颜料及其分散行为教材教学课件.ppt

颜料是涂料中一个重要的组成部分，它通常是极小的结晶体，分散于成膜介质中。 颜料和染料不同，染料是可溶的，是以分子形式存在于溶液之中，而颜料是不溶的。 颜料会直接影响涂料的质量，颜料的质量和数量在很大程度上决定了涂料的质量。;一、颜料的作用 颜料最重要的作用是遮盖和赋予涂层以色彩，也会影响涂料的流变性、抗性、耐候性、耐化学品性，同时还关系到涂膜的机械性质。 1、增加涂膜强度 涂膜的强度是指涂膜表面对作用于其上的硬物体表现的阻力，是涂膜承担碰撞、压陷或擦划而引起变形的能力。 颜料的活性表面可以和基料的大分子链相结合而形成交联结构，当其中一条链受到应力作用时，即可通过交联点将应力分散。 颜料粒子的大小和形状对涂膜强度很有影响，粒子愈细，增强效果愈好；强度愈大，涂膜就越不易断裂。 ;2、增加涂膜附着力 附着力是指涂膜与涂面结合的坚牢程度，是涂膜在经受高速率重力作用下从底材脱落的能力。 因为涂料在固化时常常伴随有各种收缩作用而产生内应力，这会很大程度地影响涂料在基材上的附着，加入颜料可以减少收缩，因颜料常为非弹性物质，不易收缩，因此可以改善涂膜的附着力（粘着）。 ;3、改善流变性能 涂料的流变性是指涂料在承受应力下的不可逆形变。它最终可影响到干膜的质量。 由于颜料可以提高涂料的粘度，赋予涂料以好的流变性，从而可减小其流挂性。 有的颜料还能赋予涂料以触变性。触变性是涂料受到外力作用时暂时产生的一种粘度变化性质。施加搅拌等作用力时涂料粘度会降低，但停止作用力并静置一段时间后粘度又会恢复。 但颜料使用不当也会使涂料的流变性变差，因颜料的密度通常较大，在涂料中易与其它组分分离而沉降。;4、改善耐候性 耐候性即是涂料本身对大气的耐久性，代表了涂料真正的实用价值。 主要是指气候、季节、曝晒角度等对涂料的影响，具体是指光、温度、湿度、氧气等的影响，颜料能够降低这些因素的影响。 例如成膜聚合物在紫外线辐射下会发生降解，而许多颜料可以吸收紫外线。 颜料的颜色、粒径等会影响其吸收紫外线的能力。黑色颜料的耐候性最好；粒径小、表面积大的颜料耐候性也较好。;5、功能作用 不同的颜料会具有不同的功能作用，一些功能颜料具有特殊的物理化学特性，可以制备能抑制金属腐蚀的防蚀涂料；能防止水域污染物附着的防腐涂料等。 6、降低光泽 在制造消光涂料时，需要通过添加颜料来达到目的。原理是颜料可破坏涂膜表面的平滑性，使反色光产生散射，以降低眼睛接受的光线量，从而降低光泽。 消光涂料常用极细的、粒度分布狭窄的体质颜料。例如SiO2 就可达到很好的消光效果，;7、降低成本 有许多体质颜料也具有一定的作用，如 CaCO3、SiO2 、滑石粉等，这类颜料称为体积颜料或体质颜料，也称为惰性颜料。 它们可增强涂膜的机械强度、附着力、光泽度，调节水、气的渗透性，且价格便宜，加入涂料中不会影响涂膜的其它性质，可增加涂膜体积、极大降低成本。;1、颜料的遮盖力 颜料的遮盖力是指其遮盖住被涂物的表面，使之不能透过涂膜而显露的能力。 颜料的遮盖力是其对光线的吸收和折射不同而形成的。当光线进入涂膜后，会在众多颜料颗粒上经过多次折射，光线出来以后就形成了高度的散射，从而赋予涂膜以遮盖力。 颜料折射率越大，则散射程度越大，遮盖力就越强；颜料与所处介质的折射率差越大，遮盖力也越强。颜料的遮盖力可用下面公式预计： ;5、颜料颗粒大小与形状; 颜料粒子的形状主要影响涂料的流动性、贮存性和耐久性。颜料主要以3种形状存在： ①近似于球形粒子，如钛白粉、立德粉等； ②针状粒子，如某些锌白和滑石粉等。针状颜料具有较好的增强作用，因而可以改善涂料的机械性能，但却会高出表面，降低表面光泽度（表观不平）。但若作为内部底漆却有利于外面涂料的粘附； ③扁平状柱子，如金属颜料，同样对涂料具有增强作用，有些扁平状颜料具有强烈的取向作用，平行于涂膜表面，可阻挡水分的透过，因而降低了气体和水的渗透性，具有好的防腐性和特殊外观，作防潮涂料效果很好。; 一般生产中购买颜料是以重量计，而颜料的使用性能是以体积计，因此选择小比重颜料比较合理，例如金红石型TiO2比重为4.1，铅白是6.6。 7、化学稳定性与热稳定性 颜料的化学稳定性会影响某些颜料在某些场合的使用，例如ZnO若用于高酸值的树脂中，会与树脂反应生成皂而使树脂间通过二价Zn2+交联，从而使树脂在贮存中粘度大大增加，这称为涂料的“肝化”；再如含Pb的颜料能与大气中的H2S反应生成黑色的PbS，从而使涂膜发暗等，使用时应避免。 颜料的热稳定性关系到