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颜料的分类及性能简介  一、颜料的定义 着色剂：顾名思义，从实用意义上来说，就是能够给被着色的物质赋予人们需要的颜色的物质。它们本身具有特定的颜色，包括各种彩色，还包括黑色、白色，以及黑白之间的灰色。着色剂分为染料和颜料。 颜料，主要应用于油墨、涂料、塑料、橡胶制品等行业。
二、颜料的分类： 颜料按结构可分为有机颜料和无机颜料两大类： （1）无机颜料主要包括天然矿物及无机化合物，如钛白、炭黑、铬黄、氧化铁红等，其成本较低，生产工艺较简单，产量上高于有机颜料，但是，由于重金属含量限制的规定，部分彩色无机颜料的品种的消费量逐渐减少。 （2）有机颜料虽然只有 100 年的历史，但是发展迅速，有机颜料色谱广泛、颜色鲜艳、色调明亮，具有极高的着色力，适用于油墨、涂料及塑料等领域的着色，其中高性能有机颜料具有优异的耐光性、耐热性、耐溶剂性等应用性能，符合中高档油墨、涂料及塑料等领域的着色。 有机颜料和染料同为着色剂，从化学结构来看，两者极为相似，染料的传统用途是对纺织品进行染色，在使用过程中一般先溶于使用介质，后再上染到纤维上；而有机颜料的传统用途却是对非纺织品（如：油墨、涂料、塑料等）进行着色，在使用过程中，由于不溶于使用介质，所以始终以原来的晶体状态存在，因此，颜料自身的颜色就代表了它在底物中的颜色。正因为如此， 有机颜料的晶体状态对其而言十分重要，一般需要通过多道颜料化工艺调整最合适的晶体状态，而染料的晶体状态就不那么重要，所以在制备工艺上，有机颜料相比于染料要求更高，其内在价值相对来说也更高。 三、颜料的性能指标 1.1 着色性能 （1） 颜色的色光（色相） 很久以来，视觉判断一直是基本的有优势的颜色评价方法，依靠专业的色彩人员个人训练过的眼睛。什么人的眼睛可以作为标准？通常情况下很难界定。颜色评价技术的发展，已经形成较科学的评价体系，例如使用测试仪，可以做到定性和定量的用数据来描述颜色。 颜色是一门很复杂的学科，它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉，用语言来描述这种感觉是一件很困难的事。例如，“红色”，什么叫做红色，即使你使用再多的修饰词，例如“洋红”、“砖红”、“波尔多红”，也并不准确。要制作出一个颜色的样品，例如色卡，就比较直观的定义了一个颜色。 对于实际应用来说，人们更习惯于根据需要的颜色，确定一个标准的颜料，然后根据特定的分散体系，将待测的样品与标准样品，分别制作成一定颜色深度的着色样品，然后比较试样与标准样的色差。常用的颜色系统有CIE*LAB系统，和XYZ三刺激值系统，可以相互转换。 CIE*LAB是当今主流用来表示视觉颜色的色彩空间座标系统，由国际照明委员会（CIE)，在1976年所制定，以 L*, a*, b*三个座标数值，来表示眼睛看到的颜色。 
L*代表着明度，从明亮(此时L*=100)到黑暗(此时L*=0)之间变化。 a*值表示颜色从绿色(-a*)到红色(+a*)之间变化， b*值表示颜色从黄色(+b*)到蓝色(-b*)之间变化。使用该系统后，任意一种颜色都可在其图表上找到一个相对应的位置。 （2） 着色力 着色力的概念，有绝对着色力和相对着色力。 绝对着色力，是基于颜料的吸光性，即在最大吸收波长或在整个可见光谱的总体吸光系数（后者可以按照不同光谱的分量）。 相对着色力，是样品与标准品之间，吸光系数进行比较得到的相对值。在达到相同色深时，样品颜料的数量与标准颜料数量相匹配的比值。不是总能找到精确的匹配，因为两者之间存在色光的固有差异，这种差异不能仅靠数量来消除，其颜色差异可以通过CIE*LAB系统表述出来。 颜料的色力根据颜料的应用条件，即展色方法不同，以及测定方法、评价方法不同，会有不同的结果。 （3） 遮盖力或透明度 是指颜料介质层隐藏底材颜色差异的能力，定义是一个确定数量的颜料着色的涂料，完全遮盖的面积，也可以指遮盖一个底材需要的涂层的最小厚度。 一个涂层要有效的遮盖底材，必须要散射，散射的数量与涂层的厚度、涂层内光的吸收、底材的颜色差异的大小有关。 1.2 颜料的牢度： （1）耐溶剂性： 按照颜料的定义，应该在应用介质中不溶，但是绝对不溶是不可能的，根据介质不同或加工条件不同，或多或少会有些可溶性，因此在载体中的溶剂达到一定量的时候会出现重结晶、渗色、喷溢等，阻止颜料的溶解非常重要。控制颜料在介质中溶解性的因素包括：溶剂的选择、颜料的化学结构、粒子尺寸，加工温度。 检测颜料抗某种溶剂的一个试验方法：将颜料色粉用一片滤纸卷起，放在一个试管中，加入溶剂，颜料和溶剂的重量要确定。室温放置24小时，溶剂被染色的程度用来评价颜料的耐溶剂性。这个方法不能完全代表实际应用，但是可以判定趋势，有指导性。如果颜料有明显的溶解，颜料用在含有这种溶剂的介质中，就会发生颜色、流变性、牢度等的问题。
（2） 耐水性、耐皂洗、耐碱、耐酸： 有两个方面的含义，一个是在这些介质中的化学稳定性，第二个是在这些介质中的溶解性，主要是针对颜料的加工环境以及应用环境而言，例如滤饼的挤水转相过程，需要颜料要耐水，油墨印刷时要求颜料耐水，或碱水。再如，外墙涂料要求耐水泥或石灰的碱性，汽车洗涤要求汽车漆耐碱水和洗涤剂等。 一些色淀颜料，或颜料上含有游离的酸或碱性基团，在酸或碱中会形成盐，发生颜色的改变等。 这些性能的检测，都有标准的检测方法，对其评价是按照级别1—5级，5级最好。 要根据应用确定适当的检测方法，颜料直接暴露在酸碱等材料中，比颜料和漆料制作成涂层，然后再接触酸碱等，得到的结果会很不同。 （3）纺织牢度 主要指染色的纤维丝，或印染的纺织物，在加工过程或应用中保持颜色的能力。如缝纫、洗涤耐水、耐过氧化剂、耐次氯酸漂白、耐排汗（含酶）、摩擦、熨烫、干洗、溶剂、酸碱、耐保险粉、热压试验等。 （4）耐迁移性 有机颜料的迁移是指颜料从塑料（结构:合成树脂、增塑剂、稳定剂、色料)内部迁移到制品表面上(起霜)或迁移到相邻塑料制品和溶剂中的现象。在油漆涂料中，有机颜料耐迁移性就是两种颜色的颜料在相同条件下，经过气温的不同和耐晒条件的改变，一种颜料不会浸透在另一种颜色的现象。 在塑料中，颜料的迁移性发生的主要原因是在塑料加工高温条件下颜料有不同程度溶于塑料和增塑剂中的现象，与塑料材料分子链的刚性和分子间的紧密性相关。 当塑料（组份：合成树脂、增塑剂、稳定剂、色料)中增塑剂用量增加时，分子距离加大，结构更为松散，因而减少了聚合物(高分子化合物)链的相互作用，从而使颜料迁移速率增大，特别是软聚氯乙烯着色时选用颜料更要注意。 最常见的变色现象就是耐迁移性的最好表现形式，颜料迁移性的测定是将已着色的聚氯乙烯片与白色PVC片以一定的压力与温度紧密贴合一定时间后，观察白色PVC片上被迁移沾污程度,并以标准灰卡评判。5级表示无迁移，1级迁移严重。 （5） 耐光和耐候性 颜料耐光性，指在规定的光源下，颜料或着色的物体或材料保持原有性能，不发生褪色、变色或粉化的能力，又称光牢度(或耐光坚牢度)。若光源为日光，则称颜料耐晒性或耐晒牢度(或耐晒坚牢度)(sunlight fast-ness of pigment)。 颜料的耐光性主要决定于化学结构，有机颜料尤其偶氮、色淀类颜料其耐光性较差，而无机颜料特别是金属氧化物混相无机颜料其耐光性优异。
测定耐光性的方法是观察光照射下颜料的颜色变化，再根据颜色变化所需时间进行判定，在ISO规定中，使用氙灯日晒机法或用天然日光曝晒法测定,利用一种蓝色羊毛标度(blue wool scale)判定耐光牢度的等级，称ISO蓝色牢度，耐光牢度等级为8级，级数越高，表明耐光性越强。 耐候性：光不是使颜料改变的唯一原因，其他因素如大气中水（甚至微量的）、气体、工业排放物、气候的改变等，这些因素结合，比仅有光照造成的破坏性要大。颜料着色的涂料体系抵抗气候中各种化学和物理因素（也包括光在内）的性质。 耐候的检测要求特定的环境，如光照强度、温度、湿度、沉淀物、氧气含量、空气组成等条件，会随着每天、每个季节在变化，在地球上的经纬度、高度，与工业区的接近程度等都有影响。因此在几个国家形成了工业标准。 加速老化仪，模仿户外环境， 但是对于颜色相似，化学结构不同的颜料，在氙灯下和日光下，曝晒得到的结果不同，原因是颜料对光谱的敏感差异，特别是在UV区域。 耐候性指标评判为5级制：5级最好，1级最差。 （6）热稳定性 塑胶行业、纤维原浆着色的加工行业，一般要260℃-320℃，对有机颜料来说，是个致命的缺陷。仅有少数高性能有机颜料可以耐这个温度。颜料的热稳定性还与应用体系密切相关，不仅指介质的化学组成，还包括加工条件、分散程度、颜料含量等。 在一个着色系统中，热变色的原因有很多， 如颜料的热分解 ，颜料与介质的化学反应，颜料物理性质发生改变，如结晶转变，粒子尺寸变化等。  关注我 |
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