第二章第十六回颜料评估,事小功大,大生产

第二章初举转正,九二,见龙在田，利见大人

第十六回颜料评估，事小功大，大生产，轻松并愉快

公元年12月27日

夜黑，风冷，月高。

轰鸣、震颤的挤出造粒车间，时间：子时，人物：老王、操作工人，状态：没吃晚餐，24小时未眠。

原因：因夜间生产某一配色阻燃耐候白灰ABS，突然颜色偏黄，结果多锅实验排除了混料、生产机台、挤出温度、转速等因素后，仍然颜色偏黄偏绿，后得知酞青蓝颜料用完了换了新批号，结果原配方加了黄颜料，现在全撤掉还偏黄偏绿，没办法，又撤掉部分酞青蓝，补加了群青，这才抑制住又黄又绿的势头。看着简单，可这是在72大挤出机上调色啊，相当于重新配新颜色了。心中愤懑、无奈，眼中的困倦、迷糊，腹中的饥鸣，饿意，真是爽爽啊。

回想起多少次大生产开车时，总要调上个3、4锅甚至7、8锅才把颜色调好，总是要加班和费个几百公斤开车料才能搞定，累吗？累。勤快吗？勤。懒吗？这怎么懒了？懒的就是不愿动脑，不愿简化劳动提高效率，宁可无数个夜晚加班挨饿，也不愿去想法搞明白，让工作轻松高效准确。想到这里，老王自问“老王你累吗？脏吗？饿吗？”活该！谁让你耍大懒献小勤的呢？只是苦了自己罢了。一声叹息啊~~~~~~。

这其中的影响因素有若干，一直想系统的把这些影响因素研究明白，今天先不谈其他设备、工艺、配方的因素，先就说颜料本身因素会大大影响。颜料的着色力、色相、分散性是能最直接影响到制品颜色的性能，颜料批次之间如果有差异，那肯定会引起色差，如果我们自己建立一套简单、快速的评价方法，一方面能对每次来的颜料特性进行评价，发现不合格的及时调换，另一方面，对差异在范围内的颜料使用时提前在用量上进行微调，从而消除批次间色光、艳度、明度的波动，使调色更简单，甚至无需再做调整，直接首锅就合格。当然，这需要排除生产机台、螺杆组合、主机工艺、混料机台工艺、基料配方、主料基色等等影响。

现在看有机颜料的应用性能指的是什么？

有机颜料的应用性能有哪些评定方法？

如何准确的评价出有机颜料的应用性能？下面分别回答。

一、有机颜料的应用性能

有机颜料的应用性能包括：着色力、遮盖力、耐光性、耐热性、吸油量、密度、水分、筛余物、干粉热稳定性、水萃取液PH值、水溶物、流动度等。

通过这些性能，可以准确的对颜料的适用范围进行分类。

二、有机颜料的应用性能评定方法

我国制订了国家标准，如颜料检测标准GB--79，分别介绍了着色力、遮盖力、耐光性、耐热性、吸油量、密度、水分、筛余物、干粉热稳定性、水萃取液PH值、水溶物、流动度等性能的测定方法。国际标准局年发布的GB.5-85-10-85介绍了颜料的耐水性、耐酸性、耐碱性、耐溶剂型、耐石蜡性的测定方法等。

国际上采用ASTM、ISO等标准，如铜酞菁颜料采用标准ASTMD-65；甲苯胺红、对位红则采用ASTMD-49、D-65T、d-49、D-50T等测定方法。日本则采用日本工业标准JIS。

1.色光

有机颜料制成着色油墨、涂料或着色树脂等之后，用分光光度计、测色仪等测定其光谱特性、主波长λb，三刺激值（X、Y、Z）、反射光谱曲线以及亮度L、饱和度C等参数，油墨制造者可以规定出相应的标准样品的色光，但实际生产应用中，更为广泛的是采用与标准样品比较其色光特性的方法。具体参见GB-的颜料色光测定方法。比如说批次2的颜料用量比批次1的偏黄，在实际调色时，可直接增蓝的用量或减少黄的用量，减少试色次数，当然如果不是主要颜料，用量较少的情况下可能不会很明显。

2.着色力

着色力是指着着色剂以其本身颜料使被着色物体具有颜色的能力。着色力不仅取决于颜料本身的化学结构，也与多种影响因素有关，如颜料粒径大小对其着色力有明显影响，头通常粒径较小、分布均匀时有较高的着色力，大约在0.05-0.1微米范围内着色力出现极高值。同时与颜料的晶型有关，如ε-型酞菁铜CuPc要比α-型酞菁铜CuPc的着色力高10%-15%，一般有机颜料要比无机颜料具有更高的着色力，例如铜酞菁的着色力约为普鲁士蓝（华兰、铁蓝）的2-3倍，为群青的15-20倍。

着色力的测定方法：测定颜料的着色力可以通过与标准样品比较二者着色力的差别，当调整到二者具有相同色力时，用其差别的比值确定其试样的着色力。具体参见GB-。主要是看饱和度、明度，比如说批次2的颜料用量为批次1的%时才达到相同的艳度，说明2的着色力差，在实际调色时，可直接增加10%浓度，减少试色次数。

如果每批次颜料来厂都上小挤出机上进行造粒、打板比较颜色，其色差会受到以下因素的影响，1、挤出机双螺杆的洁净度，不可能每次都抽螺杆，那样操作麻烦不具可行性，同样在注塑机上混色粉打板也会受到注塑机状态影响。2、挤出机循环水路影响实际温控偏差大，3、称量误差容器壁附着误差，4、基料树脂颜色稳定性影响，5、浪费基料，6、如果需要调整批次间误差比较麻烦。

而采用小型研磨机和标准基料，用量少，基料误差、称量误差、设备误差等影响因素小，调整、制样方便、快捷、轻松。因此，也有利于建立供料批次色差数据库，指导生产调色。

3.遮盖力

颜料的遮盖力是指着色剂涂于物体表面，遮盖物体表面底色，阻止光线穿透着色制品的能力，遮盖力可以用单位表面积底色完全被遮盖时所需的颜料质量（g/m）或1g颜料所能遮盖的表面积表示。

有机颜料的遮盖力与下属因素有关：首先与涂料介质（展色料）的折光率或折射系数以及颜料晶体本身的折光率有关，当两者相差愈大，光线在其界面处发生反射，即颜料粒子反射光线的比例大，其遮盖力就愈强，其次是当颜料本身的吸收光线能量高，则遮盖能力也强，同时颜料粒子大小明显影响其光学性能，通常粒子大、遮盖力高；粒径过小，其透明度加大。最后，颜料颗粒的晶体形状也影响其遮盖能力，颗粒结晶度高的片状结晶体，比结晶度的棒状体具有更强的遮盖力。

无机颜料的遮盖力较有机颜料要大一些，故多用于非透明的着色；如果将二者混合应用（如以钛白颜料作为填充剂），可以提高有机颜料的遮盖力。

颜料的遮盖力可以衡量所着色分散介质的不透明程度，如果分散介质不透明的程度增高，颜料即为非透明型；如果该程度低，颜料即为透明型。通常涂料多要求非透明型颜料，而某些印墨则希望是透明型的颜料。

颜料遮盖力测定的具体方法可参考HG/T-的标准。

1范围

本方法是指颜料和调墨油研墨成色浆，均匀地涂刷于黑白格玻璃板上，使黑白格恰好被遮盖的最小用颜料量，以g/mt表示。可用于检测钛白粉和炭黑的遮盖力。

2材料和仪器设备

2.1黑白格玻璃板，如图1所示。

黑白格面积：2xmm；

漆刷：宽25mm~35mm；

容器：容量为50ml~ml；

调墨刀：长mm，宽7mm~18mm；

天平：感量0.2g；

平磨机。

2.2暗箱：如图2所示。

外形尺寸为mmxmmxmm,下部敞开，内涂无光墨漆；

调墨油（纯亚麻仁油制）；

黏度：cp~cp/23℃或38s~42s/23℃（涂-4黏度计）；

酸值：不大于7mg/g（以KOH计）；

颜色：不大于7（铁钴比色计）。

3测定方法

称取试样3g~5g（准确度0.2g），参照表1称取调墨油，取其总量的1/3~1/2置于平磨机下层的磨砂玻璃面上，用调墨刀调匀，加50kg压力，进行研磨。每25转或50转调和一次，调和四次共转或转，加入剩余调墨油，用调墨油调匀，放入容器内备用。

在天平上称取黑白格板质量，用漆刷蘸取颜料色浆均匀纵横交错地涂于黑白格上，涂刷时不允许颜料色浆在板的边缘黏附，在暗箱内距离磨砂玻璃mm~mm，视线与板面倾斜成30°角，与两支15w日光灯照射下观察，黑白格恰好被颜料色浆遮盖几即为终点。将涂有颜料色浆的黑白格板称重。

遮盖力X（g/cm）按下式计算：

X=50m(m1-m2)/m+m3

式中：

m——试样质量，单位为克（g）；

m1——涂刷颜料色浆后黑白格板的质量，单位为克（g）；

m2——涂刷前黑白格板的质量，单位为克（g）；

m1——用去调墨油的质量，单位为克（g）。

m3—用去调墨油的重量（g）

平行测定的相对误差不大于10%，取其平均值为测定结果。

4.吸油量

吸油量是颜料的一种特性，它是指颜料与油性物质（如亚麻仁油）调和的能力，反应颜料吸附亲油性介质的能力。吸油量愈小，则制备涂料、油墨所消耗的亲油性介质用量少；反之，当吸油量大时，则油墨、涂料的浓度不易提高，墨性的调整比较困难，并在一定程度上影响产品成本。

影响颜料吸油量的因素包括：亚麻仁油性能（酸值）、调合研磨时间长短、测试设备类型等。一般亲水性颜料，当水分含量较高时，吸油量也有所增加，而水分含量对于疏水性颜料的吸油量影响较小。

通过测定吸油量可以确定涂料、油墨中颜料临界体积浓度（CPVC）。通常是取一定量的颜料加入油性物质（如亚麻仁油），充分研磨，松软的颜料粒子逐步粘结，直至全部粘成团，此时所消耗的油克数即为吸油量（g/g）,也称为第一吸油量；进一步将一定量颜料制成油墨时所需的油量，则成为第二吸油量。测定吸油量可有两种方法：一种是调墨（刮）刀研和法；一种是加氏-柯氏法，采取一定量颜料加入适量的亚麻仁油，通过缓和搅拌和折叠（非研磨）使其变成一块柔软的糊状物。前一种方法由于剧烈的剪切作用，终点到达得早，吸油量低一些。

吸油量测定的具体方法可参考HGI--79及GB-79。

5.耐热性能

有机颜料的热稳定性能是指颜料本身（粉状）以及着色后物体颜色在受热情况下色光变化的特性，依据用途不同，颜料应具有不同的需热性能。例如不同颜料，要在不同温度下加工成型，聚碳酸酯为-度，ABC、聚苯丙烯为度，聚苯乙烯为度，聚乙烯为度，聚氯乙烯为-度，酚醛树脂为-度，橡胶为-度等。上述材料着色用的颜料则应经受住相应的处理温度。

影响颜料需热性能的主要因素是其本身的化学结构、分子极性、分子量、化学键稳定性等。通常分子中含有较多的卤素原子，特定的取代基团时，形成分子内或分子间氢键，可以明显提高其热稳定性能；同时着色介质的性能、酸性、碱性或受热时发生某些化学反应等，也将影响颜料的热稳定性。耐热性能的测定主要包括两个方面，一是颜料在使用介质中的需热性能的测定方法。二是颜料干粉耐热性的测定。

6.耐光性能

如同染料对纤维材料染色一样，对于有机颜料着色物，尤其是长时间于户外使用，着色剂的耐光及奶气候牢度非常重要，耐光及耐气候牢度包括着色剂本身以及涂料中的聚合物、被着色物体的稳定特性。决定着色剂的耐光性能的主要因素是其化学结构、取代基类型。通常无机颜料大多具有优良的耐光性；有机颜料中一般偶氮颜料、色淀类颜料耐光牢度较低，而铜酞菁、喹吖啶酮、二噁嗪、异吲哚啉酮、苯并咪唑酮类等高档有机颜料具有优异的耐光牢度。此外，有机颜料的颗粒大小和分布、晶型种类以及粒子的聚集状态也影响其耐光性能。例如同一个化学结构的有机颜料，当其粒子较粗并被介质充分的润湿时，可以显示出比细粒子更高的耐光稳定性能，另外和颜料分散介质（展色料）本身对光照的稳定性高低有关，某些被着色物如树脂、塑料，受光照后发生氧化、降解反应，也导致颜色的变化，进一步影响或加速着色剂的变色。

颜料的耐光性能的测定通常是把试样制成色浆，并涂刷在马口铁板上，置于耐晒仪或在天然日光下暴晒，再与蓝色标准样卡的变、褪色表样进行比较而评级。请参考HGI--79及GB-79的测定标准。