關鍵詞：功能性顏料;珠光顏料;涂料

    當前，涂料應用無所不在，無論是汽車零部件、建筑材料、家用電器，還是日常生活用品，都用涂料加以色彩修飾。其實涂料不僅帶給我們不同的色彩效果，還賦予物件修飾保護的作用，在特定需求的領域還提供一些特殊功能，如導電功能、導熱功能、隔熱功能等等。作為涂料成膜物質中的一個重要組成部分，顏料對于保證涂料的以上功能起著不可替代的作用。于是人們越來越多開始關注于功能性顏料的研究和發展，其**能性珠光顏料的研究就是一個發展方向。珠光顏料的著色原理來自材料對光線的反射、折射和干涉的共同作用，因此珠光顏料自身的材料、結構、形狀、粒徑在很大程度上影響珠光顏料的顏色、彩度、透明度、閃爍度等效果。目前市場上珠光顏料品種多樣，世界知名的珠光顏料制造商默克(Merck)公司和巴斯夫(BASF)公司的產品在涂料行業始終占據著主導地位。

    功能性珠光顏料不僅具有珍珠般的色彩效果，同時還兼具獨特的功能特性。在這類顏料中發展*快的就是導電珠光顏料、紅外線吸收顏料和紅外線反**料。Merck公司的Minatec?系列產品包括專門的導電顏料和紅外線吸收顏料。Solarflair?產品系列屬于紅外線遮蔽型顏料。這些功能性顏料廣泛用于導電地坪、汽車保險杠、汽車零部件、電子塑膠產品、遮陽棚、綠色屋頂等等領域。

    1導電珠光顏料

    根據其材料的種類不同，導電顏料可分為以下4類：炭系列導電顏料(如石墨、乙炔墨、碳纖維、炭黑等);金屬導電顏料(如銀粉、銅粉、金粉、鋁粉、鎳粉等);金屬氧化物導電顏料(如氧化鋅、氧化銻的混合物等);導電珠光顏料。

    炭系列導電顏料的導電性能優良，應用廣泛，但是附著力和耐油性差，而且顏色很暗、單一、不美觀，只能用于黑色或灰色涂料，無法在白色或者透明色的涂料中使用，因而應用受到極大限制。金屬導電顏料的導電性能優異，但是密度較大，在涂料中的穩定性差，而且由于金屬自身的活性較高，產品的耐化學性差，易變色，價格也昂貴，目前已經很少使用。金屬氧化物導電顏料目前仍處于實驗室的研究階段，還沒有在市場上使用。相比之下，導電珠光顏料不僅導電性高，密度小，顏色淺，而且產品穩定，耐腐蝕性好，成本低，是比較適宜使用的一類導電顏料。

    1.1組成和特點

    導電珠光顏料通常為片狀結構，由云母基材和云母外包覆的金屬氧化物組成。云母基材一般為薄片狀，外面包覆的金屬氧化物一般為摻雜金屬的二氧化錫或摻雜非金屬的二氧化錫，見圖1。由于云母基材和外層包覆物非常薄，一般多為半透明或透明，這也是導電云母珠光粉適用于淺色涂料的一個重要原因。片狀導電珠光顏料粒子間的接觸面積大，導電性能也較高。該類導電顏料的材料來自天然無機物，產品的化學性能穩定，不易被腐蝕或氧化。采用該顏料的導電涂料導電耐久性也較強。

功能性珠光顏料在涂料中的應用

    也有一些導電珠光顏料在片狀結構的基礎上增加了球形結構。例如Merck公司的Minatec?40CM和Minatec?60CM，就是在片狀結構上增加了金屬氧化物包覆球形二氧化硅，見圖2。這種結構可以很大程度地提高珠光顏料之間的連接性，從而達到*佳的導電效果。這種特殊結構的導電珠光顏料比單一的片狀導電珠光顏料的導電性要強。

 功能性珠光顏料在涂料中的應用

    1.2在涂料中的應用

    導電珠光顏料作為一種功能性顏料廣泛用于導電地坪、汽車保險杠、汽車零部件的塑料制品、電子塑膠產品、電子元器件等各種領域。導電珠光顏料無需砂磨，易于分散，無需添加額外的分散助劑，可以在涂料生產的*后階段加入，而且由于它呈半透明或透明，對涂料顏色幾乎沒有影響，尤其適用于淺色涂料。

    2紅外線反射珠光顏料

    按波長范圍，太陽光光譜分為3部分：紫外光區(295~380nm)，占地球接收到太陽總能量的2%;可見光區(380~780nm)，占地球接收到太陽總能量的44%左右;紅外光區(780~2500nm)，占地球接收到太陽總能量的54%左右。可見光可以使植物進行光合作用，有利于植物的生長，也有利于人類的日常生活，而紅外光卻帶給地球太多的熱量，于是人們希望得到更多的可見光，盡可能少的紅外光。

    研究表明：大部分顏料(如鈦白粉、硫化鋅、酞菁藍等)都具有紅外線反射的功能。根據種類不同，這些顏料表現出不同的紅外線反射能力，而且顏色種類多樣，廣泛用于一些隔熱保溫材料上。目前市場上的紅外線反**料多為遮蓋力較強的無機顏料或有機顏料，這類顏料都需要進行砂磨才能夠加入涂料中，增加涂料的生產工序，進而增加成本，而且這些顏料一般具有較好的遮蓋力，僅適用于一些對透明度沒有要求的領域。那么，對透明度有要求的領域怎么來阻隔紅外線呢?比如汽車的天窗、建筑物的透明玻璃屋頂、植物的保溫棚、戶外的透明棚等，現在一種具有紅外線反射功能的透明珠光顏料就能夠有效地用于這些領域。目前，在歐美國家，這類珠光顏料已被廣泛用于戶內外領域。

    2.1組成和特點

    紅外線反射珠光顏料是以云母薄片或云母與SiO2的混合物薄片為基材，外面包覆金屬氧化物(常用SiO2)制得。這類珠光顏料具有較高的透明度，可使可見光有效通過，同時由于其特殊的結構可以阻止紅外線通過。該類顏料使用方便，無需砂磨，可直接加入涂料中，并且對底色的影響很小或幾乎沒有影響(視添加量和涂裝厚度而言)。

    2.2在涂料中的應用

    對于某些有透明度要求的領域，比如建筑物的玻璃天窗、汽車的天窗等，要求太陽光的可見光透過玻璃進入室內，同時又要阻擋產生熱能的紅外線，保持室內的溫度，那么在這些透明的玻璃上涂上薄薄的一層含有紅外線反射珠光顏料的涂料，就可以有效阻隔室外的熱能，研究表明：室內外溫差可達13℃。紅外線反射珠光顏料同樣適用于一些植物保溫棚。在涂有含該類顏料的涂料保溫棚中，可見光可以完全通過，提供植物光合作用所需的能量，同時可以有效地保持保溫棚的溫度。在荷蘭的應用實踐表明，這種保溫棚可以加速植物的生長，提高生產效率。紅外線反射珠光顏料的結構穩定，具有優異的耐化學腐蝕性，經過特殊的表面處理后，也適用于戶外耐候性的要求。

    3紅外線吸收珠光顏料

    為了節約能源，縮短烘烤時間，提高生產效率，很多工廠都選用紅外線照射設備來對涂料進行加熱干燥。雖然涂料都有一定的紅外線吸收能力，但是研究表明：深色涂料體系吸收紅外線的能力遠高于白色、淺色涂料體系。因此，在相同的烘烤條件下，淺色涂料會花費更多的烘烤時間，從而減緩了生產效率。如何提高淺色涂料的紅外線吸收功能就成為人們研究的一個方向。針對這一領域，Merck公司開發了專門用于淺色涂料的紅外線吸收顏料Minatec?230A-IR。該顏料的推出可有效地解決淺色涂料烘烤效率低下的問題。Minatec?230A-IR是氧化錫和氧化銻均勻混合后，經過一定的研磨而制得的粒徑小于10μm的透明珠光顏料。這類顏料無需預處理，可直接加入涂料中，對涂料自身的顏色影響甚微。實驗表明：Minatec?230A-IR用量為4%時，烘烤時間縮短一半。采用這種紅外線吸收顏料可以有效地節約能耗，降低成本。試樣烘烤溫度和烘烤時間曲線對比圖見圖3。

    雖然Minatec?230A-IR是專門為淺色涂料而研制的，但是對于深色涂料系統同樣適用。

功能性珠光顏料在涂料中的應用

    4結語

    隨著人們對顏料要求的不斷提高，各種特殊功能的顏料將會一個一個地開發出來，這是行業的需求，也是科技的進步，我們期待著新產品的不斷問世。

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