氯化橡胶,环氧树脂等,常用的颜料以防锈颜料为主,如红丹,锌粉,锌铬黄,锶铬黄,氧化锌,铝粉,氧化铁红,酞菁蓝,钛白,以及防污漆专用的氧化亚铜,有机锡化合物. 3楼4. 防锈底漆中的应用 钢铁的腐蚀每年可达惊人的数字,经济损失重大,以防锈涂料防护钢铁是目前的主要措施.防锈涂料所用的传统颜料是红丹,纯红丹底漆由于红丹在大气中受雨淋日晒,易同二
12、氧化碳作用生成碱式碳酸铅,漆膜逐步粉化,所以寿命不长,仅5 8个月.目前的红丹底漆配方中都含有红土及滑石粉,其颜料组成如表12-3所示,使用寿命得到延长,其中以号配方效果较好. 除了红丹防锈漆以外,尚有碱式铬酸铅,锌黄等防锈漆,以及以锌粉为主的防锈漆. 鉴于以上防锈颜料的某些缺点,利用包核原理而制成的碱式硅铬酸铅应运而生,它具有较低的相对密度,较好的耐候性和优越的防锈性能,特别是其含铅量只有红丹的一半,可以节约金属铅,所制成的钢铁防锈漆已在60年代起陆续用于大的桥梁工程,并取得了良好的效果. 表12-3 红丹底漆中颜料的配方 组分 含量(%) I II 红丹 66 75 红土 16 25 滑石
13、粉 18 5. 其它金属表面涂料中的应用 其它金属指锌,铅,镁,铜,镉,铬,锡.金属表面在涂装之前一般先行表面处理,如磷化处理,再刷一层底漆,底漆的典型配方如表12-4所示. 表12-4 典型的金属底漆配方 颜料组分 重量(%) 基料组分 重量(%) 四盐基锌黄 8.6 聚乙烯醇缩丁醛 9.0 滑石粉 1.3 正丁醇 22.0 炭黑 0.1 乙醇 59 用时以4体积的底漆加入1体积的磷酸乙醇溶液,溶液组成为18%磷酸(85%浓度),16.1%水,65.9乙醇或异丙醇(99%). 其它底漆有用锌粉/氧化锌颜料,金属铝粉,铅酸钙作为防锈颜料. 由于铝,镁金属及其合金处理如用含铝颜料会要引起电化学反
14、应而造成腐蚀,因此这类金属的底漆用的颜料多数是锌铬黄. 三,一般民用涂料及木材用漆中的应用 这类涂料的消费市场较大,所用颜料的品种有白色颜料,如钛白,氧化锌立德粉等以及着色颜料.涂料有油性的也有水性. 今后趋向于采用超微粉的填料,粒径 1.0 m的填料可在涂料中替代部分钛白,使钛白的颗粒(0.2 0.3 m)得以分离,从而在颗粒之间起到间隔作用,部分替代后并不使白漆的遮盖力降低很多.此外对提高涂料的质量也起到明显的效果. 第二节 颜料在特种涂料中的应用 一,电泳漆中的应用 电泳漆的施工由于操作环境清洁,劳动保护好,节约劳动力,涂层的质量好等优点,虽然一次性投资大,但已为涂装等工业所接受.电泳漆
15、对颜料有比较特殊的要求. 1. 颜料的粒径 颜料的粒径应小于10 m.小粒径的颜料可以制得较厚的漆膜,具有较高的泳透力.相对密度大的颜料更要求有较小的粒径,并且粒径分布要求在较小范围之内. 2. 颜料的沉底特性 电泳槽中的含固体分在10%左右,颜料容易沉底,因此须不断将槽中的漆料打循环以保持均匀状态.有些相对密度较大的颜料,如碱式硅铬酸铅和铬酸锶,及较难分散的颜料就容易产生沉底.调整颜基比可以减少沉底的倾向,如颜料和基料的比例一般不能大于2:1.在电泳漆配方中加入一些白土或0.75%的乙氧基脂肪胺及非离子型表面活性剂可以改进产生沉底的弊病. 3. 颜料的水溶性盐含量 可溶性钡,钙,锌盐容易同水溶性树脂反应,而引起粘度上升,影响槽内漆内漆料的稳定性,所以对颜料的水溶盐含量应符合规定. 4. 颜料对碱性介质的稳定性 电泳槽中的物料pH值在7.5 9.0之间,颜料中如含有残余酸就易在碱性介质中被中和,往往对电泳槽物料的稳定性产生有害的影响.此外有些颜料会同碱性物质起反应,在选用颜料时应注意此因素. 常用的电泳漆颜料有钛白,炭黑,
