颜料在涂料中的应用

、颜料(填充)材料在涂料中的应用钱伯容，中海油常州涂料化学研究所有限公司2014 .常州，涂料的组成和特点，涂料主要由四种成分组成涂料特点1 .属于新材料领域。 精细化工材料2 .半成品3 .体系复杂4 .学科多5 .使用领域广6 .涂装基材5个花八门7 .制造设备共通，需要微细控制8 .施工设备多有适应性要求9 .施工质量与基材和环境条件有关10 .严格的环境要求影响涂料的结构和处方设计， 基材(树脂)、颜料、溶剂、助剂、颜料在涂料中的主要作用，颜料-着色颜料-提供必要的色彩和装饰性，使涂料具有隐蔽力，提高涂层的各种耐性，防止防锈颜料-金属表面的化学反应，防止电化学腐蚀功能性颜料-涂层具有特殊功能(例如， 珍珠颜料-珍珠效果、金属颜料-闪光效果、荧光颜料、高温颜料、示温颜料等红外线吸收颜料等)填充剂-提高涂层的机械强度而提高固体成分、降低成本而改善施工性能的功能，例如纳米填料， 实施例1红外线反射颜料-冷屋顶国已经基于标准反射绝热涂料(JC/T1040-2007 )、实施例2金属板状效果颜料、金属铝颜料或云母粉、与汽车涂料中的水平取向、光亮效果、涂料性能相关的颜料特性， 色粒径和分布润湿性表面极性表面能着色力吸油量比表面积消色力耐光性耐酸、耐碱性结晶型亲水性油平衡(HLB )、颜料和染料的区别颜料以粒子状态分散在介质中，染料以分子状态溶解在介质中. 1 .染料在介质中总是透明的，但是颜料只要一次粒径不到光的半波长，在介质中就不透明2 .颜料以粒子状态分散在介质中，因此必然存在两者的界面3 .颜料制品是一次粒子的凝聚体或凝聚体，使用时必须分散，请注意， 从颜料凝聚体分离过程(分散或研磨)的研究结果可知，颜料粒径在0.050.5m的范围时，具有最优的遮蔽力、着色力、耐候性. 大多数商品颜料的一次粒径在此范围内。 但是，在烧成、干燥的过程中，颜料的粒子多处于凝聚状态或凝聚状态，因此a一次粒子b凝聚体c凝聚体分散(研磨)的作用： 注意一次粒子不破碎！b或c，a， x如何实现颜料的稳定分散现在，根据大多数工业界和学术界公认的分散过程，(1)湿润过程(2)分离(分散或“研磨”)过程(3)涉及稳定过程颜料分散技术的主要学科：(1)颜料化学-无机颜料、有机颜料和填充颜料(2)表面化学-固体表面， 包括液体表面(3)界面化学-液-固(液)界面、表面张力(4)聚合物化学-树脂结构、润湿剂/分散剂结构(5)聚合物物理化学-氢键、表面化学. 物理吸附，范德华力，如何实现颜料稳定分散，根据目前大多数工业界和学术界公认的颜料分散工艺分为三个步骤，在湿润工艺、分散(研磨)工艺、稳定工艺、颜料湿润工艺、颜料分散工艺中，颜料为不连续相。 为了均匀、稳定地分散在连续分散介质(树脂溶剂)中，首先润湿成为问题。 一般颜料经生产加工生产后，表面吸附有空气、水、其他污染物等，这些吸附物具有阻止树脂(溶剂) -颜料之间浸润的作用。， 溶剂的表面张力成膜物的表面张力-低固体成分容易润湿)树脂中含有一定量的极性基团(羟基、氨基等)的涂料的粘度稍低(有渗透力)颜料的表面被改性，极性高(炭黑的表面经过氧化处理)的预混物在一夜之间分散， 树脂和溶剂有足够的时间置换颜料表面的空气和水的稳定化是颜料分散过程中最重要的一环分散体(颜料糊)成为问题的是稳定化技术不稳定的问题絮凝物(通称“逆粗糙度”)给涂料带来了很多弊端：涂料(或着色剂) 返回粗糙度(纤度不合格)涂料的光泽下降，遮蔽力下降，着色力下降，着色剂的粘度上升，空间阻力(熵排斥)稳定的原理：， d、颜料表面吸附层的厚度为：作为颜料分散体的稳定性表面活性剂的非极性链段的长度为具有多个锚定基团的树脂-树脂的分子量，例如环氧钛白色低分子量的环氧-吸附层的厚度为7nm的高分子量环氧-吸附层的厚度为25nm (稳定性良好) 决定颜料表面极性溶剂与树脂的竞争吸附的溶剂胜利- -吸附层的厚度降低、树脂胜利- -吸附层的厚度提高的树脂中的极性官能团的数量及其分布，树脂链上的极性基团的数量和分布也影响厚度分布的密度，吸附层的薄分布稀疏，吸附层的厚块聚合，吸附层的厚度厚，d颜料的分散和颜料的表面性能的关系是，颜料分散的关键是，保证颜料表面有充分厚度的牢固的吸附层，防止分散的颜料浆液凝聚(粗回)。 影响颜料表面的极性、即有无锚固的基颜料的粒径的大小、即颜料自身的比表面积的大小的颜料的表面处理工艺颜料的pH值-与基材的pH相克颜料凝聚体的凝聚力的大小-多出现影响成分的分散时的施加剪切力的大小的颜料表面的多孔性-吸油量， 润湿颜料表面的水分-润湿时影响颜料表面的水溶性盐-分散时的吸附层，特别是水性系、高分子分散剂的使用方法、高分子分散剂的使用要注意三点：1. 分散剂与基材(树脂)相容性2 . 分散剂使用量(相对于颜料量的比例)3. 分散剂的使用方法的相容性差(显示透明或不透明的状态)是分散剂选择的首要条件。 相容性好，分散剂的分段在基材中能够伸长，提高吸附层的厚度，提高分散体的稳定性相容性的试验，可以通过搅拌和玻璃珠分散的方法检查系统是否透明。 但是，在相容性试验中，不能表示该分散剂的分散效率的高低，分散剂的添加量的决定、无机颜料的使用量为颜料的吸油量的10 % (3360此处，分散剂的使用量意味着分散剂的活性成分的100% )吸油量100%的分散剂的使用量(颜料类别)例如为钛白191。 9%钼铬红202。 0%氧化铁红3920353。 5%炭黑的使用量为炭黑的吸油量(DBP邻苯二甲酸二丁酯)的2023100%的分散剂使用量，例如-fw20053503035%，有机颜料的分散剂使用量的确定比较困难，一般使用比表面值(BET )进行计算。相对于黄色、红色、橙色颜料，一般颜料的BET值的50t值的100%分散剂的使用量(颜料换算)-f3rk7022/g1%l3910red36/g1%相对于酞菁蓝、酞菁绿、紫颜料，BET值 50的情况下，使用量为BET值2050T值100%的分散液的使用量(按颜料)，例如酞菁绿GLN4020%的注意-分散液的使用量与颜料的表面处理有很大关系，因此使用时要注意。 上述方法始终是推荐的。 颜料的静电排斥稳定原理在水性系统中经常采用。，树脂/颜料的化学接枝，表面带羟基的颜料接枝环氧树脂(E44 )，玻璃片(GF )云母氧化铁(MIO )纳米二氧化硅(SiO2)颜料接枝后的颜色是光学上由三原色构成的红、蓝、绿是加法系统，其他颜色都是组合颜料的颜色是一种反射色，颜料是吸收某个波长的光反射的颜色，所以是减色系统。 其三原色为品红色、青色、黄色。 其他颜色是吸收所有波长的光线的颜料-黑色反射所有波长的光线的颜料-白色光的三原色颜料的三原色、L*a*b*颜色空间、a*b*颜色平面、涂料中的颜料的遮蔽力、涂料的遮蔽力是完全复盖黑白格子的复盖量-g/m2，依赖于颜料的遮蔽力。 颜料遮盖力的强弱主要由以下性能决定： (1)折射率、折射率越大，遮盖力越强，(2)吸收光的能力、吸收光的能力越大，遮盖力越强，(3)结晶度、结晶遮盖力越强，非晶遮盖力越弱，(4)分散度越大，遮盖力越强。 颜料折射率对涂料复盖率的影响在基材和颜料折射率接近时，颜料几乎没有复盖力。 当基材与颜料的折射率差大时，颜料的被复力越强对光的反射力越强聚合物的中空球成为填料。 具有一定的遮蔽力，颜料的遮蔽力的能力可以由下式(fresnel式)初步判断：2N1-N2R=-N1 N2N1-颜料的折射指数N2-基材的折射指数r-相对反射率：颜料的粒径对涂料的遮蔽力的影响，与粒子的直径入射的光在粒子的质点内部的波长大致相等一般而言，颜料粒子最佳直径为光线在空气中的波长的一半，即接近0.20.4m . 如果质点直径小于该值，则粒子质点丧失散射光的能力而大于该值，则一定重量的颜料的总表面积减少，颜料对光线的总散射能力减少的散射现象衍射现象(透明颜料)、，颜料的粒径， 颜料粒径200-400nm， 颜料粒子形状作用于涂料，颜料的形状一般为1 .球状或接近球状的钛白粉立德粉2 .针状硅灰石CaSiO3，结晶为三斜晶系晶须-碳酸钙晶须(人工合成的单晶纤维)碳酸钙晶须硅灰石CaSiO3在涂料中， 特别是可以提高底漆的强度(如钢筋混凝土)，颜料的粒子形状在涂料中起作用，3 .板状颜料-铝粉、铜金粉、云母粉、云母氧化铁、珍珠粉、玻璃片、不锈钢粉的屏蔽作用。 主要有浮动型铝粉、云母氧化铁、不锈钢粉等。 发挥迷宫效果的云母氧化铁，主要成分是Fe2O3，镜铁矿经、回旋流分级、干燥的板状矿物的濒危物质，也可以人工合成防锈反射UV。 功能：，颜料的粒子形状作用于涂料，产生特殊效果，如闪光效果主要有铝粉、珍珠粉。 现在，多用于汽车的面漆。 原理-薄片状铝粉或珍珠粉在干膜中的平整取向，不同角度的异色效果-观察角度的变化、涂层的亮度或颜色的变化。入射光清漆反射光颜料散射光铝粉反射光清漆颜料铝粉对其作用的影响是铝粉用例子-浮动型铝粉-表面用硬脂酸(硬脂酸)磺酸盐等处理，表面用羧基-COOH、羟基-OH， 磺酸基SO3-等亲水性基团丰富，有助于提高浮动型铝粉的浮动力的非浮动型铝粉-表面经油酸(十八烷酸)处理，油酸为不饱和脂肪酸，比饱和脂肪酸(硬脂酸)更容易溶于有机溶剂中。 水性铝粉-表面被二氧化硅包复(原硅酸乙酯偶联剂)或聚合物包复。 使用时不要和水反应。，PVCCPVC，树脂，空穴，CPVC的计算(吸油量法)， 1 c PVC=- (v/v )(oa ) II1- 93.5式中(OA )是颜料吸油量=颜料密度93.5=亚麻油密度x100 (当然，由于颜料粒子具有粒径分布，因此不一定是球形， 特别是通过混合颜料的实验求出混合颜料的吸油量)，PVC和CPVC在涂料中的重要性，它们影响涂层的许多性能，如光泽、防腐性、附着力、复盖率、机械性能等。 小心！ 这种关系都是由体积关系组成的！ 不是重量关系！ 钝化颜料的应用容易被许多活性金属(例如铝、镁、锌等)腐蚀，一般需要钝化处理。 在涂料底漆中加入钝化颜料，起到使铝材钝化的作用。 钝化膜非常致密，提高底漆对这些材料的附着力和防腐能力。 铝合金常用的钝化颜料-、铬酸锶、铬酸锌、锶黄、锌黄、涂料类颜料的要求，颜料的易分散性要求颜料分散，颜料分散性的困难决定了产品质量和能耗的高低。 对颜料进行表面处理和包复，要求改善颜料的易分散性、耐光性和耐候性。 特别要注意变薄后的耐光耐候性。， 对于、，100-150C的线圈涂料，220-230C的含水率必须能够承受对水敏感的涂料，如果像PU涂料那样不能控制颜料的含水率，则在成膜中NCO和水发生反应，产生CO2，形成微泡耐酸碱性在含有一定酸值的树脂涂料中，颜料的碱性过高时，会与丙烯酸树脂、醇酸、聚酯等树脂中的羧基发生反应。 乳胶漆，大部分现在用于建筑涂料，混凝土的碱性高，颜料必须是耐碱性介质。 pH过低时，反应容易变色。 重金属含量环境规