彩色颜料的着色力是以其本身的色彩来响整个混合物颜色的能力,着色力愈大,颜料用量可愈少,成本可降低。着色力与颜料本身特性相关,与其粒径大小也有关系,一般说来,粒径愈小,着色力也愈大。一般有机颜料比无机颜料着色力高。颜料的分散情况对着色影响甚大,分散不良可引起色调异常。
颜料的着色力与遮盖力无关,较为透明的(遮盖力低的)颜料也能有很高的着色力。
⑵耐光牢度
颜料仅仅能给涂料以良好的原始色泽是不够的,涂膜的色泽必须耐久,最好能保持到涂膜本身破坏为止。许多颜料在光的作用下会褪色,发暗或色相变坏。
⑶渗色性
并不是所有颜料在各种溶剂中都是完全不溶解的。有时在红漆底层上涂白漆,白漆成了粉红色,这说明白漆中的溶剂溶解了一部分红底漆中的颜料,这种现象称为“渗色”。红色有机颜料特别容易渗色。
⑷颗粒大小与形状
颜料的最佳粒径一般应为光线在空气中波长的一半,即0.2—0.4μm,如果小于此值,则颜料失去散射光的能力,而大于此值则总面积减少,使颜料对光线的总散射能力减少。实际上,颜料的直径大致在0.01μm(如炭黑)到50μm左右(如某些体积颜料),颜料通常是不同粒径的混合物。颗粒大小还直接和吸油量有关,因为颗粒愈小,表面积愈大。关于吸油量将在以后再讨论。
颗粒的形状不同,其堆积与排列也不同,因此会影响颜料的遮盖力,涂料的流变性质等等。例如杆状的颜料具有较好的增强作用,但也往往会戳出表面,降低表面光滑度,因而会降低光泽度,但有助于下道涂料的粘附。片状颜料有栅栏作用,可减慢水分的透过。
⑸比重
一般涂料厂购入颜料是按重量计算的。而颜料的作用则是以体积为基础的。因此比重小的颜料是合算的。金红石二氧化钛的比重为4.1,铅白的比重是6.6。体积颜料一般比重都比较小。
⑹化学稳定性与热稳定性
颜料的化学反应性会限制某些颜料的使用,例如氧化锌用于高酸值的树脂中,会与树脂反应生成皂,并使树脂间交联(通过二价金属锌),因而使树脂在贮存过程中粘度大增,这称为漆的“肝化”。含铅的颜料能与大气中的H2S反应生成黑色的硫化铅,从而使漆膜发暗。
⑺颜料的润湿性、分散性与表面处理
为了改进颜料的分散性与润湿性,往往要对颜料表面进行处理。颜料的润湿性和分散性是一个重要的指标。例如,为了使颜料易于分散,可用树脂处理,因为聚合物可聚集的粒子间形成空隙,这样溶剂容易渗入粒子中并将树脂溶解,留下粒子能较好地分散于介质中。有的颜料(CaCO3)用硬脂酸处理后,可降低颜料的比重,增加体积,这样可控制沉降速度,即使沉降也不致形成硬块,但用量不能超过10%,TiO2表面则常用Al2O3,SO2等处理以改善其耐候性和分散性。
⑻颜料的毒性
铅颜料由于其毒性,其使用已受到严格限制。选择颜料时,必须注意其毒性。
2、颜料的主要品种
着色颜料包括白色颜料、黑色颜料和彩色颜料
①白色颜料
白色颜料有二氧化钛、铅白、氧化锌(锌白)、锌钡白(立德粉,ZnS·BaSO4)等,当然空气也是一种很好的“白色颜料”。
二氧化钛是最重要的颜料品种,分为锐钛型和金红石型两种。它们的品质和制备方法有关。二氧化钛都是由钛矿制备的,主要有硫酸法和氯化物法两种,前一种方法是用硫酸处理钛矿,分离出硫酸亚铁,将硫酸钛水解沉淀出氢氧化钛,经锻烧后得TiO2。氯化物法是首先将钛矿中的钛转化为四氯化钛并进行蒸馏提纯,最后将TiCl4在1000℃用氧气转化为TiO2。以氯化物法生产的二氧化钛质量较高。按一般程序得到的是锐钛型的,为了得到金红石型的要作特殊处理。
金红石型和锐钛型的二氧化钛,因晶型不同,其折光率也不同,分别为2.76和2.55,因此遮盖力相差很大。金红石型在接近紫外光的地方,有一定的吸收,所以金红石型本身白度不及锐钛型。金红石虽然价钱贵,但因用量少,更合算,一般都用金红石型二氧化钛,除非要“更白”的白色