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在涂料工业中有机颜料的应用?
作者: 小晓    日期: 2021-03-09 10:51    点击量:     文字大小:      
在涂料工业中有机颜料的应用?
 

 
有机颜料作为染料的一个分支,品种繁多,按其分子结构中含有特定的发色基团或功能基团进行分类,可分为偶氮颜料、酞菁颜料、高性能有机颜料及其他类有机颜料。其中偶氮颜料产量最大,偶氮颜料约占50%,酞菁颜料约占40%,其他类有机颜料约占10%。
 
目前我国有机颜料工业尚处于向规模化发展的过渡时期,伴随中国经济的快速发展,其发展势头进一步趋好。这也得益于中间体的生产基本规模化,质量的不断提高,品种齐全,且一些高性能有机颜料用中间体也陆续投入工业化生产。2006年,我国有机颜料生产经营和进出口经济运行状况良好,有机颜料年产量18.26万t,与上年相比增长了16.6%。
 
有机颜料在涂料工业中应用比例不断上升,目前在涂料着色颜料使用中约占26%,近年来随着我国涂料工业迅速发展,新型涂料不断研制开发,高档涂料品种占有的比例增幅较大,对有机颜料的需求增长迅速,其品种和性能提出了更多、更高的要求,这给有机颜料工业发展提供了良好的机遇。
 
有机颜料对涂料性能的影响
 
一、有机颜料的物理性质对涂料性能的影响
有机颜料的物理性质有密度、比表面积、粒度、晶型、分散性及稳定性等相关物理属性。有机颜料的密度为1.0~2.0g/cm3,比表面积为10~100m2/g。有机颜料粒子的理想状态应该是初级粒子,其粒径大小为0.01~0.05μm,但是由于如此细的粒子表面能极高,会引发生强烈的团聚形成聚集体(尺寸为0.05~0.4μm),而聚集体会以团聚形成凝聚体(尺寸为0.1~20μm),所以通常的有机颜料粒子为聚集体和凝聚体的混合物。
 
有机颜料粒子的大小对涂料颜色性能具有很大的影响,一方面是会影响涂料的遮盖力和着色力。在一定范围内提高颜料粒度,涂料遮盖力也会加强。颜料粒子变小时,比表面增大,涂料着色力就会增加。颜料粒度对涂料的色光也有着重大影响,通常粒径大,粒度分布较宽,色光发暗,反之色光鲜艳。另一方面颜料粒度还会影响涂料的耐UV性,当粒子变小之时,比表面积增大,吸收的光能量增加,受破坏的程度也增加,因此涂料褪色较快。颜料粒度小,受到的重力较小,涂料不易分层沉淀,但粒度小的颜料比表面积大,表面能增大使涂料发生絮凝粗糙的机会也增大,不利于研磨分散。
 
有机颜料大多以晶体状态存在,且“同质异晶”现象很普遍。铜酞菁的晶型,常见的有Q型红光蓝(如颜料蓝15)稳定性差,经特定溶剂处理后则转为稳定的P型绿光蓝(如15:3),颜料紫19(喹丫啶酮结构)有α、β及γ3种晶型,α型无应用价值,β型为紫红色,而γ型为蓝光红。在涂料配方设计时,要注意助剂和溶剂的合理使用,防止不同的晶型在一定条件下发生转变,从而使涂料发生色光漂移,难于按标准板找准颜色。
 
二、有机颜料在建筑涂料中的应用
由于乳胶漆色彩丰富,浓淡艳雅都可随意选取,装饰的效果好,使用周期长,以丙烯酸乳液为成膜物的建筑涂料在城市装扮中起着越来越重要的作用。作为乳胶漆中重要的组成物质,有机颜料的选择和使用直接影响到乳胶漆的保色性,而了解颜料的性能和应用,可以提高乳胶漆的生产质量。有机颜料在使用过程中不会受到物理及化学因素的影响,一般不溶于使用的介质,始终以原来的晶体状态存在,有机颜料的着色是靠对光线有选择的吸收及散射来实现的。
 
三、有机颜料在涂料工业中的应用
高性能涂料为了满足施工的功用性能,具有良好的分散性、储存稳定性,其涂膜应具有优良的耐UV性、耐候性、耐溶剂性、耐沾污性、抗划伤性,以及优良的耐水性、耐酸性、耐碱性等。如果是烘烤型涂料,还要具有优良的耐热性,特别是汽车面漆,除了上述性能外,更要有鲜艳的色泽、高的鲜映性、良好的质感和丰满度。一般无机颜料虽然有很好的耐久性和遮盖力,但色泽不如有机颜料鲜艳,看起来不如有机颜料有质感。因此,许多具有优异特性的有机颜料被愈来愈多地应用于高性能涂料工业。但是由于不同的涂料体系所用的成膜物不同,在制定配方时,应根据树脂性能、助剂及溶剂体系来选择相应的有机颜料。以下是介绍有机颜料在建筑涂料、汽车涂料和卷材涂料中的应用。
 
1、颜料色浆
有机颜料在建筑涂料中的应用主要是通过颜料色浆来完成的,色浆是高度分散的颜料备制剂,有机颜料含量为30%~50%,无机颜料含量为60%~75%。颜料含量越高对色浆体系的不良影响越小。要求色浆分散性好,与水性聚合物乳液相容性好,不含粘结剂、乙二醇和对人体有害的重金属离子,要求色浆批次均匀性好,着色力误差控制在±5%(更高要求±3%);要求色浆稳定性好,至少2a存储期。要求色浆可按任意比例与乳胶漆混合,各种色浆的组成及生产条件因所含颜料的性质不同而异。
 
2、颜料色浆的应用
颜料色浆广泛地应用于各种内外墙建筑涂料(乳胶漆)、水性工业涂料、水性木器涂料等。色浆在乳胶漆中的使用是两种分散体系的混合。色浆中的颜料在表面活性剂A的作用下分散在水中,表面活性剂的性能、数量决定了颜料的含量、分散。
 
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