颜料色浆的性能及在乳胶漆中的应用

1、颜料色浆的性能及在乳胶漆中的应用王显敏科莱恩中国有限公司以丙烯酸乳液为成膜物的乳胶漆在水性建筑涂料中起着越来越重要的作用， 特别是在经济飞速发展的中国，由于建筑业已成为我国经济发展新的增长点，而 住房又关系着千家万户，因此近年来乳胶漆的发展十分迅猛。又由于乳胶漆色彩 丰富，浓淡雅艳可随意选取，装饰效果好，使用期长，已成为打扮城市和建筑物 的漂亮的外衣。颜料作为乳胶漆中重要的组成物质，起着不可缺少的作用。面对一幢幢漂亮 的建筑，人们首先看到的就是其绚丽多彩的颜色。颜料的选择和使用直接影响到 乳胶漆的保色性，而对颜料的性能和应用的了解及正确的选择和使用，可指导加 工生产高质量的乳胶漆。颜料是一种能

2、赋予被着色材料颜色的物质，颜料是彩色的，黑的，白的或荧 光的微粒子，有机的或无机的固体物质，颜料在实际应用中不会受到物理及化学 因素的影响，颜料在使用过程中一般不溶于使用的介质，而始终以原来的晶体状 态在，颜料的着色作用是靠对光线有选择的吸收及散射来实现的。如白颜料主要 靠散射，黑颜料主要是吸收光线，其他颜料则是部分散射和部分吸收。颜料分为有机颜料和无机颜料。无机颜料是以天然矿物或无机化合物制成 的颜料。无机颜料多数纯度低，色泽较暗，着色力低，许多品种具有毒性，但价 格便宜，遮盖力高，耐光耐候性好。有机化颜料色泽鲜艳，色光纯正，着色强度 高，多数品种符合环保要求。本文着重介绍有机颜料。颜料的物

3、理性质1）密度有机颜料的密度为：1.0- 2.0g/cm3;无机颜料为：1.8-8.8g/cm3碳黑为1.8g/cm32）比表面积有机颜料和无机颜料分别为:10-100m2/g与5-50m2/g，碳黑为:20-1000m2/g3）3）粒度研究表明，颜料粒子的理想状态应该是初级粒子，其粒径为0.01-0.05微米， 但是由于如此细的粒子的表面能极高，会发生强烈的团聚形成聚集体（尺寸约为 0.05-0.4微米），而且团聚体仍然会聚集形成凝聚体（尺寸为0.1-20微米），我们 所得到的颜料的粒子为聚集体和凝聚体的混合物（尺寸约为20-100微米.）。颜料粒子的大小对其颜色性能有很大影响。首先会影响其

4、遮盖力和着色强 度，颜料对光的反射作用与其自身同周围介质的折射系数之差有关，折射系数差 别越大反射作用越强，遮盖力越高，因此在一定范围内颜料粒度提高，遮盖力增 加。颜料粒子变小时，比表面增大，着色强度增加。此外，粒度对颜料的色光也 有影响，通常粒径大，粒度分布较宽，色光发暗；反之色光鲜艳。另外，粒度还 会影响颜料的耐光牢度。当粒子变小，比表面积增大时，吸收的光能量增加， 受破坏的程度也增加，因此褪色较快。再有颜料粒度小时受到的重力较小，不易 沉淀，但另一方面，粒子小，比表面积增加，表面自由能也增大，粒子总有自动 减小表面积的趋势，从而发生絮凝的机会也增大，不利于分散。4）品型市售颜料大多以晶体

5、状态存在，且同质异品现象很普遍。如铜酞青的品型有 很多种-常见的如a型为红光兰（如颜料兰15 ）稳定性差，经溶剂处理后转 为稳定的P型（如15:3 ），色光则转变为绿光。而颜料紫19 （喹丫啶酮结构） 有三种晶型：a，。及y型。a型颜料无应用价值，P型为紫红色，而Y型 为兰光红。在实际应用中，不同的品型会发生转变。5）分散性及分散稳定性颜料是以固体状态分散于所应用介质的中，颜料是否容易分散以及分散体系 的稳定性直接影响被着色物体的性能。颜料的分散性能取决于许多种因素如：颜 料的化学结构，品型，表面处理工艺及助剂，应用前颜料的原始粒度及粒径分布， 另外研磨工艺及设备，分散剂的选择等也会影响颜料的

6、分散稳定性。提高颜料的 分散性颜料的颜色性能1）色光色光（H）又称色相，是某种颜色偏离其对应的纯色单色光）程度。一定 波长的光或某些不同波长的光混合后，会呈现出不同的色彩表现，即色光。下表 列出了各种颜色两侧的色光。2）着色力着色力（也称着色强度）是颜料赋予被着色物质颜色深度的一种度量，影响颜 料着色力的因素除颜料自身的性能外还与被着色物质的组份，材质及应用条件有 关。（颜料粒度对其着色力的影响已在本文第一节中有所论述）。通常定义标准品的着色力为100%，将待测样品与标准样品进行比较。乳胶 漆的着色力是指将1000克钛白粉着色至本色的1/25标准色深时，所用的色浆的 克数。色浆加量越少，着色力

7、越高。2） 遮盖力有机颜料的遮盖力是指对被着色物的遮盖或改变底物颜色的能力，具有强遮 盖力的有机颜料通常具有高散射力，高散射力取决于涂层的厚度，涂层对光的吸 收能力及底物图案的色差。通常将颜料和调墨油研磨成色浆，均匀地涂刷于黑白 格玻璃板上，使黑格恰好被遮盖的最小颜料用量，以g/cm 3来表示。在第一节 已对颜料粒度与遮盖力的关系进行了说明。3颜料的应用性能1)耐晒性耐晒性是指颜料和含有颜料的应用体系在日光照射下，在特定时间内保持着 色层色泽的能力。颜料的耐晒性不仅与其结构和粒度有关外，还与应用领域和添 加量有关。耐晒等级按8级羊毛兰卡评定。8级最高；1级最低。大部分有机颜料在光照下或多或少都

8、会发生变色现象2) 耐候性大气中的各种化学物质如水分，工业废气等都会对颜料体系产生侵蚀。耐候 性就是指其抵抗大气中化学及物理因素(包括光照)而保持其色泽的能力。耐候 性取决于不同颜料，不同浓度，不同应用领域，不同冲淡程度和不同气候条件。评定方法是户外曝晒12或24个月(Floride Test)，加速老化是用老化仪 测试几千小时，人工条件下进行。(Weather-O-Meter)据标准DIN54001由5级 灰卡评级颜色的变化。5级最佳；1级最差。3)耐碱性某些颜料与碱溶液接触后，使得碱溶液带上颜色并使颜料的褪色。颜料的耐 碱性是指颜料对抗碱的作用而造成碱溶液沾色和颜料变色的能力。耐碱性的测试

9、 方法用印刷行业普遍接受的DIN 16524标准测试方法。将乳胶漆刷在玻璃板，室 温干燥3天，然后将在2.5%的烧碱溶液中浸润过的滤纸盖在上面。将一玻璃片 压在上面。然后用胶带封好。上面放一重1公斤的物体，室温下放置24小时。 漆膜颜色的变化根据ISO推荐的R105 (相当于DIN54001和SNV95805)中的5 级灰卡评定颜色变化。5级表示没有变化，1级表示严重变化3有机颜料的分 类1)偶氮类颜料单偶氮颜料-主要为黄色和橙色，浓色时耐晒性良好，浅色应用时耐候性 显著下降，这类颜料由于分子量较小，使得它们的耐溶剂性能和耐迁移牢度较差， 用在溶剂体系时会出现结霜和渗色，因此只能用于自干性涂料

10、和油墨中。可用于 乳胶漆的品种有：颜料黄3 ( Hansa Yellow 10G )-是绿光最强的黄颜料之一，带有非常鲜艳的 柠檬黄色，具有很好的遮盖力，是调整绿色色光的理想颜料其在用于深色乳胶漆 时的耐晒耐候性良好，但用于冲淡色时性能明显下降。因此不推荐用于浅色外墙。颜料黄74 (Hansa Yellow 2GX70/5GX )-色光为中黄，具有很高的着色力和 遮盖力。用于深色乳胶漆时，耐晒耐候性很好。颜料黄97 (Novoperm Yellow FGL )-高性能的中黄颜料，具有很好的耐晒 耐候性，可用于深色和中浅色外墙乳胶漆。双偶氮颜料一色谱同样为黄色橙色和红色，多数品种耐晒耐候牢度不好

11、， 但着色力较单偶氮类高许多。耐溶剂性和耐迁移性还可以。主要用于油墨，某些品种可用于乳胶漆：颜料黄83 (Novoperm Yellow HR/HR02 )-标准的红光黄颜料，具有极高的 着色力，是调制内墙乳胶漆的必备品种。该颜料在水性体系中的耐晒耐候性能 能一般，不适合外墙乳胶漆。P -萘酚系列颜料一从化学结构上看，属于单偶氮类，色谱主要为橙色和红色 它们的耐晒牢度，耐溶剂性能和耐迁移性能都不错，但耐碱性较差。以下品种可 用于乳胶漆：颜料橙5 ( Hansa Red GG )-略带红光的橙色，是一种性价比很好的有机颜 料，用于深色乳胶漆时具有较好的耐晒耐候性，但在冲淡后，耐性显著降低，因 此

12、不宜用在浅色外墙。颜料红3 ( Hansa Red RNC )-是甲苯胺红颜料中色光最黄的一个品种。用 于全色乳胶漆时具有很好的耐晒耐候性，但用于冲淡色时，耐性急剧下降，因此， 仅可用于深色外墙。色酚AS系列颜料-色谱有黄，橙，红，酱紫，洋红，棕色和紫色。它们的 耐晒牢度，耐溶剂性和耐迁移性能一般，某些品种在深色时耐晒耐候性能良好。 主要用于油墨和涂料。可用于乳胶漆的产品有：颜料红112 ( Permanent Red FGR )-鲜艳的大红色，极高的着色强度，是乳 胶漆着色和调色的必备红色品种，但在浅色时耐候性能明显下降。因此不推荐用 于浅色外墙。颜料红170 ( Novoperm Red

13、F3RK70 )-略带兰光的大红色，具有很高的遮盖 力，在全色和深色时具有优良的耐晒耐候性，但在浅色时耐性明显下降。偶氮色淀类颜料一色谱主要为黄色和红色，耐晒牢度，耐溶剂性能和耐迁 移性能一般，主要用于油墨。无可用于乳胶漆的品种。偶氮缩合颜料一色谱主要有黄色和红色，它们的耐晒性，耐溶剂性及耐迁 移性均很好，主要用于油漆，塑料和油墨中。以下品种可用于乳胶漆：颜料红242 ( Novoperm Scarlet 4RF )，略带红光的大红色，在常见的 有机 溶剂中非常稳定，具有优异的耐晒，耐候牢度，耐酸耐碱性也很好。深色和浅色 时耐性都很好。苯并咪唑酮颜料一高性能有机颜料。色谱从黄，橙，红，洋红，紫

14、到棕色 很好的耐晒耐候性及耐溶剂，耐迁移，耐温性能，可广泛用于各种高档油漆油墨 和塑料。用于乳胶漆中性价比较好的品种有：颜料黄154 ( Hostaperm Yellow H3G )-略带绿光的黄颜料，经过美国佛罗 里达户外曝晒试验证明，该颜料的是耐晒耐候性能最好的有机黄色颜料之一，特 别是在浅色时仍具有很好的耐性。用该颜料制作的色浆目前广泛用于外墙乳胶漆2)非偶氮类(也称杂环类)酞青颜料一色谱有兰色和绿色。此类颜料耐晒性耐候性，耐热性，耐溶剂及耐迁移性均很优异。以下品种可用于乳胶漆:颜料兰15:1 ( Hostaperm Blue A2R/A4R/)红光酞青兰，优异的耐晒耐候性。颜料兰15:

15、3 ( Hostaperm Blue B2G/ B4G/ )绿光酞青兰，优异的耐晒耐候性。颜料绿7( Hostaperm Green GG01/GNX )酞青绿颜料，优异的耐晒耐候性。颜料绿36 ( Hostaperm Green 8G )红光酞青绿颜料，优异的耐晒耐候性。喹丫啶酮颜料一这类颜料的色谱为红色和紫红色，色光按品型的不同而分 为黄光，兰光。其耐晒和耐候牢度很高，可用于高档的汽车面漆及修补漆。一些 品种常作为三原色之一，广泛用于外墙乳胶漆。代表的品种有：颜料紫19 ( Hostaperm Red E3B )兰光红。其耐晒和耐候牢度在深色和浅 色时都很高，可用于高档的汽车面漆及修补漆和

16、外墙乳胶漆。颜料红122 (Hostaperm Pink E )色光非常漂亮的 桃红色，耐晒耐候性能优异北系和匹酮系颜料一这两类均为高性能有机颜料，具有极佳的耐晒耐候性 和热稳定性。色谱主要为橙，红和紫红色，主要用于高性能油漆涂料油墨和塑料。 用于乳胶漆的品种：颜料橙43 ( Hostaperm Orange GR )匹酮系高性能有机颜料，艳丽的红光橙， 具有极佳的耐晒耐候性和热稳定性。但价格昂贵，主要用于高性能油漆涂料油墨 和塑料。常用于乳胶漆的调色。硫靛系颜料一这类颜料具有很高的耐晒耐候性行耐热稳定性，色谱主要为 红色和紫色。主要用于塑料及化妆品着色。蒽醌颜料一此类颜料色泽非常坚牢，耐晒耐

17、候性能非常优异，但价格昂贵。 主要用于高性能产品的应用。在乳胶漆中使用的品种有：颜料红168 (Hostaperm Scarlet GO )，大红色，色光艳丽，略带黄光，各项 性能都十分优异，是目前市售有机颜料品种中耐晒耐候牢度最高的品种之一。二恶嗪类颜料-代表的品种为：颜料紫 23 ( Hostaperm Violet BL 红光紫)颜料紫 23 ( Hostaperm Violet RL Spec 兰光紫)。该类颜料能耐几乎所有有机溶剂，在许多应用介质中具有很好的耐晒耐候牢 度，着色力非常高。可用于乳胶漆的着色和调色。异吲哚啉酮系和异吲哚啉系颜料-这类颜料品种不度，色光主要是黄色， 具有很

18、高的耐晒和耐候牢度，主要用于高档塑料和涂料。用于乳胶漆的代表性品 种有：颜料黄110毗咯并毗咯二酮系颜料(DPP )-色谱主要为鲜艳的橙色和红色，这类颜料 具有很高的耐晒耐候牢度和热稳定性，但不耐碱，主要用于高档油漆和塑料。可 用于乳胶漆的品种有：颜料红254 /255喹酞酮类颜料一该类艳丽具有非常好的耐晒耐候牢度，耐热性，耐溶剂性和耐迁移性，色光主要为黄色，色泽鲜艳，主要用于高档油漆和塑料。用于乳胶 漆的品种有：颜料黄1384、颜料色浆色浆是高度分散的颜料备制剂，是将颜料与分散剂，水等介质经研磨处理， 使颜料粒子在剪切力作用下均匀稳定地分散在水性体系中。科莱恩公司是世界上 主要的高颜料含量色

19、浆的生产商之一。用于乳胶漆的品种Colanyl系列。1）Colanyl色浆的组成和特点本色浆由有机/无机颜料及非离子和/或阴离子湿润剂，分散剂组成的颜料备 制剂。它质地均匀，可泵可到，不含粘结料和乙二醇料和对人体 有害的重金属 离子符合环保要求。颜料含量高（有机为30- 50%;无机60-75%含量越高对体 系的不良影响越小）。分散性好与水性聚合物乳胶体非常相容。各种色浆的组成 及生产条件因所含颜料的性质不同而异，本型各种色浆均可按任意比例混合。批 次均匀性好:着色力误差控制在土 3% （通常颜料色粉的控制指标为:土 5%）。稳 定性好,2年存储期。成熟配方，名厂原料，色卡标明,质量有保证。2

20、）Colanyl色浆的应用范围各种内、外墙乳胶漆包括：高光泽乳胶漆高含固量面漆，水性工业涂料。 经试验合格后，本色浆也可用于丙烯酸或聚酯模注，橡胶、胶乳、水性木器漆、 木材着色剂、木材 保护清漆墨汁，氧化铁系列色浆可用于水泥染色。3）Colanyl的标准及检测检测方法为：科莱恩公司色浆检测标准方法2/1。浅色乳胶漆：着色力控制在土 3%;dC 0.8; dH 0.5 （CIE-LAB）标准白乳胶漆236/14-E （钛白含量20%）:色浆=100g: 3g 浓色乳胶漆：dL dC dH 2 级标准浓色乳胶漆236/15A （钛白含量1%）:色浆=100g :1 - 3g （有 机）或4 Yg

21、（氧化铁） 粘度：有机颜料色浆0.3-1.3 PaS无机颜料色浆1.5-3.0 PaS4） Colanyl色浆的应用-两种体系的混合及可能出现的问题由于色浆在乳胶漆中的使用是两种分散体系的混合，色浆中的着色物质-颜 料在表面活性剂A的作用下，分散在水中。表面活性剂的性能，数量决定了颜 料的分散程度，含量及稳定性.而乳胶漆中的成膜物质（树脂）在表面活性剂B的 作用下分散在水中，表面活性剂的性质，数量决定了乳胶漆的平均粒度，光泽及 稳定性。如果色浆所用的分散剂种类不配伍则会出现分散剂相互反应，破乳。如果制作色浆时使用的分散剂数量不够，则会导致系统稳定性差。如果色浆中所用的分散剂数量过多，则会使漆膜

22、耐水性，干燥性能差。如果颜料发生凝聚，将导致着色力下降，色相变化，遮盖力下降，光泽下 降，流动性差，流平性差。5）使用参考及注意事项选择使用高品质颜料色浆。色浆需具有稳定的色相和着色力。并具有良好 的耐光，耐候，耐酸，耐碱性。要与着色体系相容，不絮凝。可互相调配。存贮稳定，不沉淀，不干不冻。合理的性能价格比。使用前，应做色浆和涂料相溶性试验。使用前必须充分搅拌均匀，避免因运输途中温度变化或贮存时间过长而导 致色浆状态不均匀，而影响添加量的准确度。最好边搅拌边加入色浆，且要搅拌 均匀。本色浆需直接加入使用，不能用水稀释后再加入。如果一次用不完整桶色浆，使用后必须马上盖好盖子，以免色浆表面污染 或因水份挥发而造成色浆表面干燥粉化，影响下次使用。色浆在乳胶漆中的最高添加量要控制在合理的范围，超出合理范围会破坏 乳胶漆体系的平衡，严重的会影响漆膜的稳定性特别是耐水性。建议有机颜料色 浆最高添加量不要超过8%；无机颜料色浆最高添加量在15%以内生产外墙涂料时，尽量选择耐晒性，耐候性及耐碱性好的色浆。一般来说 氧化铁类的颜料色浆比有机颜料色浆的耐碱性要好。要特别注意施工涂装墙面的碱性，施工前应对墙面进行封底处理对于碱 性较大的基材可采用溶剂型封底漆效果比水性封底漆效果会更好。同时底漆的 质量不容忽视。6）VOC（挥发性有机化合物）& APEO一般来说当某种溶剂的沸点大于等