涂料用颜料.ppt

第四章 颜料,本章参考资料： 1、上课ppt 2、武利民编著“涂料技术基础”之“颜料和分散理论”章节内容：图书馆四阅 3、刘登良主编“涂料工艺”之第四版之“颜填料”章节内容：图书馆七阅,第四章 颜料,一、概述 二、颜、填料的作用 三、颜料的种类 四、颜料的特性 五、常用的无机颜料 六、常用的有机原料 七、颜料分散理论 八、调色技术,一、概述,颜料是涂料的重要组成部分，根据其在涂料中赋予颜色能力的不同分为着色颜料和体质颜料，在涂料行业，一般把前者称为颜料，后者称为填料。,颜料是一类有色的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，是以其“颗粒”展现其颜色（颜料发色）为特征的一类无机或有机物质。颜料粒度范围介于30nm100m之间。 与染料的区别在于：“染料”是可溶解在分散介质中，以其“分子基团”展现其颜色的（分子发色） 。 填料是一类在介质中以“填充”为主要作用的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，其外观多为白色或浅灰色。,一、概述,颜料的作用：赋予颜色，装饰、保护作用 填料的作用：降低成本，改善涂膜或漆料的物理和化学性质。,二、颜、填料的作用,表4-1颜料与填料在涂料中的作用,续表4-1,三、颜料的种类,1、按功能：防锈颜料、发光颜料、珠光颜料、导电颜料等； 2、按来源：天然颜料、合成颜料； 3、按成分：有机颜料、无机颜料； 4、按颜色： 白色颜料： 钛白粉（钛白） tio2， 氧化锌（锌白） zn， 锌钡白（立德粉） znsbaso4，硫化锌 zns， 锑白 sb2o3 红色颜料： 镉红 ncdscdse，铁红 fe2o3， 黄色颜料：镉黄 cdsbaso4，铁黄 fe2o3h2o，铅铬黄 xpbcro4ypbso4 绿色颜料：氧化铬绿 cr2o3， 铬绿 pbcro4xpbso4yfenh4 fe(cn)6 蓝色颜料：铁蓝 kxfeyfe(cn)6xnh2o，(nh4)xfeyfe(cn)6nh2o， 群青 naxalysizoisj 黑色颜料： 炭黑， 氧化铁黑 (feo)x(fe2o3)y,四、颜料的特性,性能包括：颜色、装饰性、润湿性、分散性、着色力、消色力、吸油量、吸水性、耐光性、耐候性、耐酸性、耐碱性、化学组成、晶型、耐热性、密度、粒径、粒径分布、比表面积、界面张力、亲水亲油平衡性及制漆性能等。,（一）颜色,是涂料最为重要的性能指标之一，颜料的颜色主要取决于其化学组成和结构、粒子的大小与晶型，还与光源、观测者等因素有关。 颜色的品种大致分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑、灰与白等诸色。 孟塞尔颜色体系，hv/c，h表示色调（hue）v表示明度（value）、c表示彩度（chroma） 两种颜色完全相同的充要条件是h、v、c三要素的值完全相同。,（一）颜色,1.色调：即色相，是彩色彼此相互区别的特性，可见光波段的不同刺激人眼产生不同的色彩感觉，色调体现了颜色在“质”方面的关系，即表示红、黄、蓝、绿等颜色的特性，是一种视觉感知属性。物体的色调取决于广元的光谱组成和物体表面所反射或透射的各波长辐射的比例对人眼所产生的感觉。,（一）颜色,2.明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉，能够表征出颜色明暗深浅的差别，受视觉感受性和过去经验的影响。明度体现了颜色在“量”方面的不同。即表征的是一个物体反射光线多少的知觉属性。明度与反射率有关，物体表面反射率高，其明度越高，白比灰高，黄比红高，光源的亮度越大，明度越高；黑白图像用灰度、灰阶描述。,（一）颜色,所谓灰度色，就是指纯白、纯黑以及两者中的一系列从黑到白的过渡色。我们平常说所的黑白照片、黑白电视，实际上都应该称为灰度照片、灰度电视才确切。灰度色中不包含任何色相，即不存在红色、黄色这样的颜色。灰度的通常表示方法是百分比，范围从0到100。百分比越高颜色越偏黑，百分比越低颜色越偏白。 灰度最高相当于最高的黑，就是纯黑。灰度最低相当于最低的黑，也就是“没有黑”，那就是纯白。,（一）颜色,3.饱和度：是颜色在色调“质”的基础上所表现的色彩纯洁程度，所以饱和度又称“彩度”，它是光谱中波长段是否窄、频率是否单一的表示。当物体反射出光线的单色性越强，则饱和度越大。黑白色只用明度描述，不用色调、饱和度描述。,（二）润湿性与分散性,1.润湿性：是指颜料与树脂、溶剂或其他混合物的亲和性。颜料在使用时，原有的固/气（颜料颗粒/空气或潮气）界面消失，形成新的固/液界面（颜料颗粒/助剂或体系溶剂、水），这一过程称为润湿。润湿与颜料的表面能有关，当颜料粒子加入树脂或溶剂中，如果界面张力过大，就不能被树脂、溶剂所润湿，颜料将不能均匀的分布到树脂与溶剂中，其结果是颜料粒子从树脂、溶剂中离析，形成涂膜后将产生诸如颗粒、凹坑、光泽低、浮色发花、颜色不均匀、贮存稳定性差等病态。 颜料的润湿性主要取决于颜料的表面化学特性，可以通过合理的表面处理（如包膜钝化、表面活性剂处理）有效降低其表面能，提高表面活性，获得良好润湿性。,（二）润湿性与分散性,2.分散性：就是颜料团粒（附聚体）在树脂和溶剂中分离成理想的原生粒子分散体的能力，并将这种分散状态尽可能稳定的维持，但事实上不可能达到原生粒子状态，往往是通过合理添加分散助剂和采用好的研磨设备与分散工艺，使颜料团粒打开，并被助剂分子充分润湿，从而形成稳定的、颜料颗粒极小的颜料分散体。 颜料分散性取决于颜料粒子的粒度分布、聚集状态的可分散性，也取决于粒子表面状态（亲水亲油性）和涂料介质的特性。 一般，分散好的颜料随贮存时间增加，絮凝程度也相应略有增加，分散不好的颜料随贮存时间增加，絮凝程度明显增加，形成较粗颜料颗粒，从而会导致颜料自身着色强度与遮盖力下降、颜料颗粒过粗，涂膜光泽度降低等多种涂膜弊端 分散剂作用：促进分散、润湿及防止凝聚的作用，分散剂被吸附到颜料颗粒表面，通过静电斥力或空间为阻力作用，防止它们结合，降低了研磨能耗，缩短了研磨时间。,（三）着色力和消色力,又称着色强度：表征某一种颜料与另一种基准颜料混合后所显现颜色强弱的能力。通常以白色颜料为基准来衡量各种彩色或黑色颜料的着色能力。 着色力的量度是与标准样品做比较：着色力=a/bx100%，其中b是标准颜料所需白色颜料数，a是待测颜料所需白色颜料数。 着色力是颜料对光线吸收和散射的结果，主要取决于吸收，吸收能力越大，其着色力越高。着色力是控制颜料质量的一个重要指标，当颜料用于着色时，着色力高的颜料获得同样着色强度时，颜料用量就比着色力低的颜料少。,（三）着色力和消色力,着色力不仅取决于颜料化学结构，也与多种影响因素有关，如粒径较小(0.050.1m)，分布均匀，即可显示高的着色力；但粒子过细，透明度增加，遮盖力和着色力降低；形状、晶型结构和颜料粒子在涂膜中的分散度等因素有关。 着色力主要取决于吸收，故吸收系数越大，则着色力越高。白色颜料折射率高，所以其着色力随颜料颗粒粒径变化明显，粒径越小着色力越高，而且折射率越高，颜料随粒径变化越显著。 着色力与颜料粒子在涂膜中的分散程度有关，分散得越好，着色力越强。,（三）着色力和消色力,消色力是指一种颜色的颜料抵消另一种颜料颜色的能力。一般颜料的着色力越强，其消色力也越强，通常用于评定白色颜料，一般来说，颜料有较大的折射率，就有较高的消色力。 表4-2几种常用白色颜料的折射率,（四）遮盖力,遮盖力是指颜料加在透明基料中使之成为不透明，完全盖住测试基片的黑白格所需的最少颜料量。常以每平米底材面积所需覆盖干颜料克数来表示，单位g/ 遮盖力是由于颜料和存在其周围的介质的折射率之差造成的，当颜料的折射率和基料的折射率相等时是透明的，当颜料的折射率大于基料的折射率就出现遮盖，两者的差越大，则表现的遮盖力越强,（四）遮盖力,遮盖力是颜料对光线产生散射和吸收的结果，主要靠散射，对于白色颜料更是主要靠散射，彩色颜料则吸收能力也要起一定作用，高吸收的黑色颜料也具有很强的遮盖能力。 颜料遮盖力的强弱主要决定于下列性能：(1)折射率，折射率愈大，遮盖力愈强；(2)吸收光线能力，吸收光线能力愈大，遮盖力愈强；(3)结晶度，晶型的遮盖力较强，无定形的遮盖力较弱；(4)分散度，分散度愈大，遮盖力愈强。 颜料遮盖力与颜料化学组成有关，还与颗粒大小、分布、晶型、晶型结构等有关,1.吸油量：指一定重量颜料的颗粒绝对表面被油完全浸湿时所需油料的数量。习惯上常用100g干粉颜料所能吸收的的精制亚麻籽油的最低值,单位g/100g。反映颜料吸附油性介质的能力。 颜料的吸油量与颜料化学组成、粒径、形状、比表面积、颗粒表面的微观结构、颗粒间的自由空隙大小等因素有关。颜料的平均粒径越小，比表面积越大，吸油量越大；反之亦然。 对于涂料制备来说，吸油量是重要指标。一般希望颜料有较低的吸油量，吸油量越小，所消耗的油性介质和树脂用量越少，可以节省成本；反之，当吸油量大时，油性介质和树脂用量也大，而且颜料浓度很难提高，性能也比较难以调整，成本还会提升。,（四）吸油量与比表面积,2.比表面积：基于化学结构、生产工艺及后处理方法的不同，颜料产品具有不同的颗粒状态，并显示特定的比表面积，该数值越高，表明粒径越小，具有孔隙特征，表面积较大，使颜料的透明度较高。,（四）吸油量与比表面积,（五）耐光性和耐候性,耐光性主要指耐日光 照射（特指紫外线）的能力；耐候性则指耐大气环境侵蚀（包括日光、雨水、湿气等）的能力。 颜料的耐光性和耐候性主要与颜料的化学组成和结构有关，还与周围的介质、颜料粒径分布及表面处理等有关。 一般无机颜料的耐光性和耐候性好于有机颜料，也有例外，如铬黄、钼镉红耐光性45级，耐候性3级；经表面处理后铬黄、钼镉红耐光性8级，耐候性45级；一些多环有机颜料具有优异的耐光性、耐候性，甚至高于多数无机颜料，如喹吖啶酮红（p.r.122）萘醌红（ p.r.168 ）等耐光性78级，耐候性45级,（七）耐酸碱性与耐化学药品性,颜料的耐酸碱性指颜料耐酸（h+）、耐碱（oh-）的侵蚀能力。通常颜料耐酸性不好，就不能用于酸性介质中着色，耐碱性不好就不能在碱性环境下使用。,（八）化学组成与晶型,（九）耐热性,（十）粒径与粒度分布,（十一）临界表面张力c,衡量颜料表面润湿难易程度的一个重要指标，无机颜料的表面张力高，其表面属于高能表面，易分散；有机颜料的临界表面张力低，其表面属于低能表面，难分散。 表面活性剂降低表面张力、改变粒子表面极性的功能，作为润湿剂、乳化剂等广泛用于颜料的生产中。,（十二）颜料的毒性,1.含重金属的无机颜料大都有毒：含铅、铬、镉、锑、锡、硒等颜料； 2、有机颜料因化学结构比较稳定，相对安全，但有些中间体或杂质有毒；如多氯联苯、芳胺及一些重金属元素及其化合物毒性较大，甚至有致癌性。 3.粉尘在涂料生产中有一定毒性。,五、常用的无机颜料,1钛白 钛白是最主要的白色颜料，不溶于水和弱酸，微溶于碱，耐热性好。主要有3种结晶体：锐钛型、板钛型和金红石型。板钛型属斜方晶型，无工业价值。锐钛型和金红石型同属四方晶型，但晶体结构的紧密程度不同，金红石型晶体结构堆积紧密，晶体间空隙小，是最稳定的结晶形态，其硬度、密度、折射率比锐钛型高，且耐候性和抗粉化方面也比锐钛型好。但锐钛型的白度比金红石型的好。,表 4-3为金红石型和锐钛型钛白的主要性能比较,1钛白,钛白含80%以上的tio2以及少量其他无机组分如氧化铝、水合氧化铝或二氧化硅等。锐钛型钛白具有很高的光活性，因而作户外涂料容易导致涂膜的快速降解。所以锐钛型不适于户外涂料用，主要用于纸张涂料。 钛白经过表面处理可改善其分散性、耐候性等。常用的表面剂组分主要为二氧化硅、氧化铝或有机涂层。这些涂层或以薄层的形式或以粒子的形式粘附在tio2粒子的表面，不同的表面涂层对颜料的分散和吸附行为有很大的不同。对氧化铝涂层，更多的碱性氧化铝表面吸附树脂中的酸性基团，因而树脂分子与颜料粒于之间有较强的相互作用，其余的树脂分子则沿着颜料粒子表面缠绕，并允许大量溶剂吸附在颜料粒子的表面，即溶剂化，因而树脂层和溶剂的存在赋予颜料分散的立体稳定。对二氧化硅涂层，树脂的吸附主要靠酸性氢氧化硅与树脂分子之间的氢键相互作用，因而吸附的树脂分于平行于颜料粒子表面，树脂层紧密，颜料粒子表面无溶剂化，位阻稳定程度低。这样，加入水可增加氧化铝涂层与酸基团的离子键强度，有利于氧化铝涂层颜料的分散稳定性，但水使氧化硅涂层与树脂分子之间的氢键降低，因而降低了其颜料分散稳定性。,1钛白,钛白主要用来赋予涂膜对被涂基材表面的遮盖力。遮盖力的强弱受颜料和色漆基料两者折射率之差影响极大。当两者折射率相等或相近时，颜料就显得透明或遮盖作用低。当颜料的折射率大于基料的折射率时，颜料呈现出遮盖力。两者之差愈大，颜料的遮盖力愈强。有机树脂的折射率约为1.55。 金红石型钛白的遮盖力比锐钛型钛白的高30%。此外，钛白颜料的粒子大小直接影响其光散射和光衍射等。因而也影响其遮盖力。当tio2粒径为可见光波长的一半时，遮盖力最大。,2锌白,锌白（zno）密度为5.6gcm3，吸油量为1025g100g，平均粒径为0.2m，折射率小于tio2，因此遮盖力小于tio2，相当于金红石型tio2的12%左右。zno具有良好的耐热、耐光及耐候性，不粉化，适用于外用漆。zno带有碱性，可与树脂中的羧基基团反应生成锌皂改善了涂膜的柔韧性和硬度，且漆膜比tio2为颜料的清洁。zno的另一个主要作用是防霉。 zno的制造分为直接法和间接法。直接法得到的zno中杂质为金属硫酸盐，间接法得到的zno中杂质为金属氧化物和硫化物，其纯净度和白度均较直接法的低。,3锌钡白,锌钡白又名立德粉。主要由28%30%的zns和70%72%的baso4组成。锌钡白的遮盖力仅为钛白粉的20%25%左右，比锌白高。具有化学惰性和抗碱性，并赋予涂膜紧密性和耐磨性，主要用于碱性基材如石灰墙面和混凝土的乳胶漆，也可用于氯化橡胶和聚氨酯的耐碱性涂料。锌钡白不耐酸，遇酸分解产生硫化氢，在阳光下有变暗的现象，因此不适宜制造高质量的户外涂料，主要用于室内装饰涂料。,4硫化锌,硫化锌（zns）折射率为2.37，密度4.0gcm3，吸油量13g100g。其遮盖力、耐酸性比tio2差。但zns在波长45d500nm（蓝色）段不吸收，因此不像tio2显现黄色底色，因而非常适用于白度要求高的涂料。zns的耐光性比tio2的好，且前者的涂膜比后者的软，因而耐磨性好。此外，zns对紫外线反射程度比tio2高，在室温条件下抗黄性比tio2优良得多（尤其是在丙烯酸树脂和硅树脂中），并且对红外线发射能提供低的稳定的太阳吸收，因而非常适用于飞机、宇宙飞船用面漆。,5铁系颜料,铁系颜料主要指2价或3价铁的氧化物，包括用作红色颜料的铁红、用作黄色颜料的铁黄和用作黑色颜料的铁黑。具有很高的化学稳定性，耐光耐碱性好。铁红的耐热性高选l200，且强烈吸收紫外线，因而能强有力地保护涂料基料及被覆盖物品免受紫外线的破坏。此外，耐溶剂、耐水、耐化学药品性好，如水泥、石灰、水玻璃等掺合不会变质，耐候性强，具有不受大气侵蚀的特点，大量应用于建筑涂料。,6铬系绿色颜料,铬系绿色颜料主要有铬绿和氧化铬绿2种。铬绿是由带绿相的铬黄与铁黄拼混而成的混合颜料，化学组成为铬酸铅、硫酸铅、铁蓝。由于铬黄和铁蓝都不耐碱，容易褪色，因而不能用在ph超过7的水性涂料中，并且应避免与碱性填料如碳酸钙等共同使用。 氧化铬绿是单一成分的绿色颜料，化学成分为cr2o3或其水合物。密度为5.095.18gcm3，吸油量l223gl00g。氧化铬绿具有优异的耐光性，优良的耐酸、碱和高温及化学稳定性，广泛用作水泥、混凝土及户外建筑涂料。氧化铬绿的另一突出特点是具有很好的ir辐射能力，因而广泛用作伪装涂料。氧化铬绿粒子的平均粒径为0.3m，水合氧化铬绿的粒径为0.020.1m，密度3.49cm3，吸油量57g100g。,7镉系颜料,镉系颜料可以为红色、黄色、橙色等颜色，取决颜料的化学组成、晶体结构和粒子尺寸。镉系颜料的粒径范围为0.20.8m。耐热性好，可达400以上耐碱性和抗凝胶收缩性好，且耐酸性和着色力好，因而在涂料中有一定的应用市场，但其户外耐候性欠佳，且有毒性，使用时须注意。,8群青,群青的一般分子式为na8al6si6o24s(24)，组成为na2o，19%23%；al2o3，23%29%；sio2，37%50%；s，8%l4%。蓝色群青密度为2.22.79cm3，吸油量2539g100g；紫罗兰群青密度为2.342.36gcm3，吸油量3335g100g。粒子为0.5l0.0m。群青是最美丽的蓝色颜料，最大特点是耐久性高，耐光、耐候、耐热、耐碱，但遇酸分解，变黄。在白漆中使用群青是抵消白漆泛黄的最理想方法，使白漆洁白纯正，多用一些还会显出美丽的蓝相。,9炭黑,炭黑的主要成分是碳，为疏松、极细的黑色粉末。根据炭黑生产时的原料及生产方式不同，又将炭黑分为炉黑、热裂黑、槽黑、灯黑和乙炔黑几种。其中槽黑多用于涂料的黑色颜料，炉黑产量最大，约占炭黑的95%，多用于橡胶的补强和塑料的填充上。,10金属颜料,金属颜料主要包括铝粉、锌粉和铜粉。 铝粉又称银粉，呈微小的鳞片状，厚度为0.12m，直径为1200m。在色漆中会形成十几层的平行排列，因而对紫外线有良好的反射能力，从而延缓了紫外线对涂层的老化破坏，并且良好的屏障性也阻止了水、气体和离子的通过，保护了漆膜，使铝粉漆的耐候性优于一般的色漆。工业上铝粉是以铝粉浆的形式出售，铝粉浆一般含65%的铝粉和35%的溶剂。铝粉浆又分为浮型和非浮型两类，前者是在制造时采用硬脂酸，后者则加入油酸。 浮型铝粉混合分散时，为保持疏水层完整，不需要足够的润湿，但需要足够的剪切力以分散鳞片，研磨应避免使用。但非浮型铝粉混合分散时，鳞片应完全润湿以保持得到完全的光学性能如着色力、遮盖力、光泽度和亮度等。,10金属颜料,锌粉是一种带蓝相的灰色粉末，为球形粒子，粒径平均为38m，广泛用于铁和钢的防锈保护，基料为氯化橡胶、环氧酯、聚氨酯、聚酯和无机涂料基料。 铜粉又称金粉，具有金黄色的色泽，是由锌铜合金制成的鳞片状粉末，主要用于纸和纸板涂料。 金属颜料也可用作发光颜料，这种颜料主要由zns或硫化锌镉所组成，并掺入0.033%1.0%的活性物质如银、铜或镁等。颗粒比金属颜料略粗，发光颜料的持久性与颜料的活化有关，一般对荧光较短，但对磷光较长，因而当暴露在白天、紫外光下可储存能量，到夜晚照明灯熄灭后又释放出可见光。这种颜料主要用于室内装饰、安全标志、电视、电器及军事用途涂料。,11体质颜料,体质颜料折射率均在1.65以下，因此在遮盖力、着色力方面远不如其他无机颜料。体质颜料不仅可以降低涂料的成本，还可以改善涂料的某些性能或消除涂料的某些弊病，例如作增稠剂、流平剂，改善涂料的流变性；作增强剂改善涂膜的机械性能；改善涂膜的阻水阻气性以及提高耐磨性和耐温性等。,（1）硫酸盐主要为硫酸钡和硫酸钙。硫酸钡呈化学惰性，耐酸，耐碱，耐光，耐热，低吸油性，好的润湿性和分散性，可作面漆或汽车漆以及作为底漆填料。硫酸钙也可作底漆填料，但与水相溶。 （2）碳酸钙 碳酸钙是涂料中最通用的体质颜料。价格低廉，性能较稳定，吸油量比较低，既可降低涂料的成本，又可起骨架作用，增加涂膜厚度，提高机械强度、耐磨性、悬浮性等。夭然碳酸钙大量用在底漆、腻子中，是很好的接缝材料，既能在底材上沉积，又可与漆料相容，增加漆膜的强度。在面漆中加入碳酸钙，可以制成平光漆、半光漆。,11体质颜料,（3）二氧化硅 石英砂色白，耐热，化学稳定性好且价格低廉，在乳胶漆中使用不仅起到填充作用，而且涂刷性能好，平光作用及耐候性均好，可用作头道漆和平光漆。用在地板、甲板和交通漆还可以改善漆膜的耐磨性和抗滑性等。 天然硅藻土主要用作平光漆和底漆，控制着平光漆、乳胶墙面漆、平面清漆、底漆及混凝土面漆的光泽度和色彩度。 沉淀法二氧化硅稳定性好，但难以分散。,11体质颜料,（4）硅酸盐 硅酸盐类体质颜料有滑石粉、高岭土、硅灰石和云母粉等。 滑石粉的颗粒形态有片状和纤维状2种。纤维状滑石粉吸油值较高，可以改善涂料的流变性，如降低颜料下沉、防止涂料流挂，改善涂料的刷涂性，此外，在漆膜中还能吸收伸缩应力，免于发生裂缝和空隙，因而增加了涂膜的耐久性。片状滑石粉主要用于头道漆，改善漆膜的耐腐蚀性和耐水性，并具有良好的砂磨性。,11体质颜料,高岭土按其粒径可分为微细高岭土（平均粒径为0.20.8m）、中细高岭土（平均粒径为1.5m）和粗高岭土（平均粒径为510m）。微细高岭土可提高钛白粉或其他白色颜料的遮盖力，改善涂料的耐久性、流变性和光泽。 云母粉颗粒形态为片状，对漆膜有增强作用，因而增强其抗裂性，改善了漆膜的耐久性和阻透性，可用在底漆或防锈漆中。 硅灰石主要用于稀薄水浆内墙平光涂料，有一定的遮盖力，改善在潮湿情况下的耐磨性，具有高的平光效应，体现比较好的修饰特性。 膨润土主要用作水性或乳胶涂料的触变剂。,11体质颜料,五、常用的无机颜料问题,常用的无机颜料中： 哪种白色颜料的遮盖力好 哪种颜料适合用作户外涂料、耐候性好？ 哪种颜料的白度好？,六、常用的有机颜料,有机颜料主要是指含有发色团和助色团的有机化合物。 常用的发色团有：亚硝基、硝基、羰基、硫代羰基、偶氮基、氧化偶氮基、偶氮甲碱、乙烯基、苯基 助色团有：nh2、nhch3、n(ch3)2、och3、oh 分子中只含发色团不含助色团时一般不显色，但当多个发色团集结时即使没有助色团也可以显色，如ch3cococh3是黄色，c6h5nnc6h5为橙色；共轭体系存在有利于发色团显色。,六、常用的有机颜料,4-4 有机颜料与无机颜料的性能比较,六、常用的有机颜料,有机颜料按其结构分为偶氨颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、还原颜料等。 1偶氮颜料 偶氮颜料是有机颜料中用量最多的一种。特点是色彩鲜亮，但耐uv性差，户外耐久性不好，与耐久性不好的基料一起使用易粉化、龟裂等。表 4-5列举了一些主要的偶氮颜料的性能和用途见有机颜料链接.doc。,2酞菁颜料,酞菁颜料具有优良的耐酸、耐碱、耐候和耐光性。着色力极好，颜色鲜艳遮盖力非常强，5gm2左右。主要颜料为铜酞菁蓝，有和两种主要晶型。型带红光，型带绿光。 酞菁蓝为深蓝色粉末，密度为1.531.759cm3。是所有蓝色颜料中（包括有机和无机颜料）最优良的蓝色颜料，但也有不足之处，主要是型有向型转化的趋势，并且伴随着晶体尺寸的增大，还可能产生严重的絮凝，导致色光的暗淡，着色力降低，涂料增稠，难以分散，流动性变差。可以通过表面处理或向苯环上引进少量氯取代基来克服晶体的增长和提高抗絮凝性。引入氯取代基时颜料的颜色从蓝变绿，氯取代基越多，颜色越绿。含有1416个氯原子的则为重要的酞菁绿。型酞菁蓝是酞菁蓝的稳定结构，抗结晶好，在涂料工业上用量最大。酞菁绿性能比酞菁蓝还优越，没有结晶问题，但仍有絮凝问题。使用时可添加少量助剂如苯甲酸铝等，是最优良的绿色颜料，但价格昂贵。,3喹吖啶酮颜料,喹吖啶酮颜料的颜色可以为橙色、老红、猩红、品红和紫红，取决于环上是否有取代基和晶态。线型反式喹吖啶有4种晶型：型，为蓝色红光颜料，对溶剂不稳定，不能直接作颜料使用；型，鲜亮紫色颜料；型，为蓝色红光颜料；型，红色颜料。其中型和型具有工业价值。耐热、耐化学品性、以及耐光性好，广泛用作高质量面漆或与其他颜料混合用。,4还原颜料,还原颜料是以还原染料纯品经还原和氧化处理后筛选的品种。大多数情况下含有2个或2个以上羰基。按其结构主要分为硫靛型，萘二酰胺型，苝型，蒽醌型。有黄、红、蓝、橙色。具有很好的耐溶剂性、耐化学药品性及耐久性。主要应用于轿车闪光面漆。,七、分散理论,润湿、解聚、稳定化三过程 非水性体系： 1、分散剂的选择： 非水性体系分散机理主要靠空间位阻抗衡粒子之间的范德华力： 分散剂在颜料表面形成的吸附层越厚越好，分散链节要有足够的长度； 吸附在颜料表面的部分，在溶剂中不溶为好；而伸展在溶剂中的自由链节越溶越好； 聚合物分散剂应具有较多的活性吸附点,七、分散理论-非水性体系：,2、颜料的选择： 在50ml的瓶子中盛20g溶剂，1g固体分散剂，2g颜料和15g粗砂或0.51mm直径的玻璃珠，置于振动装置1520min，检查瓶底沉淀体积和上层清液的浊度。可以定性地判断颜料的分散状态。固定溶剂和分散剂种类和用量不变，筛选不同厂商提供的同种颜料，可以定性选择正确的颜料。,七、分散理论-非水性体系：,3、溶剂的选择： 筛选方法同颜料；只是固定分散剂与颜料种类和用量。对于使用与分散剂相互作用不好的颜料，而这些颜料又没有更好的同种颜料所代替，应选择润湿性最好的溶剂；对于使用与分散剂相互作用好的颜料，为使颜料表面得到最大的吸附，应选择极性和润湿性稍差但对分散剂的扩散链节（稳定段）仍有足够相溶性的溶剂。既然颜料表面与分散剂相互作用本质为酸碱或氢键等，溶剂就不应含有强氢键基团如oh，nh2,七、分散理论,4、分散剂用量的优化 当颜料分散剂、颜料和溶剂确定后，下一步必须确定分散剂和颜料的用量。一般根据颜料比表面积的大小，设定添加量，比表面积大的颜料，分散剂用量相应的多些。用量不足时，颜料表面不能被有效覆盖，达不到稳定的效果；但用量过多，会在漆内形成胶束，影响漆膜的性能。可以通过固定颜料用量，在一定范围内改变分散剂的用量，测定体系的剪切粘度或屈服值来确定分散剂的用量，如图 4-1所示。,七、分散理论,在最低屈服值点，颜料粒子表面被最大的覆盖，指示所需分散剂的用量。对于颜料分散剂相互作用不好的体系，粘度或屈服值无最小值，但随分散剂用量增加而一直增加。,七、分散理论-水性体系：,稳定分散需要双电层的静电斥力和空间阻力 1、分散剂的选择 离子型：双电层稳定，如焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠、四级铵盐；优点：用量少，只需不到颜料量的1.5%；缺点：对多价金属离子、剪切力、ph值、温度和湿度敏感 非离子型：立体位阻稳定；如聚环氧乙烷苯基衍生物、丙烯酰胺、蛋白质、糖、纤维素优点：对ph值和其他盐不敏感；缺点：用量大（2%5%），对水很敏感 聚电解质型：双电层和立体位阻稳定，常用的含（甲基）丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、丁烯酸