粉末涂料中顏料填料有哪些？

摘要：本文詳細介紹了有機顏料、無機顏料、金屬粉顏料、功能顏料等在粉末涂料中的應用以及顏料產品的技術參數。

1 概論

適用于粉末涂料的顏料按其性能和作用大致可分為：著色顏料﹑金屬顏料﹑功能顏料﹑體質顏料等四大類。它們是粉末涂料的重要組成局部，給予涂層絢麗多彩的色澤﹑改良涂料的機械化學性能﹑或降低涂料的本錢等。

著色顏料分為有機和無機兩大類，幾乎能涵蓋全部的色相體系。金屬顏料主要包含浮型和非浮型鋁粉﹑各種色調的銅金粉和珠光顏料﹑金屬鎳粉和不銹鋼粉等。功能顏料主要包含熒光顏料﹑夜光顏料﹑耐高溫顏料﹑導電顏料等。體質顏料廣義地講有鈦白粉〔銳鈦型和金紅石型〕﹑碳酸鈣〔輕質和重質等〕﹑硫酸鋇〔沉淀型和天然重晶石型〕﹑滑石粉﹑膨潤土﹑石英粉等。

配制高質量的粉末涂料離不開選擇高質量的顏填料。顏填料對粉末性能的影響見表1。

2 顏填料選擇的一些根本原則

2.1 顏料的選擇

· 顏料種類繁多，性能不一，并非什么顏料都能用在粉末涂料中。粉末涂料由于自身的工藝特別性，選擇顏料時應注意以下幾點。

· 顏料分散性要好，最正確分散粒度為0.2～0.9m，不易結塊。

· 顏料遮蓋力和著色力要強。

· 熱穩定性要好，至少需耐溫160℃以上。

· 顏料要具備肯定的耐光耐候性，如不易褪色，抗粉化，物理性能要持久。

· 顏料吸油量適中，抗滲色性要好。

2.2 填料的選擇

在粉末涂料中參加肯定量的填料可增加涂層的硬度等機械性能，并能降低本錢，是調整粉末涂料本錢的有效途徑。

粉末涂料中應用的填料主要是碳酸鈣和硫酸鋇，而像膨潤土、滑石粉、石英粉等可看成功能性填料，總體用量非常少。

依據生產工藝和原料等因素，碳酸鈣可分為輕質碳酸鈣和重質碳酸鈣兩類，這兩類碳酸鈣在粉末上都有應用。

硫酸鋇也有兩類：沉淀型和重晶石型。前者為化學反響制成，后者由天然重晶石研磨而成。

選擇填料應注意的問題是：

·填料白度要高，可減少鈦白粉的用量。

·雜質要少，考慮到粉末涂料的工藝特別性，填料中雜質多將影響涂膜的外表裝飾性〔涂層外表顆粒多，流平差〕。

·粒度過于粗的填料不要選用，因其不易分散，對螺桿有磨損。

·填料要松散，不能結塊，含水量要低。

3 調配色提示

〔1〕習慣上色彩大體可分為紅﹑橙﹑黃﹑綠﹑藍﹑紫、黑﹑白等幾大類。各顏色之間存在著肯定的關系。我們可用三個參數來表征任何一個顏色，即色調﹑飽和度和明度。

色調是區別各個顏色的根本特性，決定于光源的光譜組成，及物體外表反射光波對人眼所產生的感覺，表達了顏色在“質〞方面的特性。

飽和度為顏色在“質〞的根底上所表現出的色彩純度，又稱為“彩度〞。

明度是人眼對物體顏色明亮程度的感覺，每個人在推斷上有差異。

〔2〕紅﹑黃﹑藍是三原色，不能再分解。其它顏色都是由這三種顏色搭配而成的。

〔3〕技術員在調色時須注意所要求的顏色屬于哪一類，以哪種顏色為主色，并要考慮顏基比〔PVC值〕和顏料的遮蓋力以及本錢核算。有關這方面的內容將另文詳述。

4 各類顏料簡述

4.1 著色顏料

4.1.1 無機顏料

① 炭黑

炭黑為最重要的黑色顏料，由于生產工藝的不同，炭黑的色相﹑著色力﹑分散性都有很大的差異。主要有乙炔黑﹑槽法炭黑﹑燈黑等。炭黑具有良好的抗紫外線性能。

適用于粉末涂料的炭黑推舉卡博特〔Cabot〕的REGAL 330R和日本三菱的MA-100，它們均是藍相炭黑，色相純粹，典型數據可參考表2。

②　氧化鐵顏料

這類顏料主要分為三類：鐵黃﹑鐵紅和鐵黑〔包含鐵棕〕。氧化鐵顏料在粉末涂料中應用很普遍，價格低廉，無毒，易分散。這里列舉德國拜耳和國內某廠的系列氧化鐵顏料的根本性能參數〔見表3和表4〕。

③ 鉻系顏料

主要包含鉻黃﹑鉬鉻紅﹑鉻綠等三類。該類顏料色澤鮮艷，耐酸堿性能好，著色力強，易分散，在國內粉末界使用非常普遍。鉻系顏料耐熱性和耐候性較氧化鐵系顏料差一些。鉻黃按照色相，又可細分為檸檬黃﹑淡鉻黃﹑中鉻黃﹑深鉻黃﹑桔鉻黃等，應用較為普及的是檸檬黃和中鉻黃。鉻黃的根本性能見表5。

各廠家生產的鉻系顏料品質差異很大，需注意選擇。用于粉末涂料的鉻系顏料推舉采納X鉻黃顏料廠的產品，以及國外廠家如加拿大的DCC公司，德國巴斯夫和瑞士等的相關品種，但國外公司的產品價格較高。

④ 群青，群青的化學名稱等鋁磺化硅酸鈉，色相豐富，從粉紅到紫色都有，耐熱性良好，無遷移性，無毒，易分散。耐酸堿性差，戶外粉一般不采納。

國產群青的色相品種較少，鮮艷度低，著色力偏低。推舉采納英國HOLLIDAY公司的系列產品，如RS-05、RS-08和RS-32等牌號。

這里順便介紹該公司的錳紫，化學名焦磷酸錳銨，具有獨特的顏色，色調柔和高雅，耐溫可達250℃，無遷移性，耐光達7～8級，多用在白色粉末中。

⑤ 其它無機顏料

鐵藍，分子式：Fe4[Fe〔CN〕6]3XH2O。具有較好的綜合性能，使用面不廣。

鈦綠﹑鈦藍都是鈦酸鹽，同時含有金屬鎳〔Ni〕﹑鋅〔Zn〕和鋁〔Al〕。鈦綠耐堿，耐熱性差，一般用于戶內場合。鈦藍性能尚可。它們的應用面不廣。

4.1.2 有機顏料

① 酞菁藍

酞菁類顏料。國內粉末廠多項選擇用酞菁藍BGS，屬國標產品，色光為綠相藍，β晶體，有較好的分散性和著色力。 進口酞菁藍建議采納巴斯夫的L7072D和L7090，或德國科萊恩的B2G。

從綜合性能和多年的使用實踐看，國產酞菁藍尚無滿足粉末涂料的及其要求品種，絕大局部粉末廠多項選擇用進口酞菁藍加以彌補。

要獲得色相純粹的酞菁綠不易，國產酞菁綠大多呈黃相，主要供給商有X染化一廠和X染化十一廠﹑X雙樂化工﹑X合雅化工等。

進口酞菁綠，主要用于汽車品種，多推舉德國科萊恩﹑瑞士汽巴﹑德國巴斯夫以及日本的大日本油墨等公司的產品。聚酯型等粉末要求肯定的耐候年限，應選擇進口酞菁綠，質量才有保證。

③ 有機黃

主要是單﹑雙偶氮類顏料，品種很多，有永固黃﹑聯苯胺黃﹑耐曬黃﹑分散黃﹑顏料黃等。除分散黃和顏料黃外，絕大多數有機黃的耐候性差，不宜用于戶外耐久性的涂料〔參見表10〕。

如沒有特別要求，這些顏料都可選用�？迫R恩公司生產的該類產品，性能超群，可在耐候性粉末中選用，主要有HOSTAPERM黃 6GL，黃H6G﹑H2G﹑H3G﹑HR70﹑M2R70。國內顏料廠推舉X百合化工公司的產品，它們的局部黃顏料效果也較好。

有機黃類顏料具有較高的吸油量，在粉末中使用量高時，易出現分散不良和滲色等弊端。調色時應注意。

④ 有機紅

與有機黃一樣，也有很多種類。常用的品種有永固紅﹑耐曬大紅﹑甲苯胺紅等。選擇有機紅配制粉末涂料，必須考慮耐熱性，許多有機紅耐溫只有120℃，無法滿足粉末的生產和應用工藝要求。必須選擇耐溫＞180℃的品種。一般有機紅不能應用于戶外耐候的場合。

其中有幾個品種值得關注，如永固紅F2RK和F5RK。它們是單偶氮的色酚AS系列顏料。紅色純潔，流動性優良，遮蓋力和著色力相當好，是世界范圍內粉末涂料行業廣泛采納的紅色顏料。

⑤ 有機橙

品種較少，粉末涂料中用得也少。這里推舉科萊恩的幾個產品：

·NOVOPERM橙H5G70，為單偶氮的苯并咪唑酮顏料，黃光橙，深色，具有卓越的耐光性，遮蓋力和流動性好。

·NOVOPERM 橙HL，結構與上同�？傮w上各項性能優越。

·PERMANENT 橙RL70，與上同系列。從經濟角度考慮，是替代鉬鉻紅的最理想選擇。遮蓋力和流動性非常好。

⑥ 有機紫

重要的有機紫顏料有兩類，即喹吖啶酮紫和永固紫，參見表11。

喹吖啶酮紫堅牢度優良，耐溫性好，但價格高，難以普遍推廣。

永固紫顏色純潔，耐溫性好，綜合性能優良，在粉末中應用較普遍。

4.3 金屬粉顏料

4.3.1 鋁粉

分浮型和非浮型兩大類。浮型鋁粉金屬感強，遮蓋力高，粉末涂料中參加少量的鋁粉即能完全覆蓋涂層外表；非浮型鋁粉的外表經過特別包膜處理，主要表達金屬閃爍效果。用電子顯微鏡觀察，鋁粉呈薄片狀。在粉末涂料中，鋁粉必須采納后混，且須和氣攪拌。高速或強力攪拌將破壞鋁粉尤其是浮型鋁粉的片狀結構，使其失去金屬效果。含鋁粉的粉末涂料不宜用于室外涂裝，因為鋁粉主要成份是金屬鋁，雖然非浮型鋁粉經硅等材料包膜，但在自然曝曬的環境中，鋁粉在光照和濕度等條件下，很快就會發生氧化等化學物理變化，表現為金屬感減弱，涂膜發灰發暗，出現灰斑等。

鋁粉生產工藝也較特別，雖然國內眾多的鋁粉廠曾相繼推出一些鋁粉新產

品，以期進入粉末涂料市場，但經幾年的跟蹤調查，其質量﹑外表效果和穩定性都無法與國外老牌企業相比，所以國內粉末廠無論大小，都盡量選用進口鋁粉。

國外著名的鋁粉供給商有：德國愛卡和蘇倫克，奧地利的班得魯茲，美國的斯利伯拉恩等。常用的品牌有：愛卡的IV，V，X；蘇倫克的PP1170和PP110等；班德魯茲的AL7080和AL2081等。

4.3.2 銅金粉

主要成分為銅，依據不同的色相要求摻加局部的鋅和錫等。銅金粉色相豐富多彩，有古銅﹑紅金﹑青紅金﹑純金光﹑檸檬光及品種。選用不同色相和粒度的銅金粉拼混入粉末中，可得到從絲柔到粗亮的效果。銅金粉色調柔和，古樸淡雅。

銅金粉的主要成份皆為生動金屬，暴露于空氣中易氧化，不宜用于戶外耐候的場合；鋁粉能耐溫高達1000℃，而銅金粉恰相反，一般銅金粉耐溫在180℃左右，而且在180℃下較長時間要變色發黑。許多廠家用二氧化硅包膜銅金粉，以期提高耐溫性。

4.3.3 珠光顏料

珠光顏料是在透明的云母片外表，牢固地包覆一層厚度嚴格操縱的透明高

折射率的金屬氧化物膜〔TiO2﹑Fe2O3﹑Cr2O3〕，依靠對光線的折射和透射來表達色相和光澤，再現自然界珍珠﹑貝殼﹑昆蟲及金屬所具有的優雅光澤和顏色。

珠光顏料主要有銀白﹑彩虹﹑金色三大系列〔具體指標見附錄〕。應后混

入粉末中，不能擠出，那樣會破壞顏料的結構而失去珠光效果。珠光顏料在粉末中的添加量不宜超過2%，否則噴涂困難，顏料易堆積在槍口和槍管內，影響噴涂效率和質量。

4.3.4 其它金屬顏料

主要有不銹鋼粉﹑鎳粉等，使用面很窄，且效果不突出，此處不作推舉。

4.4 功能顏料

4.4.1夜光顏料

為堿土金屬鋁酸鹽系稀土蓄能發光材料，耐光性優異。在粉末涂料中添加量較大〔＞10%〕，采納后混工藝。發光時間＞12h〔參見X華珠顏料公司的相關產品〕。

4.4.2 導電顏料

用得較多的是導電炭黑，平均粒徑25nm，比外表積125～200㎡/g�，F已

開發出淺色導電顏料，為灰色粉末狀，電阻率<100Ωm。配制粉末涂料時采納夜光顏料可以降低涂層外表電阻，使其具有抗靜電效果，預防涂層外表積灰塵和聚積電荷，適于電子產品裝配臺和機房地板等場合的應用。

應當注意，金﹑銀﹑銅等金屬粉顏料和抗靜電劑〔陽離子季銨鹽﹑陰離

子烷基酸酯〕，都有類似抗靜電作用，大多在擠出時參加，參加量過大將導致粉末電阻過低，粉末噴涂時的帶電性將變差。

4.4.3 高溫顏料

一般為無機氧化物，主要顏色有黃﹑藍﹑綠﹑黑。耐溫>800℃，具有優異的耐候性。

4.4.4 熒光顏料

用于制作熒光粉末涂料，應中選擇耐溫性好的熒光顏料，同時要考慮其分散性和著色力。目前能用于粉末涂料的熒光顏料主要有桃紅色和綠色。

4.5 體質顏料

4.5.1 鈦白粉

是最好的白色顏料，由于使用量大而常歸入體質顏料中。用于粉末涂為可有效地散射可見光而給予涂膜白度〔whiteness〕﹑亮度〔brightness〕和不透明度〔opacity〕。在苛刻的條件下依舊具有化學惰性﹑不可溶性和熱穩定性。

商用鈦白粉通常有兩種結晶形態，即銳鈦型〔Anatase〕和金紅石型〔Rutile〕。

R型〔金紅石型〕鈦白粉在粉末中用得最多，它不是純的鈦白粉，大都經過沉淀或機械摻合氧化鋁或二氧化硅，使其附著于鈦白粉粒子外表，以改良性能，如遮蓋力﹑易分散性﹑耐候性和抗褪色性。國內常用的鈦白粉品種有X鈦白粉廠的ＺＲ９４０，X華原核工的Ｒ２１４，杜邦公司的Ｒ７０６和Ｒ９０２，美聯的ＲＣＬ５７５和ＲＣＬ６９以及科美基的ＣＲ８２８和ＣＲ８２２等。

為降低粉末涂料本錢，在適當的場合，也可選用Ａ型〔銳鈦態型〕鈦白粉，但由此制成的粉末涂為不耐高和氣光照，光澤也不穩定，必須充分考慮。

4.5.2 其它白色顏料

主要有立德粉﹑硫化鋅﹑鉛白﹑氧化鋅等。在粉末涂料中用得越來越少，它們與鈦白粉性能的比擬見表１２。

2. 美聯 RCL-575技術資料

RCL-575采納氯化法生產，經氧化鋁/有機物包膜處理，為金紅石型二氧化鈦顏料。

主要物理性能見表14。

3. 選用鈦白粉時應考慮的幾個問題

3.1 分散性〔Dispersion〕

顏料在庫存或包裝過程中所形成的結塊〔clumps〕，在分散和攪拌后能與樹脂

等其它成份混合均勻。良好的分散不僅可排除涂膜中出現的斑點〔specks〕和條紋〔streaks〕，且可保證有最大的光散射率。

3.2 耐候性 〔Weatherability〕

涂膜暴露于自然環境中會產生劣化〔degrade〕。假設含有足量的R型鈦白粉，

可有效地汲取具破壞性的紫外線，將其轉化為熱能而預防涂層降解。鈦白粉本身會發生光化學反響，暴露于陽光中會催化某些有機樹脂的氧化反響，導致涂層機械強度的減弱或喪失，涂層粉化〔chalk〕。粉化涂層包含了松散的鈦白粉和由外表磨損留下的離解樹脂。經鋁和硅等無機物外表處理過的鈦白粉能夠減低這種劣化的程度。

3.3 抗裂孔性〔Lacing Resistance〕

裂孔現象〔粉末涂料固化過程中偶而會出現的針孔現象〕通常緣于小分子物質的揮發。經鋁和硅等無機物外表處理的鈦白粉通�？稍黾訐]發物被汲取的數量。一些質量不佳的鈦白粉在高溫擠出時即出現裂孔。鈦白粉如果儲存不當，也會因汲取濕氣而導致裂孔的出現。

3.4 導電性〔Electrical Properties〕

鈦白粉是優良的絕緣體，具有高電阻系數和高介電強度，因此測量鈦白粉的導電性沒有意義。

3.5 結晶形態與反響性

商用鈦白粉有兩種結晶形態--R型和A型。A型不宜用于戶外場合，它在愛護有機聚合物抵抗高能和紫外線方面效果很差，且會引起聚合物的光氧化，導致許多性能的喪失，并形成聚合物和鈦白粉的粉化積層。

附錄二 鋁粉及珠光顏料

注：1. 沉淀硫酸鋇，PH=6.5～8.5，折光系數1.67，耐酸堿，白度高，易分散，不透明，無毒。

2．輕質碳酸鈣，PH=7.6～9.8，折光系數1.48,耐堿，遇酸分解，一般不溶于水，白度高，有肯定消光作用。

3．白炭黑，耐光，耐高溫，不耐純堿和氫氟酸，可作消光劑。

4．石英粉，耐酸堿，耐磨。

5．硅灰石〔硅酸鈣〕，吸油量低，電性能好，無毒。