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颜料与涂料之无机黑色颜料

发表人:admin发表时间:2015-01-13

在人们日常生活中,黑色是最基本、最常见、最高雅、永远流行的色彩,黑色颜料也是塑料、涂料及各行业中使用量最为广泛的一个颜料品种之一,
    无机黑色颜料按化学成分分类,主要有:炭黑、氧化铁黑、铜铬黑、铁铬黑、钴黑、铁猛黑等。
    
1.炭黑
    按国际染料索引号分类为:P.Bk.6(77266),包括灯黑和植物油黑(已不生产);以及:P.Bk. 7(77266),包括乙炔黑、炭黑(一般)、槽黑、11黑、气黑和热裂黑。 
    炭黑在商业上称为碳烟,最初的制造过程非常原始。用碳作为基料的黑色颜料可以依照所用原料分为以下五大类,其中最重要而且大量制造的是炭黑: 
    (1) 炭黑,从天然气或石油制造,包括槽黑、炉黑和热裂黑; 
    (2) 灯黑,也可以包括在炭黑中,从植物油、石油或杂酚油制出; 
    (3) 植物黑,从木材、蔓颈植物等制造; 
    (4) 动物黑,从动物骨制造;
    (5) 石墨,从矿物原料制造。
    依照制造方法分类,可有七种,它们是:
    (1) 槽黑(channel),原料为天然气和油
    (2) 炉黑(furnace),原料为石油
    (3) 灯黑(lampblack),原料为石油
    (4) 热裂黑(thermal),原料为石油和天然气或石油气
    (5) 乙炔黑(acetylene),原料为乙炔(气)
    (6) 骨黑(boneblack),原料为兽骨
    (7) 矿物黑(mineralblack),原料为煤
    此文将以上不论按原料还是制造方法分类,统一归入人们日常称呼的“炭黑”类,在塑料与涂料等行业,用得最多的当属色素炭黑-炉黑,而槽黑,其受生产过程中环境污染影响世界产量日渐减少。
    炭黑颜料的一般性质 
    理想的炭黑颜料既不会反射可见光线,也不会传递可见光线,某些品级的黑色颜料非常接近这一理想状态。但事实上即使是最好的品级,也会反射非常微量的红色、蓝色或若干其它颜色,品级稍差一点的黑色颜料,将会反射更多的颜色。高色素槽黑炭黑反射可见光最少,既所谓的黑玉品质;比较次级的为中色素黑玉黑;更次级的为正常级的黑玉黑。由于品级的不同,槽黑炭黑和白色颜料混合时通常会产生感觉温暖的棕灰色,而炉黑炭黑则产生感觉冷的蓝灰色。


2.氧化铁黑 
2.1 天然氧化铁黑 
   天然氧化铁黑原料为磁铁矿,原矿经筛选后,进行干磨和分选,得到灰黑色的颜料。主要成份为 94.0 ~ 95.0%的 Fe3O4、2.25%的 SiO2 和少量的 A12O3。相对密度为 4.73,吸油量为 16 g/100 g,粒径大小为 1.0 ~ 40.0 μm,325 号筛余物少于 3%。与红色、棕色和黄色的氧化铁颜料相同,天然氧化铁黑颜料较便宜,而且耐久性相当好,主要用作金属的底漆。 
2.2 沉淀氧化铁黑
  
    沉淀氧化铁黑的主要成份为 Fe3O4,将亚铁盐和碱的反应产物氧化成所需要的黑色颜料,洗涤除去盐类,经过滤、干燥、粉碎制成。最新的方法是在高温和高压下进行沉淀和氧化反应,生产过程可以加快很多,据报道,用此方法得到的氧化铁的实际分子比例约为 10 个铁原子和 12 个氧原子。 
    沉淀黑色氧化铁为蓝黑色,与白色在一起呈清蓝灰色。沉淀黑色氧化铁的遮盖力非常高、着色强度极好、粒径均匀、容易润湿,在大部分的涂料中分散性很好。主要化学组分为 98.5%的氧化铁,余下的是 H2O、SiO2、CaCO3 和 Al2O3。相对密度为 4.73,吸油量为 28 g/100 g。粒径大小为 0.10 ~ 1.25 μm,325 号筛余物少于 1%。

3.铜铬黑
    铜铬黑国际染料索引号为:P.Bk.28,它是一种黑色金属氧化物混相无机颜料,是所有黑色颜料中,各项牢度性能最优异的一种颜料,它环保无毒,耐高温、耐晒、耐候、耐酸碱、耐溶剂、不迁移、易分散等等,因此广泛应用于各种高档涂料、耐高温塑料、建材、玻璃、陶瓷等领域。 
   铜铬黑由多种金属氧化物经高温固相反应而生成的具有环保无毒的高性能无机颜料,国内学术界称其为“金属氧化物混相颜料” 或金属氧化物混晶(见陈信华《塑料着色颜料概述》)。在国外的一些公司称其为金属氧化物混合颜料,即MMO颜料(Mixed Metal Oxide Pigment),或彩色复合无机颜料或环保复合无机颜料即CICP颜料(Complex Inorganic Color Pigment),而美国“干态颜料制造商”协会将此类颜料称为‘环保型彩色混相无机颜料’ (Environment-friendly Mixed-phase Inorganic Corlor Pigments)
 铜铬黑主要用于耐高温涂料、耐高温的工程塑料着色以及陶瓷、搪瓷、玻璃着色,与食品接触的塑料着色制品,以及作为美术颜料等。 铜铬黑塑料注塑色板。

4.铁铬黑
    铁铬黑是一种棕红相黑色颜料,国际染料索引号为:P.Br.29,属于金属氧化物混相颜料,与铜铬黑一样,具有优异的各项牢度,可广泛应用于塑料、涂料等行业,他的一个突出特点就是,较之铜铬黑而言,具有更加突出的反射红外线功能,因而,还能用于隔热防伪功能。

5.锰铁黑
    锰铁黑国际染料索引号为:P.Bk.26,也属于金属氧化物混相颜料,与铜铬黑一样,具有优异的牢度,可广泛应用于塑料、涂料等行业,其黑度要差于铜铬黑

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