解析涂料中形形色色的白色顏料

一、鈦白粉
在涂料工業中，最重要的白色顏料就是鈦白粉(tio2)。鈦白粉由于折射率高(金紅石型鈦白粉n=2.80，銳鈦型鈦白粉n=2.55)，光散射的能力比其它白色顏料都強，在著色涂料中具有極好的遮蓋力，特別是金紅石型鈦白粉。與其它著色顏料相比，鈦白粉顏料在所有白色顏料中表現出最好的亮度。由于具有這些優異的光學特性、無毒和化學惰性，鈦白粉可以代替其它所有的白色顏料。
1.粒徑和粒徑分布
許多tio2晶體看上去都是透明的，但工業上tio2顏料的超細微粒卻具有很高的不透明性(遮蓋力)。當粒徑為0.25μm左右時，鈦白顏料的遮蓋力最大；tio2粒徑大于或小于0.25μm時，遮蓋力都會降低。0.25μm的粒徑對光波長400nm來說是最理想的。在遮蓋力最大值附近，隨著顏料粒徑的變化，顏料的顏色也會發生變化。粒徑較小的tio2顯現藍光，粒徑較大的tio2顯現黃光。
tio2的粒徑分布也對涂料的性能存在影響，粒徑分布窄的鈦白粉產品的遮蓋力或單位體積著色強度比粒徑分布寬的產品更好。
2.表面處理
鈦白粉的表面處理劑用量一般為顏料量的0~20%，主要是無機表面處理劑，如al2o3、sio2、zro2或它們的混合物。另外，一些有機表面處理劑也可用于改進鈦白粉在不同介質中的分散性，如多元醇、胺和硅烷偶聯劑，在顏料生產過程中可以作為研磨助劑。
表面處理劑的類別和添加量對顏料性能的影響很大，隨著處理劑用量的增加，顏料的粒徑、吸油值和表面積都會增加；
在pvccpvc時，表面處理劑類型與光學性能之間的關系可以看出，經al2o3處理后，tio2的光澤提高，但耐久性變差，而sio2可以提高耐久性，但產品光澤較低。
二、氧化鋅
氧化鋅(zno)又稱鋅白，是一種白色粉末，由不定形或針狀的小顆粒組成。氧化鋅是堿性化合物，能和微量游離脂肪酸作用生成鋅皂，有使涂料變稠的傾向，遇無機酸或醋酸則會溶解。氧化鋅可使涂膜柔韌、牢固、不透水，因而能阻止金屬的銹蝕。但不宜和游離酸較多的基料混合，以免產生較多的鋅皂，使涂料粘稠而不易涂刷。氧化鋅的著色力和遮蓋力僅次于鋅鋇白和鈦白粉，但顏色純白，不粉化，具有良好的耐光、耐熱及耐候性，適應于外墻涂料。
在涂料配方設計中，氧化鋅可為設計者提供許多高性能的涂料配方。氧化鋅具有優異的防霉性和控制微生物真菌的功效。由于zno具有吸收紫外光的能力，它能與涂料中的羧酸根離子形成配位化合物從而降低涂膜中水的敏感性，因此，zno可以提高涂膜的耐候性和抗粉化性能力。另外，由于zno的折射率較高，因此也具有較高的遮蓋力。一般來說，陶瓷、罐桶涂料均用粒徑小、純度高的間接法氧化鋅；室內涂料、乳膠涂料則多用針狀的直接法氧化鋅，使之吸油值較高，能改進懸浮性能。
當zno用于乳膠漆中時，若用量太大，會引起涂料粘度大大增加，降低涂料的穩定性，可通過選擇合擇的分散劑、tio2品種、基料品種、ph值、原始粘度和pvc等來得到穩定的涂料配方。
在涂料配方中正確使用zno，既可得到性能優異的產品，還可降低成本。 [next]
三、鉛白
鉛白不溶于水，可溶于酸、堿，長期暴露在空氣中與h2s氣體接觸，顏色會變暗，變成黑色的硫化鉛，所以不能與銀朱、鎘黃、群表等含硫顏料配用。鉛白能與酸值高的油生成鉛皂，可以加強涂膜牢度、防止粉化、耐光耐潮濕，特別適用于制造室外用漆、防銹漆及船舶用漆。其最大缺點是對人體毒性大，因此使用要慎之，特別是玩具用漆和室內用漆，都禁止使用鉛白。
四、鋅鋇白
鋅鋇白(zns·baso4)又名立德粉，是硫化鋅和硫酸鋇的混合物。鋅鋇白是一種中性顏料，故常與酸價高的基料共用，代替氧化鋅，以免涂料產生皂化。鋅鋇白顏色潔白、遮蓋力強、著色力好、耐堿耐熱，但遇酸分解、遇光變暗、耐候性差、易粉化。鋅鋇白廣泛用作室內涂料；由于對大氣作用不穩定，故不宜用于室外涂料。在內墻經濟型平光涂料中，常用立德粉代替部分鈦白粉作為著色顏料，降低涂料成本。表12為仿墻紙經濟型涂料配方。
五、銻白
銻白的主要成分為sb2o3，是中性顏料，結晶體細膩易磨，易溶于酸堿，顏色潔白，遮蓋力僅次于鈦白粉，與鋅鋇白相近，耐候性比鋅鋇白好，抗粉化性好，耐熱、耐旋光性均好，遇硫化氫可轉變為橙色的硫化銻，可溶性鹽對人體無毒，故可代替鉛白使用。銻白與脂肪酸不起反應，故在高酸值基料中不會皂化，但單獨用于涂料中干性不好，會使涂膜較軟，因此必須與氧化鋅配合使用，以使涂膜干性好，干后堅韌。銻白在高溫下和含氯樹脂反應生成氯化銻，能夠阻止火焰的蔓延而起到防火的作用。因其相對密度較大，價格較高，故僅限于防火涂料中使用。
六、堿性硫酸鉛
堿性硫酸鉛是以2pbso·pbo為主的白色顏料，毒性比鉛白小，與脂肪酸不起反應，制成的涂膜干燥較慢，不耐稀酸，可溶于堿，遮蓋力比鉛白小，防銹能力比鉛白好。堿性硫酸鉛與氧化鋅配合使用，可阻止涂膜產生細裂紋及龜裂，不易粉化。成分中含有硫化鉛和碳時，呈青灰色，稱為“升華青鉛”。用升華青鉛制得的涂料涂膜柔韌，但易于粉化，故常與氧化鋅配合使用。中性硫配鉛(pbso4)耐酸、耐堿、耐光，但遮蓋力小，僅作體質顏料使用。


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