涂料知识：有机颜料在涂料工业中的应用

    杨渊德

    (中国涂料工业协会,北京100082)

    摘要：简单介绍了中国涂料工业及有机颜料的现状及发展,重点介绍了有机颜料在建筑涂料、汽车涂料和卷材涂料中的应用,对未来有机颜料的发展做了展望。

    关键词：有机颜料；建筑涂料；汽车涂料；卷材涂料

    0前言

    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官能团进行分类,常分为偶氮颜料、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%。

    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。

    1有机颜料对涂料性能的影响

    1.1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。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,其粒径为0.01～0.05μm。但是由于如此细的粒子表面能极高，会发生强烈的团聚形成聚集体(尺寸为0.05～0.4μm),而聚集体仍会团聚形成凝聚体(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影响很大。一方面是会影响涂料的遮盖力和着色力,在一定范围内颜料粒度提高,涂料遮盖力增加；颜料粒子变小时,比表面增大,涂料着色力增加。颜料粒度对涂料的色光也有影响,通常粒径大,粒度分布较宽,色光发暗；反之色光鲜艳。另一方面是颜料粒度还会影响涂料的耐UV性。当粒子变小,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,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。

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