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粉末涂料用着色颜料的选择

作者:admin 来源: 日期:2013-8-21 16:08:58 人气:4

粉末涂料用着色颜料的选择
毛建平(东荣金属制品有限公司,佛山 528322)
0 引 言
国内在粉末涂料发展的初期,由于资料欠缺,在 选择颜料和配色时不可避免地受到溶剂型涂料、油墨 和塑料行业经验的影响。随着行业的迅速发展,相关 知识和资讯的丰富,粉末涂料在选择颜料时针对性越 来越强,标准越来越高,如果不了解各种颜料的化学 组成和有关性能,面对成百上千种颜料型号就会无所 适从,导致配色成本偏高或达不到使用要求。正确地 选择颜料是正确进行配色的基础。为此,本文只讨论 使用最广、品种最多的着色颜料以供同仁参考。
1 颜料的分类和性能
颜料分类可以采用多种方法,著名的Color Index (颜色索引)将颜料分为颜料黄(PY)、颜料橙(PO)、 颜料红(PR)、颜料紫(PV)、颜料蓝(PB)、颜料棕 (PBr)、颜料黑(PBk)、颜料白(PW)、金属颜料(PM) 等几大类[1]。 颜料的化学成分对其性能有决定性的影响。颜 料按化学组成可分为无机颜料和有机颜料两大类,其 中无机颜料可细分为氧化物、硫化物、铬酸盐、钒酸 盐、钼酸盐、金属等;有机颜料可细分为偶氮颜料、酞 菁颜料、多环颜料和其它颜料等[1]。 颜料的应用性能不仅与颜料自身的结构等因素 有关,而且与被着色的材料(介质)的物性有关[2]。 与粉末涂料关系最密切的应用性能简述如下,以便在 选择颜料时加以考虑。
1. 1 颜色
颜色是颜料最基本的性能,人们以此将颜料分为 红色、黄色、蓝色等几大类。颜料的颜色主要由化学 结构和晶型决定,而粒径对色相有影响[1]。 谈到颜色还要注意彩度或饱和度问题,即通常所 说的鲜艳性。彩度是颜色的属性之一,表示颜色偏离 相同灰色的程度[3],它取决于颜料对光波反射选择 性的高低,选择性越高则彩度越高。可见光的各种单 色光是彩度最高的。在实际配色中,可以用彩度较高 的颜料调配彩度较低的颜色,反之则不行。某些用有 机颜料调出的板,用无机颜料无论怎样增加用量都无 法调出,就是由于无机颜料彩度较低的限制。有些特 别鲜艳的油墨或油漆色板,粉末涂料无法调出,这是 因为粉末涂料中颜料浓度较低,同时较高的固化温度 将许多不耐热的鲜艳颜料排斥在外。
1. 2 着色力
着色力又称着色强度,是颜料使被着色的物体具 有颜色的能力。它主要取决于化学结构,还与晶型、 粒径等因素有关。
1. 3 遮盖力
遮盖力是指涂层遮盖底物而限制光线透过的能 力,其光学本质是颜料与介质的折光率的差别,差别 越大遮盖力越强,同时颜料对光的吸收能力越强(如 黑色)其遮盖力也越强。对同种颜料而言,粒径和粒 子形状会影响遮盖力。
1. 4 耐热性
耐热性主要与化学结构和晶型有关,还与粒径、 颜料表面处理等因素有关,另外许多颜料冲淡后耐热 性下降。
1. 5 耐光性和耐候性
耐光性反映颜料在光照下变暗、褪色的程度,从 严重到轻微分为1~8级, 8级表示耐光性最好。耐 候性更全面地反映颜料在户外自然条件下的牢度,从 最差到最好分为1~5级。颜料的耐光性和耐候性主 要取决于化学结构,与晶型、粒径、表面处理也有关 系,许多颜料冲淡后耐光性和耐候性下降。
1. 6 毒性
毒性涉及的范围很广,包括急性毒性、对皮肤和 粘膜的刺激、过敏、亚急性毒性、慢性毒性、诱变和致 癌性等[4]。 不同国家对毒性限制的标准是不同的,不同用途 对毒性的限制标准也不同。一般而言,对无机颜料主 要是限制重金属的含量,有时是限制总含量,有时是 限制可溶性部分的含量。对有机颜料主要是限制某 些芳胺和多氯联苯(PCB)等物的含量,它们可能作为 中间体、溶剂或副产物存在于颜料中。根据颜料的分 子式或示性式基本上可知道某种颜料是否含有重金 属,但考虑到颜料及填料可能含有重金属杂质,在要 求严格的场合还应送交权威检测部门检验。对于有 机颜料,仅从分子式难于判断有无毒性,即使已知道 结构式,也不能知道有毒的溶剂或副产物是否超标, 必要时应送检。 2 选择着色颜料的一般原则 2. 1 收集关于颜料的信息 有关于颜料主要的信息来源有3个:专业人员、 颜料供应商、图书和期刊[3]。 专业人员是业内或厂内相对资深的配色师。在粉 末涂料发展初期,专业人员可能是其它行业的配色师。 在借鉴其它行业的经验时必须小心对待,比如C红 (色淀红C)广泛应用于塑料行业,早期曾被引入到粉 末涂料中。但C红耐热只有140℃左右,用于调配大 红色、深咖啡色等尚可,用于调配粉红色等浅色就不合 适了,因为烘烤温度和时间的波动对颜色影响太大。 来自于颜料供应商的信息(包括数据和色卡)也 很重要,但要注意其准确性和适用性。颜料生产企业 所提供的性能参数和色卡往往是基于其它介质体系 的,对于这些信息应该通过实验来验证。 查阅图书和期刊是获取有关颜料的全面信息的主 要方法。但是,颜色索引号相同的颜料的性能参数在 不同文献中可能相差较大,这可能是颜料生产工艺、后 处理方式、晶型、粒径等方面的差异引起的,所以选择 颜料不能只看颜色索引号,还要注意品牌和型号。
2. 2 为来样选择颜料
粉末涂料的缺点之一是用户不能自行调色,能否 调出客户要求的颜色,往往成为一个关键问题。这不 仅涉及配色水平的高低,还取决于颜料选择是否正确。 但是对选择颜料起决定作用的往往不是实验室里的 配色师,而是其他一些人。配色师的一个主要任务,就 是从销售及管理人员那里取得足够的信息(包括成本 范围、牢度要求、安全要求等),从而制定一个合理的配 色方案[3]。主要考虑成本、牢度要求及安全要求。
2. 3 构建配色体系
人们总是希望用尽可能少的颜料来调出尽可能 多的颜色,就像三色或四色印刷系统那样,但实际上, 任何一组原色都有相应的色域。对于粉末涂料而言, 由于受固化温度较高、颜料浓度较低等因素的限制, 想用少量几种颜料作原色来完成所有的配色任务是 困难的,也不一定是经济的。不管是采用电脑配色还 是人工配色,都应选择适当数量、价格及色相搭配合 理的颜料来展开配色工作,形成相对稳定的配色体 系,这对于管理是十分有利的。
3 粉末涂料适用的着色颜料
根据粉末涂料的一般要求,通过查阅有关专 著[1、2、4-6],参考DIC、BASF、Ciba、Claiant、杭州百合、 江苏双乐、瑞安宝源等企业的相关的资料,结合笔者 十多年从事粉末涂料工作的经验,筛选出一些适用于 粉末涂料的着色颜料,见表1和表2。
4 结 语
批量小、颜色多是国内粉末涂料生产的一大特 点,符合客户各项要求的准确地配色对粉末涂料相当 重要。正确地选择颜料不仅是顺利完成配色的前提, 也为生产管理带来好处。
参考文献
[1] 朱骥良,吴申年.颜料工艺学(第三版).北京:化学工业出版社,2002
[2] 周春隆,穆振义.有机颜料化学及工艺学(修订版).北京:中国 石化出版社, 2002
[3] Roy S·Berns.李小梅等译.颜色技术原理.北京:化学工业出版 社, 2002
[4] 沈永嘉.有机颜料———品种与应用.北京:化学工业出版社, 2001
[5] 周学良,等.精细化工产品手册———颜料.北京:化学工业出版 社, 2002
[6] 杨新玮,等.化工产品手册(第三版)染料及有机颜料分册.北 京:化学工业出版社, 1999
作者简介 毛建平,男,硕士,高级工程师。1992年起一直从 事粉末涂料生产与研发工作。
通信地址 广东省佛山市顺德区大良连云路三十七街一座511号 联系电话 (0757)25554098(O); 22264511(H); 13929195511

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