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鋁型材表面處理所使用顏料的分類和性能
鋁型材表面處理顏料的分類和性能
鋁型材表面處理顏料分類可以采用多種方法，著名的Colo Index（顏料索引）將顏料分為顏料黃（PY)/顏料檢（PO)、顏料紅（PR）、顏料紫（PV)、顏料藍（PB)、顏料黑（PBk）、顏料白(PW）、金屬顏料（PM）等幾大類。鋁型材表面處理所使用顏料的化學成分對其性能有決定性的影響。顏料按化學組成分為無機顏料和有機顏料兩大類，其中無機顏料可細分為氧化物、硫化物、鉻酸鹽、釩酸鹽、鉬酸鹽、金屬等；有機顏料可細分為偶氮顏料、酞菁顏料、多環顏料和其他顏料等。
鋁型材表面處理所使用顏料的應用性能不僅與顏料自身的結構等因素有關，而且與被著色的材料（介質）的物性有關。與粉末涂料關系最密切的應用性能簡述如下，以便在選擇顏料時加以考慮。
（1）.顏色的顏料最基本的性能，人們以此將顏料分為紅色、藍色等幾大類。鋁型材表面處理所使用顏料的顏色主要由化學結構和晶形決定粒徑對色相的影響。顏色還要注意彩度或飽和度問題，即通常所說的鮮艷性。彩度是顏色的屬性之一，表示顏色偏離相同灰色的程度，它取決于顏料對光波反射選擇性的高低，選擇性越高則彩度越高。可見光中的各種單色光是彩度最高的。在實際配色中可以用彩度較高的顏料調配彩度較低的顏色，反之則不行。某些用有機顏料調出的板，用無機顏料無論怎樣增加用量都無法調出，原因就在于無機顏料彩度較低。有些特別鮮艷的油墨或油漆色板，粉末涂料是無法調出來的，這是因為鋁型材表面粉末涂料中顏料濃度較低，同時較高的固化溫度將許多不耐熱的鮮艷顏料排斥在外。
（2）著色力又稱著色強度，是顏料使被著色的鋁型材具有顏色的能力，它主要取決于化學結構，還與晶形、粒徑等因素有關。
（3）遮蓋力是指鋁型材表面涂層遮蓋而限制光線透過的能力，其光學本質是顏料與介質的折光率有差異，這種差異越大遮蓋力越強。同時顏料對光的吸收能力越強（如黑色）其遮蓋力也越強。對同種顏料而言，粒徑和粒子形狀會影響遮蓋力。
（4）耐熱性主要與化學結構和晶形有關，還與粒徑、顏料在鋁型材表面處理等因素有關。另外許多顏料沖淡后耐熱性下降。
（5）耐光性反映了顏料在光照下變暗、褪色的程度，從嚴重到輕微分為1-8級，8級表示耐光性最好。耐候性更全面反映了顏料在戶外自然條件下的牢度，從最差到最好分為1-5級。顏料的耐光性和耐候主要取決于化學結構，與晶形、粒徑、表面處理也有關系，許多顏料沖淡后耐光和耐候性下降。
（6）毒性涉及的范圍很廣，包括急性毒性、對皮膚和黏膜的刺激、過敏、亞急性毒性、慢性毒性、誘變和致癌性等。
不同國家對毒性限制的標準是不同的，不同用途對毒性的限制標準也不同。一般而言無機顏料主要限制重金屬含量，有的標準限制重金屬總含量；有的標準限制可溶性重金屬含量。有機顏料主要限制某些芳胺和多氯聯苯（PCB）等物質的含量。它們可能作為中間體、溶劑或副產物存在于顏料中。根據顏料的分子式或示性式基本上可知道某顏料是否含有重金屬，但考慮到顏料及填料可能含有重金屬雜質，在要求嚴格的場合還應送交權威檢測部門檢驗。對于有機顏料，僅從分子式難于判斷 是否有毒，即使已知結構式，也不能知道有毒溶劑或副產物是否超標，必要時應送檢。
鋁型材表面噴涂所使用的粉末涂料中常用的有無機顏料和有機顏料。常用的無機鈦白（銳鈦型和金紅石型）、鐵系顏料（鐵紅、鐵棕、云母氧化鐵、鐵黑和鐵黃等）、鉛鉻黃系顏料（檸檬鉻黃、淺鉻黃、中鉻黃、深鉻黃和橘鉻黃等以及它們的包膜產品）、鉬鉻紅系列產品、群青、炭黑、鋁粉、銅金粉、鎳粉和珠光顏料等。常用的國產有機顏料品種有酞菁藍系列（紅相和藍相）、耐曬黃、耐曬紅、耐曬艷紅、耐曬大紅、新寶紅等，其中耐光性和耐候性不好的只能用在戶內，不能用在戶外。根據顏料的性能，結合粉末涂料的涂膜性能技術指標要求，選擇能夠滿足鋁型材表面處理性能需要的顏料。適合于粉末涂料的顏料主要品種如下表所示。
表4-4 適合于鋁型材表面粉末涂料的無機顏料主要品種和性能
|
顏料索引號 |
名稱 |
化學類型 |
顏色 |
耐光性/級 |
耐熱性/℃ |
說明 |
|
PW4 |
氧化鋅，鋅白 |
ZnO |
白 |
|
|
有抗靜電/抑菌/防粉化等作用 |
|
PW5 |
立德粉，鋅鋇白 |
Zns·BaSO4 |
白 |
|
|
遮蓋力為TiO?的20%-25% |
|
PW6 |
二氧化鈦 |
T?O? |
白 |
|
|
金紅石型比銳鈦型耐候性好，遮蓋力高 |
|
PBK6/7 |
炭黑 |
C |
黑 |
|
|
按著色力分高中低色素炭黑 |
|
PY34 |
鉻黃，鉛鉻黃 |
PbCrO4·PbSO4 |
檸檬黃-橘黃 |
一般 |
|
表面處理可顯著提高耐光性和耐候性 |
|
PY37 |
鎘黃 |
CdS·ZnS |
櫻草黃-橘黃 |
好 |
～500 |
價格較高 |
|
PY184 |
鋇酸鉍 |
4BiVO4·3Bi?MoO4 |
檸檬黃 |
好 |
＞200 |
著色力與鎘黃相當，價格高 |
|
PR101 |
鐵紅 |
XPbCrO4yPbMoO4·PbSO4 |
黃光紅-深色 |
極好 |
|
遮蓋力強，牢度好，但不夠艷麗 |
|
PR104 |
鉬鉻紅 |
Cr?O? |
橘紅-紅 |
好 |
|
表面處理可顯著提高耐光性和耐候性 |
|
PG17 |
氧化鉻綠 |
Cr?O? |
橄欖綠 |
極好 |
1000 |
色調不夠鮮艷 |
|
PB29 |
群青 |
|
藍色為主 |
好 |
＞200 |
藍色與群青色調清新艷麗，但著色力差 |
|
PB28 |
鈷藍 |
CoO·Al?O? |
藍 |
極好 |
～1200 |
價格高 |
|
PY53 |
鈦錫銻黃 |
NiO·Sb?O5·20TiO? |
黃 |
極好 |
～1000 |
金屬氧化物混合顏料，各項牢度極好，但著色力差 |
|
PBr24 |
鉻銻鈦棕 |
Cr?O?Sb?O5·31TiO? |
棕 |
極好 |
～1000 |
金屬氧化物混合顏料，各項牢度極好，但著色力差 |
|
PBk28 |
銅鉻黑 |
CuCr?O |
黑 |
極好 |
～1000 |
金屬氧化物混合顏料，各項牢度極好，但黑度不夠 |
表4-5 適合于粉末涂料的有機顏料主要品種和性能
|
顏料索引號 |
名稱 |
化學類型 |
顏色 |
耐光性/級 |
耐熱性/℃ |
說明 |
|
PY1 |
耐曬黃G |
單偶氮 |
黃 |
6-7 |
160 |
著色力強，鮮艷價廉，可用于深綠色，不宜用于橙/棕色 |
|
PY12 |
聯苯胺黃 |
雙偶氮 |
黃 |
5 |
180 |
|
|
PY14 |
永固黃G/5GF |
雙偶氮 |
黃 |
5 |
180 |
|
|
PY83 |
永固黃HR |
雙偶氮 |
紅光黃 |
7-8 |
180-200 |
用途廣泛的紅光黃品種 |
|
PY151 |
永固黃H4/4GO |
苯并咪唑酮系偶氮 |
綠光黃 |
7-8 |
＞200 |
價高，性能優異 |
|
PY110 |
|
異吲哚啉酮 |
紅光黃 |
8 |
＞200 |
性能最好的紅光黃有機顏料之一 |
|
PY139 |
|
異吲哚啉酮 |
紅光黃 |
8 |
＞200 |
|
|
PY138 |
|
喹肽酮 |
紅光黃 |
8 |
＞200 |
|
|
PO36 |
|
苯并咪唑酮系偶氮 |
橙 |
6-7 |
180 |
|
|
PO43 |
|
桐 |
紅光橙 |
6-7 |
200 |
價格高 |
|
PO51 |
|
蔥醌 |
橙 |
7-8 |
＞200 |
|
|
PR48:1 |
耐曬大紅 |
偶氮色淀 |
微黃光紅 |
4 |
180 |
價格低 |
|
PR48:2 |
耐曬艷紅 |
偶氮色淀 |
藍光紅 |
5 |
180-200 |
價格低 |
|
PR48:3 |
耐曬紅 |
偶氮色淀 |
紅 |
6 |
180 |
價格低 |
|
PR57:1 |
立索爾洋紅 |
偶氮色淀 |
藍光紅 |
5-6 |
160-180 |
不宜用于淺色 |
|
PR170 |
永固紅F3RK/F5RK |
色酚AS |
微藍光紅 |
7-8 |
180 |
用途廣 |
|
PR177 |
堅固紅A3B |
蔥醌 |
藍光紅 |
8 |
＞200 |
性能優異 |
|
PR178 |
茈紅 |
茈系 |
紅 |
7-8 |
200 |
性能優異，接近品紅 |
|
PR122 |
喹吖啶酮紅 |
喹吖啶酮 |
藍光紅 |
7-8 |
＞200 |
性能優異，接近品紅 |
|
PR254 |
|
DPP系 |
紅 |
8 |
200 |
性能優異，價格高 |
|
PR255 |
|
DPP系 |
黃光紅 |
8 |
200 |
性能優異，價格高 |
|
PR264 |
|
DPP系 |
藍光紅 |
8 |
200 |
性能優異，價格高 |
|
PG7 |
酞菁綠G |
酞菁 |
綠 |
8 |
＞200 |
價廉物美 |
|
PG36 |
酞菁綠3G/6G |
酞菁 |
黃光綠 |
8 |
＞200 |
價格較高，著色力低 |
|
PB15 |
α-酞菁藍B/BX |
酞菁 |
紅光藍 |
8 |
＞200 |
遇高溫會結晶，變色，影響固化 |
|
PB15:1 |
α-型酞菁藍NC |
酞菁 |
紅光藍 |
8 |
＞200 |
抗結晶 |
|
PB15:2 |
α型酞菁藍NCNF |
酞菁 |
紅光藍 |
8 |
＞200 |
耐高溫，抗結晶，抗絮凝 |
|
PB15:3 |
β型酞菁藍 |
酞菁 |
綠光藍 |
8 |
＞200 |
耐高溫，抗結晶 |
|
PB15:4 |
β型酞菁藍 |
酞菁 |
綠光藍 |
8 |
＞200 |
耐高溫，抗結晶，抗絮凝 |
|
PB15:6 |
ε型酞菁藍 |
酞菁 |
強紅光藍 |
8 |
＞200 |
|
|
PB60 |
|
陰丹士林 |
強紅光藍 |
8 |
|
耐光性耐候性優異 |
|
PV19 |
喹吖啶酮紫 |
喹吖啶酮 |
紅，紫紅 |
8 |
＞200 |
性能優異，價格中等 |
|
PV23 |
永固紫，熒光顏料 |
二 |
紫，各種顏色 |
7 |
200 |
著色力非常強 |
