涂料用顏料與填料

前言

涂料是涂于物體表面能形成具有保護(hù)、裝飾或特殊性能（如絕緣、防腐、標(biāo)志等）的固態(tài)涂膜的一類(lèi)液體或固體材料之總稱(chēng)。早期大多以植物油為主要原料，故有油漆之稱(chēng)?，F(xiàn)合成樹(shù)脂大部或全部取代了植物油，故稱(chēng)為涂料。 建國(guó)初年，全國(guó)只有小型油漆企業(yè)50家，年產(chǎn)油漆約萬(wàn)噸，從業(yè)人員千人左右。1978年全國(guó)涂料年產(chǎn)量3436萬(wàn)噸，列于世界第八位。改革開(kāi)放后涂料工業(yè)迅速發(fā)展。至2010年，對(duì)全國(guó)1401家規(guī)模以上的涂料企業(yè)統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)量達(dá)9666萬(wàn)噸，躍居世界第一，銷(xiāo)售產(chǎn)值達(dá)23246億元。 我國(guó)雖是涂料大國(guó)，但和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在涂料技術(shù)和高檔工業(yè)涂料品種與質(zhì)量上仍有較大差距，目前國(guó)內(nèi)高端涂料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)仍是國(guó)外涂料公司占主導(dǎo)地位。 為了涂料工業(yè)持續(xù)地、環(huán)境協(xié)調(diào)地發(fā)展，人才培養(yǎng)是關(guān)鍵。2009年，中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)和上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院合作創(chuàng)辦了涂料工程本科班，上海工程技術(shù)大學(xué)列為國(guó)家教育部“卓越工程師人才培養(yǎng)計(jì)劃”的試點(diǎn)高校，涂料工程班進(jìn)入試點(diǎn)班。 由中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)推薦，上海工程技術(shù)大學(xué)聘任了幾位涂料行業(yè)專(zhuān)家為兼職教授,負(fù)責(zé)授課和編寫(xiě)教材。在兩屆學(xué)生使用的基礎(chǔ)上，教材經(jīng)作者修改，由教材編委會(huì)集體討論修訂，現(xiàn)由化學(xué)工業(yè)出版社正式出版。 整套教材由8本組成，它們是《涂料及原材料質(zhì)量評(píng)價(jià)》、《涂料樹(shù)脂合成工藝》、《涂料用顏料與填料》、《涂料用溶劑與助劑》、《涂料制造及應(yīng)用》、《涂料生產(chǎn)設(shè)備》、《涂料涂裝與環(huán)保安全》、《涂裝工藝及裝備》。 本套教材有以下特點(diǎn)。 1、用于高分子材料專(zhuān)業(yè)或其他化學(xué)化工專(zhuān)業(yè)涂料工程方向的教材，并可作為有關(guān)專(zhuān)業(yè)研究生的主要參考書(shū)。 2、學(xué)生學(xué)習(xí)了有關(guān)化工基礎(chǔ)課與技術(shù)基礎(chǔ)課后開(kāi)始學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)課，本教材中不介紹基礎(chǔ)課內(nèi)容。 3、教材既是學(xué)生了解行業(yè)的素材，更是學(xué)生發(fā)展?jié)撃堋⒎治鰡?wèn)題、解決問(wèn)題的基礎(chǔ)，是鑰匙。因此，注重講清道理，以便舉一反三。在內(nèi)容安排上，對(duì)已商品化的涂料原料及涂料品種，簡(jiǎn)單介紹其制造原理和過(guò)程，著重介紹其性能特點(diǎn)、選用原則和改性途徑。涂料清潔文明生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和三廢處理技術(shù)，全封閉一體化涂料生產(chǎn)工藝技術(shù)等節(jié)能環(huán)保與循環(huán)經(jīng)濟(jì)側(cè)重介紹。適當(dāng)介紹超支化樹(shù)脂合成與應(yīng)用技術(shù)，有機(jī)無(wú)機(jī)雜化復(fù)合技術(shù)，納米改性涂料、顏料技術(shù)，不用多異氰酸酯合成聚氨酯樹(shù)脂等新技術(shù)。 這是國(guó)內(nèi)第一套涂料工程教材。盡管我們主觀上希望編寫(xiě)質(zhì)量盡量提高，限于水平和時(shí)間，肯定會(huì)有許多不足。誠(chéng)望得到業(yè)內(nèi)同仁和有關(guān)高校師生的選用與評(píng)議，給我們反饋建議，以便進(jìn)一步修訂。 教材編審委員會(huì)

內(nèi)容概要

　　《21世紀(jì)普通高等教育規(guī)劃教材：涂料用顏料與填料》是涂料工程教材叢書(shū)的一本，介紹了涂料用顏料與填料的相關(guān)知識(shí)。全書(shū)對(duì)顏料性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)、分類(lèi)、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特征進(jìn)行闡述，也介紹了顏料與填料常見(jiàn)的加工和應(yīng)用方法，還介紹了相關(guān)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。具體內(nèi)容包括緒論、顏料的性能特征、有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料、功能顏料、填料、涂料色漿、配色知識(shí)及電腦調(diào)色一體化和顏料與填料發(fā)展趨勢(shì)。　　《21世紀(jì)普通高等教育規(guī)劃教材：涂料用顏料與填料》可供大專(zhuān)院校涂料工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)使用，也可供涂料行業(yè)相關(guān)從業(yè)人員參考。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論 學(xué)習(xí)目的 一、顏料與填料 二、顏料與填料的作用 習(xí)題 第二章 顏料的性能特征 學(xué)習(xí)目的 第一節(jié) 顏色性能 一、顏色屬性 二、顏料的顏色性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 第二節(jié) 理化性能 一、化學(xué)組成與晶型 二、粒徑與粒度分布 三、臨界表面張力 四、親水親油平衡性 五、吸油量 六、比表面積 第三節(jié) 耐性性能 一、耐光性與耐候性 二、耐酸堿性與耐化學(xué)品性 三、耐熱性 第四節(jié) 分散與穩(wěn)定 一、潤(rùn)濕性 二、分散性 第五節(jié) 顏料顏色性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 第六節(jié) 顏料對(duì)環(huán)境的影響 一、顏料生產(chǎn)和加工過(guò)程中的“三廢”處理 二、顏料的環(huán)保性能 習(xí)題 第三章 有機(jī)顏料 學(xué)習(xí)目的 第一節(jié) 有機(jī)顏料概述 第二節(jié) 有機(jī)顏料的特性 一、有機(jī)顏料化學(xué)結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 二、顏料粒子大小、形狀與性能的關(guān)系 三、顏料晶型與性能的關(guān)系 四、顏料粒子表面狀態(tài)與性能的關(guān)系 第三節(jié) 有機(jī)顏料分類(lèi) 第四節(jié) 有機(jī)顏料各論 一、偶氮顏料 二、酞菁顏料 三、多環(huán)顏料 四、其他雜類(lèi)顏料 習(xí)題  第四章 無(wú)機(jī)顏料 學(xué)習(xí)目的 第一節(jié) 炭黑顏料 一、炭黑的分類(lèi) 二、色素炭黑 三、色素炭黑的特性與應(yīng)用關(guān)系 四、涂料用炭黑性質(zhì)及對(duì)涂料性能的影響 第二節(jié) 白色顏料 一、鈦白粉 二、氧化鋅 三、立德粉 四、銻白 五、鉛白 第三節(jié) 鐵系顏料 一、氧化鐵黃 二、氧化鐵紅 三、氧化鐵黑 四、氧化鐵棕 五、納米氧化鐵 六、其他氧化鐵 七、氧化鐵生產(chǎn)工藝及污染物處理技術(shù) 第四節(jié) 其他顏料 一、鉬鉻紅 二、鎘黃 三、鎘紅 四、釩酸鉍 五、鈦鎳黃 六、氧化鉻綠 七、鈷藍(lán) 八、群青 九、鐵藍(lán) 習(xí)題 第五章 功能顏料 學(xué)習(xí)目的 第一節(jié) 珠光顏料 第二節(jié) 熒光顏料 第三節(jié) 示溫顏料 一、常用的不可逆變色顏料 二、常用的可逆變色顏料 第四節(jié) 金屬顏料 一、鋁粉及鋁粉漿 二、銅鋅粉 三、鋅粉及其他金屬顏料 第五節(jié) 防銹顏料 一、紅丹、黃丹及其他含鉛防銹顏料 二、鉻酸鹽類(lèi)防銹顏料 三、磷酸鹽類(lèi)防銹顏料 四、硼酸鹽類(lèi)防銹顏料 五、離子交換防銹顏料 六、屏蔽型防銹顏料 七、其他防銹顏料 第六節(jié) 耐高溫彩色顏料 習(xí)題 第六章 填料 學(xué)習(xí)目的 第一節(jié)填料概述 一、填料的定義及作用 二、填料的典型性質(zhì) 三、填料的分類(lèi) 四、填料的發(fā)展趨勢(shì) 第二節(jié) 填料各論 一、碳酸鈣 二、硫酸鋇 三、二氧化硅 四、硅酸鹽類(lèi) 習(xí)題 第七章 涂料色漿 學(xué)習(xí)目的 第一節(jié) 色漿定義及制備 第二節(jié) 色漿分類(lèi) 一、水性色漿 二、溶劑型色漿 第三節(jié) 色漿的環(huán)保性能 一、重金屬 二、芳胺 三、揮發(fā)性有機(jī)化合物 四、甲醛 五、環(huán)境激素 習(xí)題 第八章 配色知識(shí)及電腦調(diào)色一體化 學(xué)習(xí)目的 第一節(jié) 色彩理論 一、色彩學(xué)的意義 二、顏色基本概念 三、色彩基本理論 四、顏料著色 五、同色異譜現(xiàn)象 六、顏色的測(cè)量 第二節(jié) 電腦調(diào)色一體化 一、涂料電腦配色的基礎(chǔ)理論 二、電腦配色的組成 三、電腦調(diào)色一體化 習(xí)題 第九章 顏料與填料發(fā)展趨勢(shì) 學(xué)習(xí)目的 一、開(kāi)發(fā)高性能顏料品種 二、提高顏料與填料的應(yīng)用效率 三、顏料與填料的生態(tài)安全性 習(xí)題 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：    一、化學(xué)組成與晶型 顏料的化學(xué)組成是顏料間相互區(qū)分的主要標(biāo)志，除了體現(xiàn)出顏料的一系列物理性能如顏色、遮蓋力、著色力、表面電荷與極性外，更為重要的是決定了顏料化學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和各項(xiàng)牢度數(shù)據(jù)，如耐光性、耐候性、耐酸性、耐堿性及耐溫性與耐化學(xué)品性等。因此在選擇顏料時(shí)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求，有針對(duì)性對(duì)顏料的化學(xué)組成進(jìn)行評(píng)估，選擇符合要求的顏料。 晶體的幾何形態(tài)特征稱(chēng)為晶型（crystal shape），同一化學(xué)結(jié)構(gòu)的顏料有多種晶型，其化學(xué)穩(wěn)定性、色光及色飽和度等有所不同。很多有機(jī)顏料同其他結(jié)晶物質(zhì)一樣，存在“同質(zhì)多晶現(xiàn)象”（polymorphism）。晶體的晶格中由于分子排列不同，可以組成多種晶型，各種晶型可以根據(jù)其X線衍射圖譜所具特征加以區(qū)別。 由于晶格結(jié)構(gòu)與排列方式的不同，使其具有同質(zhì)異晶現(xiàn)象，顯示出不同的晶型（crystalform）或晶相（crystal phase），并影響應(yīng)用特性，如色光、晶型、熱穩(wěn)定性。晶型測(cè)定最為有效的方法是應(yīng)用X射線粉末衍射分析，通過(guò)將粉末顏料壓成特定的片狀試樣，采用不同型號(hào)的衍射儀，測(cè)定20角為5°～35°的衍射曲線，與已知的標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)比鑒定晶型類(lèi)別。有機(jī)顏料的晶型穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在有機(jī)溶劑中存放或加熱條件下發(fā)生的晶型轉(zhuǎn)變，如從非穩(wěn)定晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定型，導(dǎo)致色光及著色強(qiáng)度的變化，通過(guò)可將試樣在非極性芳烴溶劑如甲苯、二甲苯等或極性溶劑N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基吡咯烷酮等進(jìn)行處理，并比較處理后試樣應(yīng)用性能的變化。 二、粒徑與粒度分布 顏料粒徑是指顏料粒子的形狀與大小。粒度是顆粒大小的量度，而顏料樣品是由成萬(wàn)上億個(gè)顆粒組成的，顆粒之間大小互不相同，其大小需要用粒度分布來(lái)描述。所謂粒度分布，通常是指粉體樣品中各種大小的顆粒所占顆?？倲?shù)的比例（如干粉粒度分布圖），一般用激光粒度分布儀進(jìn)行測(cè)定。 顏料粒子的大小、形狀會(huì)影響其遮蓋力、著色強(qiáng)度、色光及耐性牢度等。顏料對(duì)光的反射作用與其自身同周?chē)橘|(zhì)的折射系數(shù)之差有關(guān)，折射系數(shù)差別越大，反射作用越強(qiáng)，遮蓋力越高。在一定范圍內(nèi)，隨粒度的降低，顏料的遮蓋力增加，同時(shí)粒子變小，比表面積增大，著色強(qiáng)度也隨之提高。但粒子過(guò)于細(xì)小時(shí)會(huì)發(fā)生光的繞射現(xiàn)象，遮蓋力反而降低，因此粒子的大小應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。顏料粒子的分布對(duì)顏料的色光也有影響。通常，粒子粗大，粒度分布較寬，色光發(fā)暗；反之則色光鮮艷。粒徑分布還會(huì)影響顏料的耐光、耐候、牢度等。 顏料粒徑大小是影響其透明性的重要因素，欲使應(yīng)用介質(zhì)呈現(xiàn)非透明性，除了要求分散介質(zhì)與顏料粒子之間的折射指數(shù)有明顯差值外，還與顏料粒子對(duì)光線的散射作用有關(guān)。當(dāng)顏料粒徑大小為光線波長(zhǎng)的一半，即顏料顆粒直徑為0.2～0. 5μm時(shí)，對(duì)光的散射能力最強(qiáng)，可導(dǎo)致遮蓋力高的非透明性；而當(dāng)顏料分散體的平均粒徑小于此數(shù)值時(shí)，如粒徑為0. 015～0. 025μm則呈透明性，顏料的著色力也高。顏料在光照之下退色過(guò)程屬于氣固非均相反應(yīng),其反應(yīng)速率主要與化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),但也與顏料粒子大小，即與其比表面積有關(guān)，通常微細(xì)粒子比表面積大，其耐氣候牢度較差。 顏料的顆粒狀態(tài)粒徑大小不僅影響到著色強(qiáng)度、透明度、色光、耐氣候牢度、耐溶劑性能，而且也對(duì)著色涂層膜的光澤度有一定影響，當(dāng)然也與應(yīng)用介質(zhì)的光澤度有重要關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)顏料粒子呈球狀，且粒徑在0. 01～1μm范圍，將可形成更為光滑的表面涂膜，并且和顏料粒子的形狀有關(guān)，尤其是針狀或棒狀的粒子的長(zhǎng)／寬比值大小起著重要的作用。試驗(yàn)表明，光澤度與每個(gè)顏料的平均粒徑不存在直接關(guān)系；但同一針狀體顏料經(jīng)過(guò)濕研磨處理后，使粒子的長(zhǎng)度降低，顯示相當(dāng)高的光澤度。

編輯推薦

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