涂料化学—第7章-颜料
初级颜料课件ppt
技术创新不断涌现
颜料企业不断加大研发投入，推动颜料产品的技术创新和升级换代 ，提高产品性能和降低成本。
定制化需求增加
随着消费者对个性化需求的增加，对颜料产品的定制化需求也日益增 长，推动颜料企业加强产品研发和创新能力。
颜料的市场前景
01 02
市场需求持续增长
随着全球经济的逐步复苏和新兴市场的崛起，对颜料的需求将继续保持 增长态势。特别是在建筑、汽车、家具、包装等领域，对高品质颜料的 需求将持续增加。
颜料的基本性质
总结词
颜料的基本性质包括颜色、着色力、遮盖力、透明度 等，这些性质决定了颜料的应用范围和效果。
详细描述
颜色是颜料最直观的性质，不同颜色的颜料可以产生 不同的视觉效果。着色力是指颜料赋予物体的颜色强 度，着色力强的颜料用量较少即可达到理想的颜色效 果。遮盖力是指颜料覆盖底色的能力，遮盖力强的颜 料能够遮盖不理想的底色。透明度是指颜料对光的透 过能力，透明度高的颜料能够使底色透出，与颜料混 合后呈现自然过渡效果。
颜料的制作工艺
研磨
将颜料原料研磨成细粉，以便于 后续的加工和混合。
混合
将研磨后的颜料与其他添加剂混合 ，以调整其色彩、浓度和粘稠度等 特性。
干燥
使颜料粉末中的水分蒸发，保持颜 料的稳定性。
颜料的加工方法
溶剂法
将颜料溶解在有机溶剂中，制成 液体颜料，便于使用和运输。
乳液法
将颜料分散在水中，制成颜料乳 液，具有较好的遮盖力和透明度
近代颜料
合成颜料
随着化学工业的发展，近 代开始出现合成颜料，如 苯胺染料和酞菁染料。
色彩丰富性
合成颜料带来了更丰富的 色彩选择，使画家能够创 作出更生动、鲜艳的作品 。
精细化学之染料
七、染料的分类
染料的分类方法有三种：按照 来源分类、按照结构分类和按 照应用分类。 1、按来源分类
天然染料
合成染料
2、按结构分类 ➢依据 染料的共轭发色体系；染料的合成方法 ➢按结构分类的优点 体现颜色与结构之间的关系； 有利于染料合成方法的研究； 有利于了解染料的结构与化学性能之间的关系。 ➢按结构分类的缺点 染料品种很多，有些染料难于分在某一个结构类 型中；
没有涉及染料的应用性能，不利于与应用人员对 染料的选择。
分类表格
3、染料的应用分类
➢ 依据 染料的染色对象、染色方法和染色性能。 ➢ 应用分类的优点 有利于染料的选择使用； 有利于染色工艺条件的选择； 有利于判断染料与纤维之间的结合牢度。 ➢ 应用分类的缺点 不能反映出染料的发色体系； 难于从应用分类出发选择合成的方法。
第七章——染料化学品
大染坊
第一节：概述
一、染料的概念 ：能以分子状态或分散状态使纤维或
其他物质获得鲜明和牢固色泽的有色物质。
二、染料的应用 染料主要应用于各种纤维的染色，同时也广泛应用于
塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等方面。
具 体
1、染色：染料由外部进入到被染物体的内部，而使物体获得 颜色。如各种纤维、织物、皮革等的染色。
A r N H 2 2 H X N a N O 2 A r N 2 + X -N a X 2 H 2 O HX＝HCl、HBr、浓H2SO4、稀H2SO4 、HNO3等
R N H 2 H C lN a N O 2 R O H N 2N a C l
第二节：重氮化及偶合反应
偶氮染料是分子中含有偶氮 基（—N=N—）发色基团的染 料，是染料中品种最多的一类 染料，包括单偶氮、双偶氮、 多偶氮。一般酸性、冰染、直 接、分散、活性、 阳离子等染料的大部分属于偶氮 染料。而在偶氮染料生产中， 重氮化和偶合反应则是两个基 本反应。
涂料习题
涂料化学与工艺学习题及解答第一章导论部分1．从组成上看，涂料一般包含哪四大组分？（成膜物质、分散介质、颜填料和各类涂料助剂）2．颜料按用途可分为哪三种？（体质颜料（也称为填料）、着色颜料、防锈颜料）3．现代涂料助剂主要有哪四大类？各举两例。
[（1）对涂料生产过程发生作用的助剂，如消泡剂、润湿剂（或分散剂、乳化剂）；（2）对涂料储存过程发生作用的助剂，如防沉剂、稳定剂（或防结皮剂）；（3）对涂料施工过程起作用的助剂，如流平剂、消泡剂（或催干剂、防流挂剂）；（4）对涂膜性能产生作用的助剂，如增塑剂、消光剂（或阻燃剂、防霉剂）] 4．涂料的作用一般包括哪三个方面？[（1）保护作用；（2）装饰作用；（3）其它作用]5．涂料的分类方法很多：（1）按照涂料形态分为：，。
（粉末涂料、液体液体）（2）按成膜机理分：，。
（热塑性涂料、热固性涂料）（3）按施工方法分：，，，，，。
（刷涂涂料、辊涂涂料、喷涂涂料、浸涂涂料、淋涂涂料、电泳涂涂料）（4）按干燥方式分：，，，，。
（常温干燥涂料、烘干涂料、湿气固化涂料、光固化涂料、电子束固化涂料）（5）按涂布层次分：，，，。
（腻子、底漆、中涂漆、面漆）（6）按涂膜外观分：，，，。
（清漆、色漆；平光漆、亚光漆、高光漆）6．涂料的发展史一般可分为哪三个阶段？[（1）天然成膜物质的使用；（2）涂料工业的形成；（3）合成树脂涂料的生产] 7．今后十年，涂料工业的技术发展将主要体现在哪“四化”？（水性化、粉末化、高固体份化和光固化）第二章聚合反应原理部分1．高分子化合物有哪些特点？[（1）高的分子量；（2）存在结构单元；（3）结构单元通过共价键连接，连接形式有线形、分支形或网络状结构]2．由单体合成聚合物的反应按聚合前后组成是否变化可分为：，。
（加聚反应，缩聚反应）3．连锁聚合通常包括：，，和等基元反应。
（链引发、链增长、链转移、链终止）4．高分子化合物的分类依组成分可分为：，，和。
涂料化学课后作业答案
涂料作业（5-8章）1. 颜料和染料之间的最大区别是什么？颜料和染料有很多相似之处，它们都是固体粉末，而且一般都很注意它的色光，它们之间最大区别是染料能溶解，而颜料则不能溶解。
2. 简述颜料的作用。
颜料最主要的是起遮盖和赋予涂层色彩的作用，还可起以下作用：1．增加强度2．增加附着力3．改善流变性能4．改善耐候性5．功能作用，如调节漆膜的水、气渗透性；钝化金属作用 6．降低光泽7．降低成本3. 简述颜料遮盖力的光学本质。
遮盖力的光学本质是颜料和存在其周围的介质的折射率之差造成。
当颜料的折射率和基料的折射率相等时就是透明的，当颜料的折射率大于基料的折射率时就出现遮盖力，两者的差越大，则表现的遮盖力越强。
4. 颜料的着色力与颜料的粒径有什么关系？着色力一般随着颜料的粒径减小而加强，当超过一定极限后，其着色力会因粒径减小而减少，所以存在着使着色力最强的最佳粒径。
5. 颜料的最佳粒径一般是多少？为什么？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，而大于此值则总表面积减少，使颜料对光线的总散射能力减少。
颜料不可能是一种粒径组成的，是在一定粒径范围内波动，分布曲线是一种左偏斜的形式，即小直径颗粒显现几率多于大直径颗粒显现的几率。
6. 惰性颜料特点是什么？请举出一些惰性颜料的例子。
特点是化学稳定性好，便宜，来源广泛，在颜色、着色力、遮盖力等方面不能与着色颜料比较，但在涂料应用中可改善某些性能或消除涂料的某些弊病，并可降低涂料的成本。
惰性涂料包括钙盐、钡盐、镁盐、铅盐等的各种矿物或无机化合物，以及硅石和二氧化硅等。
7. 什么是颜料的吸油量？在100g 的颜料中，把亚麻油一滴滴加入，并随时用刮刀混合，初加油时，颜料仍保持散状，但最后可使全部颜料粘结在一起成球，若继续再加油，体系即变稀，此时所用的油量为颜料的吸油量（OA ）： 8. 什么是颜料体积浓度和临界颜料体积浓度？ⅰ/ 在干膜中颜料所占的体积百分比叫颜料的体积浓度，用PVC 表示:ⅱ/ 临界颜料体积浓度（CPVC ）： 当颜料吸附了成膜物（树脂）并在颜料无规紧密堆积所成的空隙间也充满了成膜物（树脂）时，这时PVC称为临界的PVC ，用CPVC 表示。
溶剂型涂料颜料和溶剂
Fine Chemical Engineering
1
第二章
涂料
Coatings
2
本章内容
第一节 第二节 第三节
涂料基础 溶剂型涂料 水性涂料
3
第二节
溶剂型涂料
水 性 涂 料 高 固 体 分 涂 料
溶剂型涂料
无 溶 剂 涂 料
紫 外 光 固 化 涂 料
粉 末 涂 料
4
第二节Байду номын сангаас
主要成分
初级粒子----粒度为5nm～ 1μm，易分散 加工干燥、粘结 聚集体-----分子吸引力较大， 粘结比较牢固，较难分散 粘结 附聚物---分子间力弱，粘结 不牢，易分散
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四、颜料的命名方法
《染料索引》CI (Color Index)
英国的染料和染色家协会和美国纺织和染色 化学家协会出版。
按照颜色将颜料分为10大类： 颜料黄(PY)、颜料橙(PO）、颜料红(PR)、 颜料紫(PV)、颜料蓝(PB)、颜料绿(PG)、
颜料棕(PBr)、颜料黑(PBk)、颜料白(PW)、
金属颜料(PM)
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颜料的命名方法
钛白：PW-6 氧化铁红：PR-l01 酞菁蓝：PB-15:3、酞菁绿：PG-7
碳黑 ： PBk6 颜料黄74 或 PY74 颜料红112或 PR 112
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复习思考题
1. 颜料的作用？ 2. 说出不少于5种无机颜料名称；不少于4 种有机颜料名称；不少于3种体质颜料 （填料）名称。 3. 无机颜料、有机颜料、填料的性能有何 差异？ 4. 金红石、锐钛型钛白粉的性能和用途有 何差异？ 5. 选择颜料时，要考虑哪些主要性能？
快速挥发溶剂： E >3.0 中等挥发溶剂： E ＝0.8～3.0 低挥发溶剂： E <0.8
涂料化学—第7章颜料。
7.1 颜料的作用与性质
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 于此值则总表面积减少，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 （如某些体积额料），颜料通常是不同粒径的混合物。
许多不起遮盖和色彩作用的颜料(如CaCO3、SiO2，
滑石粉等)价钱便宜，加入涂料中不影响涂层性质，但 可增加体积，大大降低成本．它们称为体积颜料。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的遮盖力指颜料遮盖住被涂物的表面，使它不能透过漆膜而 显露的能力。颜料的遮盖力和折射率、结晶类型、粒径大小等有关。 在已知的颜料中金红石TiO2的折光指数最大，它和聚合物间有
涂料的质量在很大程度上依靠所加的颜料质量和数量。
颜料最重要的是起遮盖和赋于涂层以色彩的作用。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的增强作用
7.1 颜料的作用与性质
涂料在固化时常伴随有体积的收缩，产生内应力,影响 涂料的附着，加入颜料可以减少收缩，改善附着力。
颜料可以提高涂料粘度，还可赋于涂料以很好的流变 特性，例如，通过添加颜料(如气相SiO2)赋予触变性质。
最大的折光率差，因此是最好的白色颜料。 有些颜料如二氧化硅、太白粉等，折光率和聚合物相近，对遮
盖没有贡献，称为体积颜料。 若涂料中含有空气，因为空气的折光率最小，它和聚合物与颜
料都产生折光率差，因此有很好的遮盖效果。
7.1 颜料的作用与性质
涂料化学
1. 涂料的定义 ？涂料(coating or paints)是高分子材料为主体，以溶剂(有机溶剂、水或空气)为分散介质的多种物质的混合物，是一种流动状态或粉末状态的物质，能够均匀的覆盖和良好的附着在物体表面形成固体薄膜，它具有对基材防护、装饰、标志及其他特殊功能的一类重要的精细化学品。
2. 涂料的作用 ？装饰作用，保护作用，标志作用，特殊作用3. 涂料的基本组成 ？涂料的基本组成为成膜物、颜料、溶剂和助剂。
1. 涂装的定义 ？涂装是将涂料涂布到清洁的（经过表面处理的）被涂表面上，经过干燥形成漆膜的工艺。
2. 涂装的内容 ？表面预处理，涂料涂布，涂膜干燥，2. 我国涂料产品命名原则 #我国涂料产品命名原则，分三个部分：颜料或颜色 + 主要成膜物 + 基本名称2. 高分子树脂的玻璃化温度T g(3)高分子树脂T g (玻璃化温度)的具有叠加性，遵循FOX 方程:式中: W i 为i 组分质量分数，T g 单位是K挥发性有机物(VOC)危害：(1)挥发性有机物的一次污染。
(2)有机挥发物的二次污染。
(3)有机挥发物引起的火灾和爆炸。
1.4.1 降低VOC ，发展绿色涂料 #(1)水性涂料(2)高固体份涂料(3)粉末涂料(4)辐射固化涂料gn n g g g TW T W T W T +++= 221111.1.1 聚合物分子量的表示方法(3)粘均分子量：使用黏度法测量。
1.2 聚合反应及聚合物改性聚合反应分为缩聚反应和加聚反应3.1 加聚反应类型由活性中心引发单体聚合：自由基反应；阳离子聚合反应；阴离子聚合反应；配位聚合反应等。
6.2 聚合物改性的方法(1)物理改性 (2)化学改性6.5 成膜物的老化绝大多数涂料暴露在大气环境中，浸在水或海水中、埋在地下使用，在热、光、氧、水、化学介质、微生物等的综合作用下，聚合物的化学组成、物理性能发生相应变化，这些变化和现象统称为老化。
6.5.2 老化类型 ？热降解、氧化降解、光氧化降解、水解、生物降解等1. 涂料应用机制概述涂料要求储存时稳定性尽可能高，即储存一年或几年粘度没有显著变化，施工后交联反应在尽可能低的温度下快速进行；这种储存长期稳定与短期低温快速固化是相互矛盾的。
涂料常用颜料及其化学组成（值得收藏）
涂料常用颜料及其化学组成（值得收藏）颜料是涂料生产和使用中非常重要的组成部分，颜料的种类和色彩根据其化学结构可以表现出不同的物理特性。
1、白色颜料钛白粉（钛白）TiO2、氧化锌（锌白）ZnO、立德粉（锌钡白）ZnS·BaSO4、硫化锌ZnS、锑白Sb2O3根据晶型不同，钛白粉分为金红石型和锐钛型。
金红石型钛白粉稳定性好，在涂料工业上大量应用。
锐钛型易粉化，主要用于造纸和化纤。
2、红色颜料镉红nCdS·CdSe、铁红Fe2O3、甲苯胺红（颜料猩红）3、黄色颜料镉黄CdS·BaSO4、铁黄Fe2O3·H2O、铅铬黄xPbCrO4·yPbSO4耐光黄G（汉沙黄G）、联苯胺黄4、绿色颜料氧化铬绿Cr2O3、铬绿PbCrO4·xPbSO4·yFeNH4[(CN)6]5、蓝色颜料铁蓝KxFy[F(CN)6]x·nH2O、群青(NH4)xFey[Fe(CN)6]z·nH2O、酞菁蓝NaxAlySizOiSj6、黑色颜料炭黑、氧化铁黑(FeO)x·(Fe2O3)y7、金属颜料铝粉Al、锌粉Zn、金粉CuxZny8、体制颜料碳酸钙CaCO3、硫酸钡BaSO4、滑石粉3MgO·4SiO2·H2O、高岭土Al2O3·2SiO2·2H2O、硅灰石CaSiO3、云母粉K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O涂料的主要功能是保护和装饰，干膜中的成分是主要成膜物质和颜料，漆膜的功能也是通过这些来实现的。
主要成膜物质和颜料在干膜中占有的体积之比对漆膜性能有重要的影响。
在干膜中颜料所占的体积百分比称为颜料的体积浓度，用PVC（pigment volumeconcentration）表示。
PVC=颜料体积/漆膜总体积当PVC增加到某一点时，高分子树脂恰好填满颜料紧密堆积所形成的空隙。
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➢ 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。
7.1 颜料的作用与性质
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。
涂料化学
第七章 颜料
➢本章要求：
1、掌握颜料的作用和性质； 2、了解颜料的主要品种以及纳米颜料； 3、理解颜料的吸油量和颜料体积浓度； 4、了解乳胶漆的CPVC。
➢本章重点：
颜料的作用和性质；颜料的吸油量和颜料体积浓度
➢本章难点：
颜料的吸油量和颜料体积浓度
7.1 颜料的作用与性质
颜料是涂料中一个重要的组成部分，它通常是极小的结晶， 分散于成膜介质中，颜科和染料不同，染料是可溶的，以分子形 式存在于溶液之中，而颜料是不溶的。
最大的折光率差，因此是最好的白色颜料。 有些颜料如二氧化硅、太白粉等，折光率和聚合物相近，对遮
盖没有贡献，称为体积颜料。 若涂料中含有空气，因为空气的折光率最小，它和聚合物与颜
料都产生折光率差，因此有很好的遮盖效果。
7.1 颜料的作用与性质
在黑板上用粉笔写字，碳酸钙(粉笔)对黑板有很好的遮盖力， 就是因为其中含有空气，但如果将粉笔字弄湿了，就看不出白色 了，因为此时水取代了空气，水的折光率和碳酸钙的相近。
许多不起遮盖和色彩作用的颜料(如CaCO3、SiO2，滑
石粉等)价钱便宜，加入涂料中不影响涂层性质，但可增 加体积，大大降低成本．它们称为体积颜料。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的遮盖力指颜料遮盖住被涂物的表面，使它不能透过漆膜而 显露的能力。颜料的遮盖力和折射率、结晶类型、粒径大小等有关。 在已知的颜料中金红石TiO2的折光指数最大，它和聚合物间有
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
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钻型。
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
7.2 颜料的主要品种
不同牌号的炭黑“乌黑”的程度不同。炭黑中以槽法炭 黑最黑，粒子最细(5－15nm)。 铁黑的粒子粗至0.5μm左右，它的乌黑程度也低，一般 用于灰色涂料。
7.2 颜料的主要品种
无机彩色颜料中使用最多的是氧化铁颜料，主要品种有铁 黄[FeO(OH)]和铁红Fe2O3。透明氧化铁是一种颜料的新品种， 它除具有氧化铁颜料的优良化学稳定性外，还具有透明性，在 涂膜中不会引起散射，从而使漆膜呈透明状态，可用于金属闪 光漆中。
并不是所有颜料在各种溶剂中都是完全不溶解的。在红漆 底层上涂白漆，白漆成了粉红色，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。
7.1 颜料的作用与性质
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 于此值则总表面积减少，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 （如某些体积额料），颜料通常是不同粒径的混合物。
7.2 颜料的主要品种
常用的有机颜料是酞菁系颜料和偶氮料。
联苯胺黄：着色力高，颜色鲜艳。有较好的遮盖力，但耐光性等稍差。
耐光黄(hansa黄)：着色力高、鲜艳耐光，耐热抗酸碱性好，但透明， 有渗色问题。
7.2 颜料的主要品种
镍偶氮黄：是一种带绿光的黄色颜料，非常透明，具有非常好的耐 久性，着色力中等，常用于闪光漆．
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。 ➢ 杆状颜料具有较好的增强作用，但会戳出表面，降低表面
光滑度，因面会降低光泽度，但有助于下道涂料的粘附。 ➢ 片状颜科有栅栏作用，可减慢水分的透过。
7.1 颜料的作用与性质
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。
有一种胶囊形颜料，即聚合物的小空心球，便是利用了最 便宜的空气做颜料，若在空心球中放入钛白粒子，遮盖效率会 更高，因为光线通过聚合物膜进入空气时有散射，由空气射到 钛白粒子时又有散射。
7.1 颜料的作用与性质
➢ 彩色颜料的着色力是以其自身的色彩来影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。
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。
7.1 颜料的作用与性质
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指标。
7.1 颜料的作用与性质
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、从面使漆膜发暗。颜料的热分解温度或熔点对 颜料能否在高温烘干漆中应用是十分重要的数据。
涂料的质量在很大程度上依靠所加的颜料质量和数量。
颜料最重要的是起遮盖和赋于涂层以色彩的作用。
7.1 颜料的作用与性质
颜料的增强涂料在固化时常伴随有体积的收缩，产生内应力,影响涂 料的附着，加入颜料可以减少收缩，改善附着力。
颜料可以提高涂料粘度，还可赋于涂料以很好的流变特 性，例如，通过添加颜料(如气相SiO2)赋予触变性质。
7.1 颜料的作用与性质
如炭黑既是黑色颜料又是一个紫外吸收剂。
如防腐蚀作用，在防腐蚀颜料中有起钝化作用的颜料， 如红丹(Pb3O4) 。也有起屏蔽作用的颜料，如铝粉、云母 及玻璃鳞片，还有作为类似牺牲阳极的锌粉等。
7.1 颜料的作用与性质
在涂料中加入颜料可破坏漆膜表面的平滑性，因而可降 低光泽，在清漆中常用极细的二氧化硅或蜡来消光。