涂料制造商的主要任务之一是覆盖全颜色空间,在大范围的应用中提供各种各样的高质量涂料。他们技术的一个重要部分是专注于颜料的选择。他们可以使用无机颜料,以其不透明度、户外耐久性和热稳定性而闻名,而有机颜料以较低的持久性为代价提供高度着色的颜色。根据所使用的树脂和目标市场,必须确定正确的颜料组合以达到所需的性能,避免诸如颜料沉降、漂浮、高粘度、异聚性等挑战。

在过去的几十年里,随着含铅颜料铬黄(PY34)和钼酸橙(PR104)逐步退出市场,我们观察到无机颜料产品在全球范围内由监管驱动的演变。这两种颜料因其明亮的阴影、高不透明度、高光泽和良好的耐久性而闻名,但不幸的是,它们的毒性导致世界各地的当局在今天和不久的将来禁止使用它们。从那以后,对涂料行业来说,更换这些颜料一直是一个挑战,在某些情况下,仍然需要技术改进。188BET竞彩

对于黄绿色光谱,钛酸镍(PY53)和钒酸铋(PY184)被广泛使用。1钒酸铋的特点是非常绿色,高度色度的阴影,而钛酸镍提供了更多的热稳定性,以缺乏色度和颜色强度为代价。最近开发的颜料铌锡焦绿石NTP (PY227)覆盖中间黄色阴影,对某些钒酸铋具有热稳定性优势。对于更红的黄色到橙色的色调,可用的无机颜料有CICPs(复合无机着色颜料)钛酸铬(PBr24)和金红石锡锌橙(RTZ, PY216和PO82)。尽管上述RTZ化学反应提供了比淡黄色钛酸铬更高的色度,但这些颜料都不能达到钒酸铋化学反应所获得的色度,因此在橙色空间中有一个间隙。

高色度和着色强度的亮橙色的缺失环节可以通过通用配方BiOBr的氧化铋固溶体来实现(1 - x)xdupont de Nemours在20世纪80年代描述了这一点(图1)。2固溶体是固体化学中的一个技术术语,描述的是一种均相固相,能够存在于具有单晶结构的一系列化学成分中,在这种情况下是pbfcl型四方结构(图2)。使用这种化学和技术,通过增加碘的含量,可以获得从亮红黄色到红橙色的广泛光谱。相反,无色的氧化溴化铋(BiOBr)与砖红色的氧化碘化铋(BiOI)的物理混合物会产生较暗的砖红色粉末,与BiOI相比,颜色的色调不变。颜料的形貌为0.2 ~ 0.5 μ m的板,厚度为几纳米。

橙色空间定位,SB醇酸/三聚氰胺,浓淡饱满。
图1”橙色空间定位,SB醇酸/三聚氰胺,浓淡饱满。
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图2”BiOI的晶体结构0.5Br0.5(灰色= Bi,红色= O;紫色=我;橙色= Br)。

尽管颜色鲜艳,BiOBr(1 - x)x湿沉淀法获得的颜料由于其化学稳定性低,在商业上不可行。作为BiOBr的固有属性(1 - x)x,包括其化学稳定性和户外耐久性,取决于化学成分,然而,可以通过使用掺杂剂或通过几层金属氧化物稳定颜料从根本上改善这些性能。另一种提高颜料性能的方法是将核心颜料封装起来。Ferro不断投入研发资源来改善BiOBr的性能(1 - x)x针对有针对性的应用,将上述技术与其在钒酸铋化学方面的历史知识相结合。因此,Ferro一直是开发、注册和商业化一系列创新、耐用和专利颜料的先驱,其颜色指数为PO85(图3)。3.应用优化的商业等级包括用于通用工业涂料的Lysopac Orange 6820B,用于水性涂料的Lysopac Orange 6821B,以及即将推出的提高户外耐久性的Lysopac Orange 6823B。

PO85的EM图。
图3»PO85的EM图。

技术性能:溶剂型醇酸/三聚氰胺

溶血橙6820B和6821B分别为核心颜料PO85和封装版,其颜料性能与市售无机橙颜料的比较如表1所示。PO85表现出优异的着色性能,在全阴影应用中实现高光饰面,优于钛酸铬(PBr24)和RTZ橙。在白色还原中,它的着色强度更强,与PBr24相比可达180%的相对着色强度,与RTZ Orange相比可达130%。其优异的不透明度类似于RTZ橙和PBr24,同时表现出优异的分散性和粘度。PO85也适用于户外耐久性、热牢度和过喷牢度,其性能接近CICPs PBr24和RTZ Orange,这两种产品以其稳定性而闻名。

PO85与其他橙色无机颜料的性能比较。
表1”PO85与其他橙色无机颜料的性能比较。

另一个额外的好处是其55%的高总太阳反射(TSR)(图4),在可见光谱中优于PBr24,在可见和近红外范围均优于RTZ Orange。随着人们对全球变暖问题的日益关注,PO85可以作为“冷色”解决方案,在房地产或其他应用中减少太阳热量积累。

全太阳反射(醇酸/三聚氰胺全遮光)。
图4»全太阳反射(醇酸/三聚氰胺全遮光)。

这些总体性能符合无机颜料的预期,使PO85成为涂料的理想着色剂,使制备高性能涂料和高颜料负载浓缩物成为可能。PO85也非常适用于粉末涂料(如聚酯/Primid XL552 95:5),具有出色的耐久性,再次创造了新的可能性,覆盖这种应用的橙色光谱。此外,它的高热牢度使它被推荐为线圈涂料的应用。

增加颜色包络

由于其独特的颜色和色度,PO85是与钒酸铋(PY184)结合的理想颜料,作为从黄绿色到橙色的色域扩展剂(图5)。PO85最显著的附加价值是它的活力、亮度和色度的清洁性,与同等色度下的RTZ橙和钛酸铬(分别)相比,其DC*值高达5和12。因此,它实现了更广泛的调色板,并覆盖了使用RTZ orange或PBr24难以达到的部分橙色光谱(图6)。

与PY184暗色组合的颜色比较。
图5»与PY184暗色组合的颜色比较。
图色信封。
图6»图色信封。

缺陷和陷阱

PO85是一种铋基颜料,因此其核心颜料在抗酸性和碱性方面表现出固有的弱点。在溶剂型涂料中,这一弱点主要由粘合剂系统的保护屏障来补偿。然而,用于户外建筑应用的高颜料体积浓度水性涂料的保护作用有限,具有开放的孔隙结构。因此,建议在水性涂料中使用PO85的封装版本,如溶血橙6821B,因为它们是专门为这些应用开发的。即使PO85的封装版本的特点是着色强度下降,他们的相对强度仍然类似于RTZ橙。此外,明亮,干净的阴影在全阴影应用仍然不受影响,因此仍然是更好的表现。

这一颜色指数的另一个特殊性是其初级粒子的片状形态。与所有的片状颗粒一样,它可能遭受过铣削,因为初级颗粒大到足以被铣削过程中施加的剪切力破坏或侵蚀。因此,仔细控制研磨参数,如时间、速度和温度是很重要的,因为这通常是所有颜料分散的情况。

总结

碘化氧化铋/溴化铋(PO85),通过湿沉淀法获得,结果是鲜艳的橙色,但稳定性问题限制了该化学物质在市场上的使用。Ferro在过去几年开发了一系列耐用产品,并展示了它们在广泛应用中的可能用途,为涂料行业提供了一种新的可能性,生产耐热、耐候性、明亮和清洁的色调,从橙黄色到红橙色。188BET竞彩该颜料可以单独使用,但由于其良好的分散性和不透明度,与其他高性能无机或有机颜料混合,也是扩展颜色包络的优秀遮阳成分。

应用是液体涂料,包括溶剂型和水性体系,但该颜料在粉末涂料中也显示出优异的性能。高的太阳总反射率使该产品范围非常适合冷涂料的应用。

实验记录

  • 颜料在溶剂型短油醇酸/三聚氰胺烘烤珐琅(Allnex Setal 84 XX-70/Allnex Setamine US 136)中进行评估,在短油醇酸中制备55%颜料负荷的磨基。在25%的色素负载下,分别在100 μ m WFT全荫度和75 μ m WFT白还原1/9的条件下制备脱色剂,在120℃下固化30 min。色度值在10°/D65条件下按CIE1976测定,色强按ISO 737 -26计算(加权K/S)。

  • 用装有Z3DIN锭子的安东-帕尔流变实验室MC1测量磨基粘度。

  • 通过在固化的全阴涂层上添加10% HCl和5% NaOH液滴来评估酸碱稳定性,并在24小时后使用灰度(ISO 105 A02)进行视觉评估。

  • 通过在逐步升高的温度下固化来评估全阴影和白色还原1/9的热牢度,并定义为与默认固化温度相比,在该温度下没有可见的视觉退化。

  • 过喷牢度的评估方法是在固化的全色调或白色还原1/9的表面涂上白色涂料(醇酸/三聚氰胺),并在逐步升高的温度下固化。过喷牢度定义为白漆渗漆度根据灰度可忽略不计的最高温度。

  • 耐候性是根据标准ASTM G-26(a)通过在天气计(Atlas)中暴露涂层钢板(全阴影或白色减少1/9)1000小时来确定的。

参考文献
¹福克纳;高性能颜料,第二版。Wiley-VCH, 2009年。

²香农,R. D.氧化化铋固溶体。美国,专利号:4252570A, 1979。

³维尔斯巴耶,G.;j . D 'haeveloose;Devreux诉;涂覆铋氧卤化物基颜料。W.O,专利号我们/ 2017/102735 2017人。