涂料技術(shù)基礎(chǔ)第四章

顏料(pigment)的作用應(yīng)用性能：裝飾、保護(hù)、改性；力學(xué)性能：硬度、耐久；經(jīng)濟(jì)性能：成本無機(jī)顏料一般是礦物性物質(zhì)，早期人們利用有色的土和礦石，在巖壁上作畫和涂抹身體；有機(jī)顏料一般取自植物和海洋動(dòng)物，如茜藍(lán)、藤黃和古羅馬從貝類中提煉的紫色?，F(xiàn)在是1頁\一共有79頁\編輯于星期三顏料的分類——來源：可分為天然顏料和合成顏料以礦物為來源，如：朱砂、紅土、雄黃、孔雀綠以及重質(zhì)碳酸鈣民間彩繪顏料、硅灰石、重晶石粉、滑石粉、云母粉、高嶺土等等以生物為來源，動(dòng)物：胭脂蟲紅、天然魚鱗粉等；植物：藤黃、茜素紅、靛青等合成顏料：通過人工合成無機(jī)顏料：鈦白、鋅鋇白、鉛鉻黃、鐵藍(lán)等有機(jī)顏料：大紅粉、偶淡黃、酞菁藍(lán)、喹吖啶酮等現(xiàn)在是2頁\一共有79頁\編輯于星期三顏料的分類——化合物類別無機(jī)顏料：氧化物、硫化物；鉻酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽、釩酸鹽、鐵氰酸鹽；氫氧化物、金屬等；有機(jī)顏料(按化學(xué)結(jié)構(gòu))：偶氮顏料、酞菁顏料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮、二惡嗪等多環(huán)顏料、芳甲烷系顏料等?，F(xiàn)在是3頁\一共有79頁\編輯于星期三顏料的分類——應(yīng)用涂料用顏料油墨用顏料塑料用顏料橡膠用顏料陶瓷及搪瓷用顏料醫(yī)藥化妝品用顏料美術(shù)用顏料……現(xiàn)在是4頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——白色鈦白粉：TiO2氧化鋅：ZnO鋅鋇白：（立德粉）ZnS·BaSO4硫化鋅：ZnS銻白：Sb2O3現(xiàn)在是5頁\一共有79頁\編輯于星期三鈦白粉橡膠行業(yè)——著色劑，補(bǔ)強(qiáng)、防老化、填充作用；耐日曬，不開裂、不變色，伸展率大及耐酸堿。主要用于汽車輪胎以及膠鞋、橡膠地板、手套、運(yùn)動(dòng)器材等，一般以銳鈦型為主?；瘖y品——無毒，優(yōu)于鉛白，代替鉛白和鋅白。香粉中加入5%-8%的鈦白粉可得永久白色，滑膩，有附著力、吸收力和遮蓋力；水粉、防曬霜、白色香皂、牙膏……銳鈦型（AnataseA型，較軟）金紅石型（RutileR型）現(xiàn)在是6頁\一共有79頁\編輯于星期三TiO2用途涂料——最大用戶，金紅石型；色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，保護(hù)介質(zhì)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)漆膜機(jī)械強(qiáng)度、附著力，防止裂紋、紫外線和水分透過，延長漆膜壽命；塑料——第二大用戶，改善物理化學(xué)性能（耐熱性、耐光性、耐候性、機(jī)械強(qiáng)度）延長使用壽命。造紙——第三大用戶，高級(jí)、薄型紙張?zhí)盍希咕哂休^好的白度，光澤好，強(qiáng)度高，薄而光滑，印刷時(shí)不穿透，質(zhì)量輕；造紙一般使用未經(jīng)表面處理的銳鈦型鈦白粉，可以起到熒光增白劑的作用，增加白度；層壓紙使用經(jīng)過表面處理的金紅石型鈦白粉，以滿足耐光、耐熱的要求。高級(jí)油墨——白色顏料，耐久不變色，表面潤濕性好，易于分散；金紅石型、銳鈦型。紡織和化學(xué)纖維——消光劑，銳鈦型。化纖鈦白粉一般不需表面處理；某些特殊品種避免纖維在二氧化鈦光催化的作用下降解，需進(jìn)行表面處理?，F(xiàn)在是7頁\一共有79頁\編輯于星期三鋅鋇白（lithopone，立德粉）ZnS·BaSO4由硫酸鋅和硫化鋇溶液起反應(yīng)而得的沉淀，經(jīng)過濾、干燥及粉碎后，再煅燒至紅熱，傾入水中急冷而得;與中強(qiáng)酸接觸放出硫化氫耐熱、耐候、防藻耐久性稍差，抗粉化性較差，防沉淀效果、遮蔽力次于鈦白，比硫化鋅用途廣泛用途用于涂料及制作白色漆和調(diào)制各種淺色漆；塑料白色橡膠，油墨，漆布，造紙，搪瓷，制革等的著色。現(xiàn)在是8頁\一共有79頁\編輯于星期三銻白：由輝銻礦（Sb2S3）煅燒氧化生成Sb2O3阻燃劑，適用于環(huán)氧樹脂、聚氨酯、氯丁橡膠、聚苯乙烯、聚氯乙稀、聚酯等；當(dāng)與鹵化物并用時(shí)有良好的協(xié)同效應(yīng)，阻燃效果明顯提高。媒染劑(載體，使沒有親和力的染料染上基材)；織物、紙張、塑料阻燃劑、玻璃脫色劑制備酒石酸銻鉀，釉彩，防火劑制造鉛軟化劑銻酸鉛[Pb(SbO3)2，增加紡織品、橡膠制品、皮革、紙張等的柔軟性的物質(zhì)]現(xiàn)在是9頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——紅色鎘紅：nCdS·CdSe（硒化鎘）戶外塑料制品，塑鋼門窗型材，色母粒等高耐候涂料，汽車涂裝和高檔烘漆；搪瓷、陶瓷、玻璃、涂料、塑料、美術(shù)顏料、印刷油墨、造紙、皮革、彩色砂石建筑材料和電子材料等行業(yè)；聚合物吸水性較低的體系，因介質(zhì)滲水性會(huì)降低顏料的耐候性。自然硬度低，摩擦性好，可用于照相凹板印刷油墨和PVC網(wǎng)印油；幾乎適用于所有樹脂和塑料，如ABS塑料、聚甲醛、丙烯酸、氨基、氟塑料、尼龍、聚酰胺、聚碳酸酯；現(xiàn)在是10頁\一共有79頁\編輯于星期三鐵紅：Fe2O3用于油漆、橡膠、大理石、建筑等的著色；防銹漆顏料；塑料、石棉、人造革、皮革揩光漿等的著色劑和填充劑；藥片、藥丸、膠囊糖衣著色；日本用于赤豆飯、魔芋粉食品；貓食、狗食和包裝材料；硬幣的透明著色；磁性材料，用于電訊、儀表工業(yè)的無機(jī)紅色顏料現(xiàn)在是11頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——黃色鎘黃：CdS·BaSO4；鐵黃：Fe2O3·xH2O；鉛鉻黃：xPbCrO4·yPbSO4;現(xiàn)在是12頁\一共有79頁\編輯于星期三鎘黃：CdS·BaSO4,cadmiumyellow粉狀物質(zhì)，無臭；難溶于水，難溶于丙酮，難溶于乙醇，不溶于酸堿；無爆炸危險(xiǎn)性，無毒，非易燃，非腐蝕性；顏色鮮明飽和，其色譜范圍從淡黃經(jīng)正黃直至紅光黃含硫化鋅（ZnS）的鎘黃，其黃色度隨ZnS固溶量的增加而變淺，直至淡黃填充型鎘黃降低成本，且某些性能有所改善（比重和吸油量降低）在有機(jī)介質(zhì)中分散性更好。現(xiàn)在是13頁\一共有79頁\編輯于星期三鎘黃具有優(yōu)良的耐光、耐熱、耐堿性能，耐酸性能較差；用于：繪畫顏料；涂料、硅酸鹽、橡膠等工業(yè)；耐溫涂料，氟碳涂料，戶外高耐候涂料；戶外塑料制品，塑鋼門窗型材，色母?！F(xiàn)在是14頁\一共有79頁\編輯于星期三鐵黃：Fe2O3·

xH2O色光從檸檬黃到橙黃；著色力幾乎與鉛鉻黃相等；耐光、耐大氣影響、耐污濁氣體以及耐堿性都非常強(qiáng)；耐酸性較差；特別是能被濃熱的強(qiáng)酸溶解；加熱時(shí)脫水變色，逐漸形成氧化鐵紅現(xiàn)在是15頁\一共有79頁\編輯于星期三鉛鉻黃、鉻黃xPbCrO4·yPbSO4

chromeyellow；leadchromate;有毒；對(duì)硫化氫反應(yīng)；不溶于水和油，易溶于無機(jī)酸和強(qiáng)堿溶液；淺鉻黃：深鉻黃現(xiàn)在是16頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——綠色氧化鉻綠Cr2O3；鉻綠PbCrO4·xPbSO4·yFeNH4[Fe(CN)6]氧化鉻綠Cr2O3主要用于冶金、顏料、研磨拋光、耐火材料以及新發(fā)展起來的熔噴涂料亮綠色至深綠色;有金屬光澤，具有磁性；遮蓋力強(qiáng)，耐高溫，耐日曬，不溶于水，難溶于酸，在大氣中比較穩(wěn)定，對(duì)一般濃度的酸和堿及二氧化硫氣體無影響；具有優(yōu)良突出的顏料品質(zhì)和堅(jiān)牢度?，F(xiàn)在是17頁\一共有79頁\編輯于星期三鉻綠，翠鉻綠或油漆綠，外觀色澤鮮艷；工業(yè)顏料，生產(chǎn)油漆、涂料、油墨及塑料等工業(yè)產(chǎn)品；茶葉中如果摻入鉛鉻綠，鉛、鉻等重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，可對(duì)人的中樞神經(jīng)、肝、腎等器官造成極大損害，并會(huì)引發(fā)多種病變。

現(xiàn)在是18頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——藍(lán)色鉄藍(lán)(ironblue)、華藍(lán)(Chineseblue)，普魯士藍(lán)(Prussianblue)KxFey[Fe(CN)6]x·nH2O；(鉀鐵藍(lán))(NH4)xFey[Fe(CN)6]z·nH2O；(銨鐵藍(lán))群青NaxAlySizSjOi能消除白色物質(zhì)內(nèi)黃色色光；具有獨(dú)特紅色熒光耐堿、耐熱、耐光，遇酸分解褪色，不溶于水。無機(jī)顏料，由硫磺、粘土、石英、碳等混合燒制成。現(xiàn)在是19頁\一共有79頁\編輯于星期三普魯士藍(lán)（狄斯巴赫）將草木灰和牛血混合在一起進(jìn)行焙燒，以水浸取焙燒物質(zhì)，濾掉不溶物，得清亮的溶液；蒸濃析出黃色晶體；黃色晶體放入三氯化鐵溶液，生成顏色鮮艷的藍(lán)色沉淀

合成原理：3K4Fe(CN)6+4FeCl3→Fe4[Fe(CN)6]3+12KCl檢驗(yàn)CN-1）FeSO4+6NaCN→Na4Fe(CN)6+Na2SO4

2）Na4Fe(CN)6+4FeCl3→Fe4[Fe(CN)6]3

↓+12NaCl現(xiàn)在是20頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——黑色炭黑C氧化鐵黑(FeO)x·(Fe2O3)y現(xiàn)在是21頁\一共有79頁\編輯于星期三C橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑和填料，約為橡膠消耗量的一半；橡膠用炭黑占炭黑總量的94%，其中約60%用于輪胎制造；炭黑的粒徑越細(xì)，其補(bǔ)強(qiáng)性能越優(yōu)越；炭黑結(jié)構(gòu)度越高，其定伸應(yīng)力及模量越高；賦予輪胎優(yōu)良耐磨性較粗粒徑：半補(bǔ)強(qiáng)型，耐曲撓龜裂、耐臭氧、良好回彈性和較低生熱性（胎側(cè)、簾布層、帶束緩沖層和內(nèi)襯層）輪胎(56%)橡膠炭黑（94%）炭黑(100%)現(xiàn)在是22頁\一共有79頁\編輯于星期三C油墨、涂料和塑料的著色劑以及塑料制品的紫外光屏蔽劑；電極、干電池、電阻器、炸藥、化妝品及拋光膏；槽黑廣泛用于油墨、涂料和塑料中高色素槽黑，涂料制造過程中，賦予面漆極好的黑度和光澤；中色素槽黑用于一般工業(yè)涂料、新聞?dòng)湍?；聚烯烴的紫外光屏蔽劑，提高塑料制品的耐候性；熱裂黑，粒徑粗而補(bǔ)強(qiáng)性能差，僅用于要求最大限度填充增量的場合，如用于制造膠墊、膠管、海綿制品、密封圈、輪胎內(nèi)襯層、胎圈膠以及絕緣制品等?，F(xiàn)在是23頁\一共有79頁\編輯于星期三生產(chǎn)方法槽法炭黑(槽黑)以天然氣為主要原料，以槽鋼為火焰接觸面而生產(chǎn)炭黑，此種炭黑稱為槽黑與爐黑及熱裂黑相比，其粒子較細(xì)而比表面積較大；聚結(jié)程度較低，較多的含氧官能團(tuán)，呈酸性；可延緩橡膠的硫化速度，提高聚烯烴的耐候性以及賦予油墨良好的流動(dòng)性和印刷性能現(xiàn)在是24頁\一共有79頁\編輯于星期三爐法——由天然氣或高芳烴油料在反應(yīng)爐中經(jīng)不完全燃燒或熱解生成炭黑，此種炭黑稱為爐黑；熱裂法——以天然氣、焦?fàn)t氣或重質(zhì)液態(tài)烴為原料，在無氧、無焰的情況下，經(jīng)高溫?zé)峤馍商亢冢Q為熱裂黑?，F(xiàn)在是25頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——銀色鋁粉（“銀粉”），銀色的金屬顏料，以純鋁箔加入少量潤滑劑，經(jīng)搗擊壓碎為鱗狀粉末，再經(jīng)拋光而成；鋁粉質(zhì)輕，漂浮力高，遮蓋力強(qiáng)，對(duì)光和熱的反射性能均好（1910）美國J.Hall：在球磨機(jī)內(nèi)加入石油溶劑，生產(chǎn)的鋁粉與溶劑混成漿狀鋁粉顏料；設(shè)備簡單，工藝安全，使用方便，很快為世界各國所采用現(xiàn)代絕大多數(shù)鋁粉顏料都采用這種方法，這種方法也稱之為“濕法”。現(xiàn)在是26頁\一共有79頁\編輯于星期三無機(jī)顏料——金色銅粉（“金粉”）：深紅色粉末狀金屬普通的銅(金)粉是一種浮型片狀顏料，由一定比例的銅、鋅和鋁合金，經(jīng)煉、球磨、分級(jí)到所需要的規(guī)格和效果而成；根據(jù)銅金粉的色相不同可分為青金粉、紅金粉、黃金粉、古銅金粉及鋼琴紅等；顆粒越粗，金屬感越強(qiáng)，越閃爍，遮蓋力較差：顆粒越細(xì)，金屬感越弱，色澤越柔和，遮蓋力越好；根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和所需達(dá)到的金屬效果，可通過選擇不同顆粒直徑的銅金粉來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在是27頁\一共有79頁\編輯于星期三影響顏料性能因素1.顏料粒子大小影響遮蓋力、著色力：粒子越小，分散度大，反光面積多，遮蓋力越大；（有效粒子尺寸為可見光波長的一半）著色力——顏料在混合后成色的強(qiáng)弱能力；660nm600nm590nm560nm495nm480nm420nm弱強(qiáng)現(xiàn)在是28頁\一共有79頁\編輯于星期三2.顏料粒子的形狀影響涂料的流動(dòng)性、貯存性、耐久性三種形狀瘤狀粒子（近似于球形，鈦白粉、立德粉）；針狀粒子（鋅白、滑石粉3MgO·2SiO2·2H2O）;增強(qiáng)作用，提高機(jī)械性能；扁平粒子（金屬顏料）取向，隔水隔氣，防腐及金屬外觀現(xiàn)在是29頁\一共有79頁\編輯于星期三3.顏料粒子表面積、表面處理表面積通過滲透法或吸附法測定：滲透法：氣體通過顏料粒子層的流量；吸附法：氣體或液體被顏料樣品吸附的質(zhì)量（摩爾數(shù)）；表面處理的作用影響飽和、增溶、成核、相轉(zhuǎn)化過程；提高燒結(jié)性能（避免烤漆煅燒出孔）；提高潤濕效果，改善分散性、穩(wěn)定性、流變性；耐光，耐候，耐酸堿，耐溶劑現(xiàn)在是30頁\一共有79頁\編輯于星期三4.顏料粒子的粒度分布分布普遍呈非正態(tài)分布（兩側(cè)向內(nèi)彎曲）：小粒子出現(xiàn)幾率大于大粒子；分布越集中，顆粒均勻性好、顏料性能好、料色越純；Identity0Diameter小粒子過多，散射短波長，色澤偏藍(lán)大粒子過多，散射長波長，色澤偏紅（黃）現(xiàn)在是31頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)顏料含有發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)的有機(jī)化合物發(fā)色團(tuán)chrome——分子結(jié)構(gòu)的某些基團(tuán)吸收某種波長的可見光，而不吸收另外波長的可見光紫外吸收光譜中，分子結(jié)構(gòu)含有π電子的基團(tuán)稱為發(fā)色團(tuán)，它們能產(chǎn)生π→π*或n→n*躍遷從而能在紫外光范圍內(nèi)產(chǎn)生吸收；如C=C、C=O、-N=N-、-NO2、-C=S等助色團(tuán)auxochrome——本身不吸收輻射，而使分子中生色基團(tuán)的吸收峰向長波移動(dòng)并增強(qiáng)其強(qiáng)度的基團(tuán)酸性助色團(tuán)：-COOH，-OH，-SO3H堿性助色團(tuán)：-NHR，-NH2，-NR2中性助色團(tuán)：-OCH3現(xiàn)在是32頁\一共有79頁\編輯于星期三吸收光與顏色顏色互補(bǔ)原理——不透明物質(zhì)吸收單色光，散射互補(bǔ)色光；透明物質(zhì)吸收單色光，透過互補(bǔ)色光；互補(bǔ)色譜如右，例如：吸收紅光則料色為純藍(lán)吸收紫光，則料色為黃綠；現(xiàn)在是33頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)分子發(fā)色機(jī)理染料的顏色取決于其分子結(jié)構(gòu)按Wiff發(fā)色團(tuán)學(xué)說，染料分子的特點(diǎn)是：不飽和共軛鏈(如-C=C-、-N=N-、-N=O）的一端與含有供電子基(如-OH、-NH2)或吸收電子基(如-NO2、>C=O)的基團(tuán)相連；另一端與電性相反的基團(tuán)相連；例：對(duì)苯二酚為無色，當(dāng)其氧化后失去兩個(gè)氫原子，它的分子或則變?yōu)橛悬S色的對(duì)醌，這種產(chǎn)生顏色的醌式環(huán)就是發(fā)色團(tuán)?，F(xiàn)在是34頁\一共有79頁\編輯于星期三四烯雌酮當(dāng)化合物分子吸收了一定波長的光量子的能量后，發(fā)生極化，形成偶極矩，使價(jià)電子在不同能級(jí)間躍遷而形成不同的顏色；染料分子結(jié)構(gòu)中共軛鏈越長，顏色越深；苯環(huán)增加，顏色加深；分子量增加，特別是共軛雙鍵數(shù)增加，顏色加深?，F(xiàn)在是35頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)顏料的分類按(化學(xué))結(jié)構(gòu)可分為：偶氮顏料；酞菁顏料；喹吖啶酮顏料；還原顏料；……現(xiàn)在是36頁\一共有79頁\編輯于星期三化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有偶氮基（-N=N-）的有機(jī)顏料廣泛地應(yīng)用于油墨、涂料、橡膠、印花涂料色漿中由于分子量相對(duì)較小，其耐溶劑性和耐遷移性不理想；縮合偶氮顏料：分子結(jié)構(gòu)含多個(gè)酰胺基團(tuán)，改善顏料的耐溶劑性和耐遷移性，且色譜較廣，黃色、紅色、紫色、棕色?，F(xiàn)在是37頁\一共有79頁\編輯于星期三偶氮顏料-甲苯胺紅

ToluidineRed

又稱甲苯胺紅、顏料猩紅不溶于水，稍溶于油，易溶于乙醇。單偶氮紅顏料，耐熱，耐酸堿，較高的著色力耐光性差可用于涂料、油墨、紙張著色、烤瓷以2-萘酚和2-硝基對(duì)甲苯胺偶合而成?，F(xiàn)在是38頁\一共有79頁\編輯于星期三二硝基苯胺橙又稱永固橙RN，棒狀結(jié)晶，橙色粉末，密度1.48～2.00g/cm3，熔點(diǎn)302℃；在濃硫酸中呈紫紅色，稀釋后為橙色沉淀；遇硝酸或氫氧化鈉不變化以亞硝基硫酸進(jìn)行重氮化后與2-萘酚偶合制得甲苯胺紅比較以上兩種顏料，它們的顏色與結(jié)構(gòu)有何聯(lián)系？現(xiàn)在是39頁\一共有79頁\編輯于星期三吡唑啉酮紅吡唑啉酮紅不溶于水，微溶于乙醇。由3,3’-二氯聯(lián)苯胺重氮化后，與1-苯基-3-乙酯基-5-吡唑酮偶合制得；雙偶氮顏料，著色強(qiáng)度、透明性、耐熱性、耐滲色性比單偶氮顏料好；中等耐烘焙穩(wěn)定性、耐化學(xué)穩(wěn)定、主色耐久性；耐光性能較差；主要用于橡膠、塑料的著色，包裝用油墨及金屬裝飾等現(xiàn)在是40頁\一共有79頁\編輯于星期三顏料黃74(漢沙黃5GX；永固黃GX)具有重要商業(yè)價(jià)值的顏料印刷油墨和涂料工業(yè)；乳膠漆，內(nèi)墻及深色外墻著色；無鉛漆著色力比其它任何單偶氮顏料黃色都高；高耐曬牢度（包裝的印刷油墨）；色彩鮮亮、中高透明度、耐光、化學(xué)穩(wěn)定性；耐酸堿、耐皂化；耐熱差、耐滲色性差，易起霜，阻礙在烘烤瓷漆中的應(yīng)用；現(xiàn)在是41頁\一共有79頁\編輯于星期三顏料黃83(永固黃HR、紅光黃)具有較高的耐熱性、耐光性、耐候性、耐溶劑性適用范圍：PVC、PS、PC、PBT(熱塑性飽和聚酯)、橡膠、合成纖維的原漿著色油墨：溶劑型凹版印刷、橡皮凸版包裝印刷油墨；高檔外墻涂料；轎車原漆和修復(fù)漆，特點(diǎn)：高著色力、高光澤的特性；化學(xué)流變性和絮凝穩(wěn)定性；熱穩(wěn)定性粉末涂料特點(diǎn)：易分散、濃度高、耐候性好塑膠：現(xiàn)在是42頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)顏料——酞菁phthalocyanine酞菁是一種完全由人工合成的化合物1928年，Scottish染料廠的Grangemouth車間在由鄰苯甲酸酐制備鄰苯二甲酰亞胺的過程中，由于玻璃管道破裂使反應(yīng)物直接暴露在鋼制管道外殼中，在白色的鄰苯二甲酰亞胺中產(chǎn)生藍(lán)色雜質(zhì)；由于這些雜質(zhì)的具有鮮艷的顏色，而且對(duì)空氣甚至酸堿的高穩(wěn)定性，所以將其分離出來做為一種染料。現(xiàn)在是43頁\一共有79頁\編輯于星期三酞菁分子的特點(diǎn)1)具有特殊的二維共軛π-電子結(jié)構(gòu)；2)對(duì)光、熱具有較高的穩(wěn)定性；3)分子結(jié)構(gòu)具有多樣性，易裁剪性，衍生出多種取代配體，可依據(jù)合成目標(biāo)對(duì)配體進(jìn)行設(shè)計(jì)、裁剪和組裝；4)配位能力很強(qiáng)，幾乎可以和元素周期表中所有的金屬元素發(fā)生配位，形成配合物由于具有以上特點(diǎn)使得酞菁化合物的種類繁多，各具特色，用途廣泛（如酞菁藍(lán)、酞菁紅、酞菁綠G等等）現(xiàn)在是44頁\一共有79頁\編輯于星期三性質(zhì)C32H18N8深藍(lán)色、紫色至黑色結(jié)晶；熔點(diǎn)>300oC；沸點(diǎn)550oC（升華）難溶于水，溶于硫酸；耐酸、堿、熱；有α（紅光）、β（綠光）兩種變體，當(dāng)α-變體加熱到200℃以上或用芳香族溶劑處理即轉(zhuǎn)變成β-變體；用作搪瓷、塑料、漆布、橡膠制品的染料。現(xiàn)在是45頁\一共有79頁\編輯于星期三“易裁剪性”氯原子取代后，酞菁藍(lán)→酞菁綠酸性條件下與銅離子絡(luò)合成為酞菁銅現(xiàn)在是46頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)顏料——喹吖啶酮Quinacridone

（顏料紫19、酞菁紫、喹吖啶酮紫）紅色粉末，密度1.48g/cm3，色澤鮮艷牢度性能優(yōu)異，耐有機(jī)溶劑、耐熱性，與四氟乙烯混合、經(jīng)430℃高溫?cái)D壓不變色，在塑料中不遷移耐曬性和耐氣候性優(yōu)良，高度稀釋不降低牢度耐熱、耐化學(xué)、耐光主要用于樹脂、涂料印花、油墨、塑料、涂料、橡膠和有機(jī)玻璃著色、合成纖維原漿著色高質(zhì)量面漆現(xiàn)在是47頁\一共有79頁\編輯于星期三根據(jù)取代基和晶型的不同，喹吖啶酮可具有橙色、老紅、猩紅、品紅、紫紅等現(xiàn)在是48頁\一共有79頁\編輯于星期三思考題：花青素是一種水溶性色素，結(jié)構(gòu)式如下。實(shí)驗(yàn)得知花青素在堿性條件下（pH=10）能夠吸收波長為620納米的電磁波。若可見光波長范圍是380～780nm，試?yán)每梢姽鈭A盤光譜法和比色卡（左），計(jì)算花青素（pH=10）的顏色?？梢姽獠ㄩL可見光顏色顏色名稱395nm紫420nm深藍(lán)485nm靛青505nm綠550nm黃601nm橙660nm紅現(xiàn)在是49頁\一共有79頁\編輯于星期三圓盤光譜法因可見光波長范圍是380～780nm，則花青素吸收波數(shù)620nm所對(duì)應(yīng)的圓心角是：780nm380nm36o互補(bǔ)波長420nm吸收波長：620nm216o因此花青素在pH=10時(shí)應(yīng)是深藍(lán)色（如下圖所示）現(xiàn)在是50頁\一共有79頁\編輯于星期三分散理論及分散劑的選擇顏料在溶劑中的分散過程：濕潤（機(jī)械過程）機(jī)械化解離（機(jī)械過程）穩(wěn)定化范德華力（吸引力）靜電力（吸引、排斥力）顏料分散理論空間位阻力（排斥力）現(xiàn)在是51頁\一共有79頁\編輯于星期三1.范德華力普遍存在于固、液、氣態(tài)任何微粒之間，與距離六次方成反比，能量經(jīng)驗(yàn)方程：現(xiàn)在是52頁\一共有79頁\編輯于星期三范德華力根據(jù)來源不同可分為：色散力（Londondispersionforce）：瞬時(shí)偶極之間的電性引力；取向力（orientationforce）：固有偶極之間的電性引力；誘導(dǎo)力（inductionforce）：誘導(dǎo)偶極與固有偶極之間的電性引力；氫鍵（hydrogenbonds）：X—H·····Y類型的作用力現(xiàn)在是53頁\一共有79頁\編輯于星期三色散力（D）所有分子或原子間都存在；電子瞬間位置對(duì)原子核不對(duì)稱（即正電荷重心和負(fù)電荷重心瞬時(shí)不重合）從而產(chǎn)生瞬時(shí)偶極色散力和相互作用分子的變形性有關(guān)變形性越大（一般分子量大，變形性大）色散力越大；和相互作用分子的電離勢有關(guān)，分子的電離勢越低（分子內(nèi)所含的電子數(shù)愈多），色散力越大；色散力的相互作用隨著1/r6而變化：介電常數(shù)極化率電離能現(xiàn)在是54頁\一共有79頁\編輯于星期三取向力（O）

發(fā)生在極性分子之間;由于極性分子電性分布不均勻，一端帶正電，一端帶負(fù)電，形成偶極;偶極同極相斥，異極相吸，偶極分子轉(zhuǎn)動(dòng)“取向”；因異極相距較近，同極相距較遠(yuǎn)，結(jié)果引力大于斥力，分子靠近；接近到一定距離后，斥力與引力達(dá)到平衡分子的極性越大，取向力越大；溫度越高，取向力就越弱相互作用隨著1/r6而變化：μ1，μ2為分子偶矩極；r為分子質(zhì)心間距，k為Boltzmann常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度，負(fù)值表示能量降低現(xiàn)在是55頁\一共有79頁\編輯于星期三誘導(dǎo)力（I）發(fā)生于極性分子和非極性分子之間、極性分子和極性分子之間極性分子電場使非極性分子電子云變形，被吸向正電一極，電子云與原子核發(fā)生相對(duì)位移，不再重合；非極性分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，區(qū)別于極性分子的固有偶極誘導(dǎo)偶極和固有偶極相互吸引而產(chǎn)生的作用力叫做誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力與極性分子（下標(biāo)1）偶極矩的平方成正比誘導(dǎo)力與被誘導(dǎo)分子（下標(biāo)2）的變形性α成正比外層電子殼越大，在外來靜電力作用下越容易變形相互作用隨著1/r6而變化，誘導(dǎo)力與溫度無關(guān)：

α為極化率μ為分子偶矩極現(xiàn)在是56頁\一共有79頁\編輯于星期三2.靜電斥力雙電層結(jié)構(gòu)顏料粒子帶負(fù)電；溶液中的可電離物質(zhì)正電荷被吸引到顏料表面；顏料粒子表面電勢最高，溶液深處逐漸降低；顆粒間由于雙電層排斥而穩(wěn)定分散影響因素溶液介電常數(shù)θ離子濃度M（mol/L）離子價(jià)態(tài)z（I，II，III）－－－－－－－－－－－－++++++現(xiàn)在是57頁\一共有79頁\編輯于星期三離子價(jià)數(shù)與雙電層厚度－－－－－－－－－－－－++++++－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++現(xiàn)在是58頁\一共有79頁\編輯于星期三3.空間位阻顏料粒子表面吸附的一層物質(zhì)起到物理屏障的作用，阻礙粒子相互靠近對(duì)于非水溶劑體系，溶液中沒有帶電離子，空間位阻起關(guān)鍵作用空間位阻的影響因素吸附聚合物顏料顆粒表面溶劑現(xiàn)在是59頁\一共有79頁\編輯于星期三1）聚合物的

懸浮穩(wěn)定作用作為懸浮穩(wěn)定劑的聚合物（注意區(qū)別于涂料基質(zhì)），對(duì)于維持顏料顆粒懸浮起兩方面作用：覆蓋效果——吸附段完全覆蓋顏料顆粒表面；防止團(tuán)聚，防止進(jìn)入溶劑拖尾厚度——穩(wěn)定段具有足夠的長度；防止分相，增大樹脂相容性pigmentpigmentpigment吸附效果良好覆蓋不完全拖尾厚度不夠現(xiàn)在是60頁\一共有79頁\編輯于星期三2）顆粒表面極性極性越強(qiáng)，則有利于分散（-OH，-COOH，-NH2，-SO3H）無機(jī)顏料多為極性；有機(jī)顏料——表面處理：現(xiàn)在是61頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)顏料——表面處理1.松香酸處理松香酸及其衍生物處理（1920）最初應(yīng)用于偶氮顏料中通常是將松香酸溶于水溶液（透明），加至反應(yīng)液中，偶合反應(yīng)完成后加入堿土金屬鹽，如CaCl2使松香酸以鈣鹽形式吸附在粒子表面，其產(chǎn)品具有微細(xì)粒子，松軟結(jié)構(gòu)、著色力高現(xiàn)在是62頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)顏料——表面處理2.有機(jī)胺類化合物表面處理由于脂肪胺類化合物氮基的極性較高，對(duì)顏料分于的極性表面有著較大的親和力，起著錨基作用，吸附在粒子表面上，另一端的長碳鏈親油基因伸向使用介質(zhì)中，容易被油基油墨所潤濕，同時(shí)起到空間(熵)效應(yīng)，阻止顏料粒子的聚集作用?，F(xiàn)在是63頁\一共有79頁\編輯于星期三有機(jī)顏料——表面處理3.添加表面活性劑表面活性劑對(duì)顏料粒子的潤濕、分散以及分散體系的穩(wěn)定性起著不可忽視的重要作用。表面活性劑分子中具有親油性(疏水性)基團(tuán)和親水性基團(tuán)，可以降低顏料表面與使用介質(zhì)之間的表面張力。依據(jù)表面活性劑在水中離解特性不同，可分為陰離子、陽離子及非離子型；按其分子量大小，還可分為高分子和低分子表面活性劑?，F(xiàn)在是64頁\一共有79頁\編輯于星期三3）溶劑潤濕程度適中溶劑須有效潤濕顏料顆粒表面；潤濕程度太高則容易置換顏料表面的分散劑，影響穩(wěn)定性現(xiàn)在是65頁\一共有79頁\編輯于星期三非水性體系中顏料的分散分散劑吸附層厚度兩性分散劑：顏料表層親和、溶劑親和在顏料表面吸附牢固（具有活性吸附點(diǎn)）現(xiàn)在是66頁\一共有79頁\編輯于星期三分散劑的種類脂肪酸類、脂肪酰胺和脂肪酸酯硬脂酰胺與高級(jí)醇并用（0.3%-0.8%），可改善潤滑性和熱穩(wěn)定性，可作聚烯烴的滑爽劑；己烯基雙硬脂酰胺（乙撐基雙硬脂酰胺，EBS），高熔點(diǎn)潤滑劑，用量為0.5%～2%；硬脂酸單甘油酯（GMS），三硬脂酸甘油酯（HTG）；用量0.2%～0.5%；現(xiàn)在是67頁\一共有79頁\編輯于星期三石蠟類——潤滑劑，非極性直鏈烴，不能潤濕金屬表面，不能阻止樹脂粘連金屬壁，只有和硬脂酸、硬脂酸鈣等并用時(shí)，才能發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。液體石蠟：凝固點(diǎn)（-15℃~-35℃），在擠出和注射成型加工時(shí)，與樹脂的相容性較差，添加量一般為0.3%-0.5%，過多時(shí)，反而使加工性能變壞。微晶石蠟（固體石蠟）：由石油煉制過程中得到，相對(duì)分子質(zhì)量較大，有多異構(gòu)體，熔點(diǎn)65~90℃，潤滑性和熱穩(wěn)定性好，分散性較差，用量一般為0.1%-0.2%，宜與硬脂酸丁酯、高級(jí)脂肪酸并用?，F(xiàn)在是68頁\一共有79頁\編輯于星期三低分子蠟類——以聚乙烯（均聚物或共聚物）、聚丙烯、聚苯乙烯或其他高分子改性物為原料，經(jīng)裂解、氧化而成的一系列性能各異的低聚物。種類：乙烯均聚物、氧化乙烯（聚乙二醇）均聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、低分子離聚物等五大類聚乙烯蠟：聚乙二醇，PEG(PolyEthyleneGlycol)，相對(duì)分子量1500~4000，軟化點(diǎn)102℃；氧化聚乙烯蠟的長鏈分子上帶有一定量的酯基或皂基，因而對(duì)PVC、PE、PP、ABS的內(nèi)外潤滑作用比較平衡，效果較好，透明性好；聚乙二醇200或400（分子量約190-420）是水溶性分散體系的良好分散劑/增溶劑/潤濕劑/溶劑；親油性，跟較低親水親油平衡值(HLBvalue)的分散物形成穩(wěn)定的分散體系。現(xiàn)在是69頁\一共有79頁\編輯于星期三金屬皂類高級(jí)脂肪酸的金屬鹽類，稱為金屬皂；硬脂酸鋇（BaSt）適用于多種塑料，用量為0.5%左右；硬脂酸鋅（ZnSt）適于聚烯烴、ABS等，用量為0.3%；硬脂酸鈣（CaSt）適于通用塑料，外潤滑用，用量0.2%~1.5%；其他硬脂酸皂如硬脂酸鎘（CdSt）、硬脂酸鎂（MgSt）、硬脂酸銅（CuSt）……現(xiàn)在是70頁\一共有79頁\編輯于星期三水性涂料潤濕分散劑潤濕與分散是涂料制備的重要工藝過程。潤濕分散劑的分類特性：從相容性、極性、離子性以及相對(duì)分子質(zhì)量特征等方面進(jìn)行考察應(yīng)用領(lǐng)域——分為水性、溶劑型以及通用型分散劑。功能——潤濕劑和分散劑?，F(xiàn)在是71頁\一共有79頁\編輯于星期三潤濕劑低相對(duì)分子質(zhì)量(≤l500)的界面活性物質(zhì)主要作用是降低體系的界面張力：（室溫下水溶液）0.72×1