顏料著色力標(biāo)準(zhǔn)及其在涂料中的應(yīng)用簡介
一、術(shù)語和定義
顏料著色力，是顏料吸收入射光的能力，因此具有例如使加入這種顏料的白漆著色或顏色變暗的能力（GB/T 13451.2-1992）。著色力是衡量其吸光和顯色能力的重要光學(xué)性能之一。在一定試驗(yàn)條件下，測試有色顏料對白色顏料的顯色能力，即單位質(zhì)量顏料使白色顏料達(dá)到相同視覺效果所需的最小用量，用以評價(jià)顏料著色力。
顏料的著色力，是最容易與顏填料的遮蓋力相混淆的概念。著色力與遮蓋力的相似之處是：都是顏填料對光線吸收和折射的結(jié)果；區(qū)別是：遮蓋力偏于折射，著色力則偏于吸收。遮蓋力側(cè)重于光線散射，粒徑越大遮蓋力越強(qiáng)；著色力側(cè)重于光線吸收，粒徑越小吸收越多，著色力越強(qiáng)。可以說，顏料吸收性能愈強(qiáng)，其著色力愈高。顏料著色力愈大，其用量可愈少，因此對顏料著色力的選擇關(guān)系到能否降低涂料生產(chǎn)成本。著色力越強(qiáng)，成本越低。
同時(shí)需注意填料與顏料差異：多數(shù)填料基本不具備著色力與遮蓋力，主要承擔(dān)增量、流變調(diào)節(jié)、力學(xué)與耐性改進(jìn)等功能；而顏料提供顏色、遮蓋與多種功能特性。配方設(shè)計(jì)時(shí)需明確區(qū)分兩者的角色與目標(biāo)性能。
二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 1. 目視比較法：GB/T 5211.19-1988《著色顏料的相對著色力和沖淡色的測定 目視比較法》
原理：按一定條件分別制備試樣顏料和標(biāo)樣顏料的分散體，將分散體與白顏料漿按一定比例混合，分別制得試樣和標(biāo)樣沖淡色漿，比較兩者顏色強(qiáng)度。
操作過程：以預(yù)備試驗(yàn)確定顏料分散體的最佳研磨濃度，最佳研磨轉(zhuǎn)數(shù)。制得色漿后，以最小壓力在平磨儀上和定量白漿混合，分別制得試樣和標(biāo)樣沖淡色漿，刮于玻璃板上，在散射光或人造日光下比色。
2. 儀器測定法：GB/T 13451.2-1992《著色顏料相對著色力和白色顏料相對散射力的測定 光度計(jì)法》 原理：相同質(zhì)量的試驗(yàn)顏料P?和標(biāo)準(zhǔn)顏料P?分別分散在質(zhì)量相同的同一種白色顏料漿中，對每個(gè)分散體的反射因數(shù)R或反射系數(shù)ρ在給出最小R或ρ的波長下進(jìn)行光度學(xué)測定，用對應(yīng)的K/S值由下式得出試驗(yàn)顏料的相對著色力： K(r) = [K(P?)/S]/[K(P?)/S]×100 以標(biāo)準(zhǔn)白漿和著色顏料研磨成漿，測定最大吸收波長的反射率，查得K/S值。 三、顏料著色力的影響因素 著色力不僅取決于顏料本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)，也與多種影響因素有關(guān)，如顏料粒徑大小對其著色力有明顯影響，通常粒徑較小、分布均勻時(shí)有較高的著色力，大約在0.05~0.1 μm范圍內(nèi)著色力出現(xiàn)極高值。 粒徑：粒徑越?。?.05~2 μm），著色力越強(qiáng)，但過細(xì)會(huì)導(dǎo)致透明度增加、遮蓋力下降。 化學(xué)結(jié)構(gòu)：有機(jī)顏料因分子結(jié)合度或芳香族含量高，著色力優(yōu)于無機(jī)顏料；無機(jī)顏料中，陽離子捕捉結(jié)構(gòu)（如鈦白粉）的著色力較強(qiáng)。 分散度：分散度越高，顏填料顆粒均勻性越好，著色力越顯著。 此外，同時(shí)可能影響顏料著色力的主要因素還有：平磨儀所施加的力、分散體最佳研磨濃度的選擇、分散體最佳研磨轉(zhuǎn)數(shù)、稱量和操作的嚴(yán)格控制等。 四、顏料著色力對涂料的影響 1. 對配方與成本的影響 用量與成本：著色力越高，達(dá)到目標(biāo)色強(qiáng)所需的顏料/色漿更少，單位面積用量下降、材料成本降低，同時(shí)可減少VOC排放與后補(bǔ)色風(fēng)險(xiǎn)。 顏料選擇：一般而言，有機(jī)顏料的著色力普遍高于無機(jī)顏料；選擇合適色域與高著色力品種，可在滿足色強(qiáng)的同時(shí)減少配方中顏料體積濃度（PVC），有利于控制成本和漆膜性能平衡。 鈦白粉（二氧化鈦）因高折射率成為遮蓋力最強(qiáng)的白色顏料，有機(jī)顏料（如酞菁藍(lán)）則用于高著色力需求場景。 2.對光學(xué)表現(xiàn)與外觀的影響 與遮蓋力的區(qū)別：著色力描述的是“給體系上色的能力”，而遮蓋力是阻止光透過/背透的能力，二者并非同一指標(biāo)。存在高著色力但低遮蓋的透明顏料，會(huì)影響實(shí)色遮蓋與涂膜厚度的設(shè)計(jì)取舍。 粒徑與色相：著色強(qiáng)度與顏料對光的吸收相關(guān)，受粒徑與粒度分布影響；當(dāng)粒徑減小，許多顏料會(huì)出現(xiàn)色相向藍(lán)/紫位移（如紅、黃向藍(lán)紫偏移），對高保真配色與批次一致性提出更高要求。 分散與外觀缺陷：顏料顆粒團(tuán)聚會(huì)顯著降低著色力，并帶來浮色、發(fā)花、光澤下降等問題；良好的分散（合適的分散劑與工藝）可恢復(fù)著色強(qiáng)度并提升外觀均勻性。 3.對分散工藝與穩(wěn)定性的影響 分散劑的作用：在研磨/配漆階段，合適的潤濕分散劑可降低體系黏度、提升展色性與著色強(qiáng)度，抑制絮凝、沉降與浮色發(fā)花，并改善貯存穩(wěn)定性與生產(chǎn)效率。 相容性與工藝匹配：分散劑必須與樹脂體系相容，并匹配顏填料表面性質(zhì)與極性；不當(dāng)選擇會(huì)導(dǎo)致相容性不足、黏度異常、色相漂移或穩(wěn)定性下降，需在配方階段通過相容性、黏度、展色性與貯存性測試驗(yàn)證。 4.對耐候性與應(yīng)用合規(guī)的影響 耐光耐候與耐化學(xué)性：著色力高的顏料若耐光/耐候不足，會(huì)導(dǎo)致褪色或色差；外用體系需重點(diǎn)評估顏料的耐光、耐候、耐酸堿性等耐久指標(biāo)，以保證長期顏色穩(wěn)定。 顏料的著色力往往越高越好。著色力的高低取決于顏料本身的光學(xué)特性及顏料的晶型結(jié)構(gòu)，同時(shí)還受多種因素的影響，而著色力的高低又會(huì)進(jìn)一步對涂料涂裝配方、施工、品質(zhì)等產(chǎn)生不同影響。根據(jù)顏料的使用條件，即不同的顯色方法、不同的測試方法和不同的評價(jià)方法，顏料的色力都會(huì)有不同的結(jié)果。通過控制研磨工藝、調(diào)整分散體系及選擇合適化學(xué)結(jié)構(gòu)，可平衡著色力與遮蓋力。
