用于工業(yè)涂料的高性能顏料

作者：精顏化工日期： 2023-11-30 點擊量：文字大小：大中小

工業(yè)涂料用高性能顏料的全面分析與比較

顏料的最早使用可以追溯到公元前70000年前安德特人的洞穴藝術(shù)，他們使用天然礦物顏料以及樹液和血液來提供顏色。埃及人在公元前3000年左右開始改性天然存在的礦物質(zhì)以用作顏料。第一個已知的合成顏料是古希臘制造的白鉛（碳酸鉛），也稱為威尼斯Ceruse。埃雷索斯的提奧弗拉斯托斯Theophrastus（約公元前300年）首次描述了它的制備方法，盡管它可能早在公元前1000年左右就已經(jīng)被制造出來。

如今的顏料行業(yè)被認為是一個成熟的行業(yè)，增長主要來自建筑和包裝行業(yè)，新產(chǎn)品開發(fā)將提供具有更高性能或更好使用價值的改進顏料，額外的增長來自特種顏料和效果顏料。

顏料被定義為不溶性有機或無機材料，它們像油漆或油墨一樣分散在連續(xù)相（分散體系中分散其他物質(zhì)的物質(zhì)）中。本文將僅限于討論適用于工業(yè)涂料的有色顏料，為了了解高性能顏料與傳統(tǒng)顏料的區(qū)別，將簡要介紹顏料制造，顏料制造有三個基本步驟：合成、精加工和表面處理，每個步驟都會影響最終交付給客戶的顏料的成本、性質(zhì)和性能。

顏料制造的步驟及其對涂料性能的影響

顏料合成

這第一個制造步驟決定了顏料的基本化學特性。兩種廣泛使用的色素鑒定系統(tǒng)都是基于化學結(jié)構(gòu)的。粗顏料是合成的最終產(chǎn)物?；瘜W結(jié)構(gòu)是顏料的基礎(chǔ)，隨后的精加工和表面處理步驟可以使兩種化學等效的顏料具有截然不同的最終使用特性。下面顯示的一個簡單例子是從芳香族腈和取代的琥珀酸鹽中單步合成DPP紅（Scarlet），也稱為顏料紅255（P.R.255）。

DPP（猩紅色）顏料紅255的合成化學式

顏料整理

合成粗顏料后，下一步是精加工。精加工的主要目的是確定顏料的初級粒度。在整理過程中，可以使用化學和機械過程來增加、減少或調(diào)整顏料粒度的分布。所用顏料的特性取決于顆粒大小，包括遮蓋力（不透明度）、著色強度（色度）和易分散性。壓餅是精加工步驟的結(jié)果，一些經(jīng)典顏料作為壓餅出售，無需進一步加工。

顏料表面處理

應用一種或多種表面處理是顏料制造的最后一步。在此步驟中，還可以執(zhí)行其他過程，例如干燥和與其他成分混合。表面處理可以影響顏料最終性能的實際方面，包括涂層光澤度、耐光性、易分散性和分散粘度/穩(wěn)定性。

高性能顏料與傳統(tǒng)顏料的比較

配方設(shè)計師會注意到的高性能顏料（HPP）和傳統(tǒng)顏料之間的第一個對比可能是定價。為改善性能而選擇的化學品和所使用的額外制造步驟增加了高性能顏料的成本。當考慮到使用成本和性能改善時，支持高性能顏料的價值主張變得更加清晰。在整個配方中，原材料的真實成本是使用成本。這考慮了使涂層滿足客戶期望所需的材料的價格和數(shù)量。

使用高性能顏料代替?zhèn)鹘y(tǒng)顏料的原因

兩種顏料特性會強烈影響使用成本，即不透明度和色度（色度）。在經(jīng)典顏料中，這些特性通常是相反的，因為優(yōu)化一個會減損另一個。通過在高性能顏料HPP中仔細平衡表面處理和表面涂層，與相同色彩空間中的經(jīng)典顏料相比，可以實現(xiàn)更高的不透明度和色度。通過減少材料使用，通?？梢怨?jié)省成本。

褪色、耐熱和耐化學性等更好的性能也有助于實現(xiàn)HPP高性能顏料的價值主張。例如，具有更好抗紫外線性能的顏料可以減少外部應用中對昂貴的光穩(wěn)定劑或紫外線吸收劑等添加助劑的需求，從而節(jié)省成本。先進的表面處理帶來的加工優(yōu)勢可縮短分散時間和/或提高顏色接受度。這些工藝改進在涂料制造過程中節(jié)省了時間和成本。

按顏色系列比較高性能顏料和傳統(tǒng)顏料

下圖所示的色輪說明了工業(yè)涂料配方設(shè)計師可用的高性能顏料的多種顏色。與相同色彩空間中的經(jīng)典顏料相比，每種顏料都具有明顯的優(yōu)勢。我想在幾個選定的顏色系列中比較兩者。

高性能顏料的顏色色輪圖

黃色高性能顏料系列

從建筑設(shè)備到路標，工業(yè)涂料市場中黃色色調(diào)比比皆是。黃色空間中的高性能顏料具有高色度、不透明度和出色的抗褪色性，這是傳統(tǒng)顏料無法比擬的。釩酸鉍黃顏料（PY184）在綠色陰影到中性黃色空間中表現(xiàn)出色。

橙色高性能顏料系列

橙色復合無機顏料（CICP）比傳統(tǒng)橙色顏料具有更高的不透明度和抗褪色性。如果需要具有更高色度的高性能橙色顏料，DPP顏料橙73（PO73）將是正確的選擇。DPP橙色顏料還具有出色的不透明度和抗褪色性，并具有高色度的優(yōu)勢。

紅色高性能顏料系列

無論是停車標志還是一輛法拉利，紅色都是一種自然而然地吸引我們注意力的顏色。高色度和抗褪色性是紅色顏料的必要特性。許多不同的經(jīng)典紅色顏料表現(xiàn)出高色度，但不能保持其最初的鮮艷色彩。與經(jīng)典顏料相比，從顏料紅255（猩紅）到顏料紅264（寶紅）的DPP顏料紅系列都具有出色的色度、不透明度和抗褪色性。