颜料的作用及颜基比

BMA004

一、颜料在涂料中的作用
　　 颜料在涂料中的作用不仅仅是给予涂料以色彩，有时还影响涂料的耐候性、流变性、机械性能等。由于颜料的粒径小、表面积大，在涂料中可以吸附成膜聚合物从而使颜料颗粒成为准交联点，在一定程度上提高了涂膜的机械强度。由于颜料含量和颜料颗粒的形状不同等原因，会造成涂料中的溶剂等通过涂膜时所受的阻力不同，利用这些特性可以在涂料的生产中用以调节涂膜的透气性、透水性等。大多数的颜料可以吸收来自阳光中的紫外光线，而涂料中成膜聚合物在吸收紫外光线后会引起降解，因此，在涂料中合理使用颜料可以提高涂膜的耐候性。影响颜料对紫外光线的吸收能力的因素较多，通常，颜料的表面积越大、颜色越深、浓度越高，则颜料对紫外光线吸收的能力越强。
　　 常用的颜料通常有：着色颜料、体积颜料、功能颜料。着色颜料在涂料中可以赋予涂膜色泽、遮盖率等；体积颜料在涂料中通常用来调节涂料的颜料体积浓度(PVC)，在涂料中以增强涂膜的机械强度、附着力，调节涂膜的透气、透水性和涂膜的光泽，体积颜料又被称为填料；功能颜料是指具有特殊功能的颜料，在涂料中起到特殊的功能作用。
　　 颜料的粒径改变会引起颜料在涂膜中的诸多性质，如透明度、着色力、颜色强度、遮盖力等发生变化，见图3-1所示。

这就是说，颜料要在涂膜中起到较佳的作用，颜料必须有一定的粒径。也就是说，要使颜料在涂料中充分发挥作用，就必须使它良好地分散在涂膜之中，要在涂膜中良好分散就必须在涂料中得到良好的分散，并在成膜过程中保持良好的分散状况。良好的分散就是将颜料聚集体尽可能地、充分地分离成初级粒子，并使之润湿，使之分散稳定化。
二、颜／基的设定
　　颜料和成膜物质的比例是溶剂型道路涂料配方设计的重要参数。研究表明，涂膜的性能与成膜物体积及颜料体积的比例有关，而与两者量的关系不大，因此，在涂料生产中常以颜料的体积浓度(PVC)计算颜料的用量。
　　 PVC(％)：颜料、填料的真实体积之和八成膜物体积+颜料、填料的真实体积之和)即：
式中：v1——颜料在十膜中的体积；
　　 V2--成膜物质在于膜，”的体积；
　　 v1+V2——涂膜的总体积。
　　颜料具有颜色和遮盖力，其折射率大于成膜物质，一般价格较贵，故用量常只以满足遮盖力为主。体积颜料常用来调节道路涂料的颜料体积浓度，以增强诸如涂膜的机械强度、附着力，调节水、气的透过性和光泽等。体积颜料价格相对较低，因此在涂料配方中着色颜料用量决定后，剩余的PVC量就以体积颜料充填，这就是人们把体积颜料称之为填充料的原因。
　　实际生产中，颜料的吸油量足用精制亚麻油测定的，并不与湿润颜料所需漆料量相同，但可由颜料吸油量折算出颜料体积浓度。
　　当PVC逐渐由小增大，在干涂膜中，被颜料颗粒吸附和填满颜料颗粒间的空隙后，多余的成膜物质逐渐减少，当成膜物质刚刚足以填满空隙时，此时的PVC就是涂膜性质和性能的转折点，叫做临界颜料体积浓度，即CPVC。吸油量和颜料的CPVC具有内在联系，吸油量本质是在CPVC时的吸油量，可以通过下式进行换算：
式中：OA--颜料的吸油量，其值为
　　 93．5　　麻油密度；
　　 p——颜料密度。
　　一旦颜料体积浓度超过CPVC；成膜物质就不足以填满颜料颗粒的空隙，干涂膜中就会出现空隙。例如，考察一种涂料，其PVC由O变到100时，涂料干膜的起泡性(耐水)逐渐降低，光泽由有光、十光到无光，透气性与透水性由低到高，底层锈蚀性逐渐严重，见图3-2所示。

　　为了便于在有色涂料配方设计中更有规律地反映PVC值与干膜性质和性能间的关联性，将PVC与CPVC的比值定义为比颜料体积浓度(入)：