涂料是具有高度多样化性能的组分的混合物。除固体颗粒外，不同溶剂中的涂层还含有不同数量的溶解或分散聚合物、聚电解质和表面活性物质。涂层是高度复杂的胶体体系，其复杂的相互作用决定了涂层在液态和涂敷后的成品状态下的性能。对涂料的要求越来越高。客户对最终产品的期望为涂料生产商制定了标准。但要生产高端产品，就需要高价值的颜料，而这是有代价的。最终，颜料的选择是基于色彩学、质量和经济三者的最佳结合。系统的方法可以更容易地从市场上可获得的众多原材料中确定最佳解决方案。188金宝搏bet官网本文描述了在这个评估过程中应该考虑的最重要的方面。
涂层制造过程提供了几种优化的可能性。然而，重要的是要记住，所有的流程步骤都是相互影响的，因此不能相互孤立地看待。颜料及其性能尤其重要，因为它们直接影响配方的质量和涂料的成本。
颜色强度，着色行为和隐藏能力
涂层的厚度主要取决于涂层中每一种颜料的隐藏能力，以及它们之间的相互作用。薄膜厚度应尽可能薄，以节约成本。可达到的最低薄膜厚度主要取决于不透明度，但也取决于其他属性，如流平。
例如，颜料涂饰剂使粒径分布较窄的颗粒显著增大，改善了颜料在粉碎机基体中的流变性能。这反过来允许增加涂层系统的填充等级，这将进一步优化其隐藏能力。
不透明度优化的颜料已被设计用于高端涂料，如工业和汽车涂料的不透明素色。它们已被证明是含重金属颜料的良好替代品。
彩色颜料及其隐藏能力
由于物理原因，有机黄色、橙色和红色色素自然具有较低的光吸收水平。与蓝色和绿色不同，这些较轻的有机颜料的光吸收很低，特别是在可见光光谱的长波范围内。无机颜料则不同。它们的折射率比有机颜料的折射率低，因此具有较好的隐藏力。因此，无机颜料与粘结剂的折射率差大于有机颜料与粘结剂的折射率差。同时，隐藏能力也相应提高。然而，无机颜料的特点是颜色比有机颜料暗淡。为了用有机颜料达到所要求的遮盖力，通常的做法是添加炭黑作为补充颜料。然而，它使阴影变得暗淡和黑暗。另一种可能的解决办法是添加补充色素。使用有机颜料会造成颜色的轻微变化，但最终的效果仍然明显比使用炭黑更纯。具有最佳遮盖力的互补颜料是理想的。只需要少量就能产生预期的结果。
表2显示了补色剂对C.I.色素红254的遮盖力的影响。在上述示例的版本A中，使用Hostaperm®Green 8G来增加隐藏功率。版本B中使用了炭黑。两种结果的直接比较表明，当使用与炭黑相同的量和厚度时，绿色颜料产生的颜色要纯净得多。因此，优化隐藏能力可以使涂层的厚度最小化，或使用相同厚度的涂层，但减少色素沉着。
采用补色法和隐藏力优化的颜料法，主要用于优化汽车和工业涂料的不透明素色，以及替代含重金属的颜料。
颜色空间最大化
为了确定可通过颜料和颜料混合物获得的色彩空间，建立了一套标准条件。所有的颜料制剂都被调整到颜色深度为1/25，这在视觉上产生的印象是，在所有颜色变化中颜料浓度是相同的，并允许比较不同的颜料及其颜色。这种特殊的颜色深度是典型的建筑涂料，代表了在较亮的变化和较深的阴影之间的妥协，较亮的变化很难在实验室中产生，较深的阴影更难比较。使用不透明的白色色散来避免系统误差。通常假设在CIELAB颜色空间中，颜料混合物位于混合物中所含颜料的深浅之间。这一假设并不完全正确，因为在颜色空间中，随着颜料之间的距离增加，差异也在增加。对于评价，根据CIELAB系统，a*和b*用XY图表示。根据这些数据，计算出最大色彩空间，并指出颜料的分离空间。从色彩学的角度来说，内部区域的颜料理论上是可有可无的，因为它们不贡献最大的色彩空间。然而，应该记住，黑色颜料和无机颜料，如铁氧化物将是成本优化所必需的。
然而，必须指出的是，数据不允许得出任何关于全色调的结论。也不可能对可能的新混合物的异聚性，以及它们与现有配方的比较情况做出声明。另一个被忽视的因素是价格和其他产品性能，如耐候性。在建立用于计算的数据库时，可以考虑到这些方面。
图4说明了C.I.色素橙36如何在一个快速有机颜料提供所需牢度的系统中扩大可用的颜色空间。黑线表示C.I.色素黄184和C.I.色素红168的混合物。通过分析可用的色彩空间，可以预先选择颜料，避免使用不必要的颜料，从而降低复杂性。同理，在保持或增加颜料数量的同时，优化现有系统也可能开辟新的色彩空间。它可以用于额外的色调，这一决定在利润丰厚的色彩空间中尤其值得。此外，色彩系统的优化需要更少的产品裁剪。因此，色彩空间分析的主要应用领域是着色系统的优化，其中使用的产品数量是至关重要的，例如POS着色系统。
成本分析
常用的确定有效着色的参数是每公斤颜料的价格和颜色强度——每克白色颜料需要多少颜料。这种区分在行业中是很常见的。这通常是由商业和技术部门之间的组织区分所支持的。然而，计算达到某个标准颜色深度的成本更有意义。着色成本结合了商业性质和技术性质，被定义为价格与颜色强度的比值。如表3所示，着色成本的直接比较证实了这一假设。最初，颜料A似乎比颜料b更经济。然而，由于颜料A的着色强度较低，尽管价格较低，但颜料A为颜料处理器产生了显著较高的着色成本。因此，B颜料在经济上更有效率。颜料C在这一比较中表现得最差。然而，这种颜料可能有其他好处，如高耐候性。因此，在需要特殊性质的应用中，较高的着色成本可能是合理的。
记住，一种涂料除了颜料外还包含其他几种成分，决定因素是整个配方的成本(在大多数情况下是最终产品)，而不仅仅是单个原材料的成本。除了单个颜料的着色成本外，还应根据需要考虑优化使用颜料、粘合剂和添加剂的总体配方的成本。例如，还应检查便宜的颜料是否会产生额外的成本，因为可能需要额外的添加剂和/或粘合剂。
另一点要考虑的是，有缺陷的产品，交付问题和缺乏质量一致性会带来额外的工作和成本。所有这些缺点导致生产过程中的麻烦，他们也影响质量一致性，色素处理器能够实现。所有这些都会给颜料使用者带来额外的成本。为了排除生产过程中可能出现的差异，可以通过分散研究来进行预测试。由于本文描述的评价过程忽略了牢度的差异，因此应该事先对颜料进行适当的预选。正确的评价方法是为技术适宜性确定明确的限制。只需要考虑合适的颜料即可。这使得它更容易在不同的颜色指数之间做出决定，所有功能的足够的牢度水平。此外，比较相同颜色指数的产品可以更容易地选择最合适的颜料变体，如果有不止一种商业上可买到的(例如C.I.色素黄74，有不透明和透明两种)。
当然，为了适当比较来自竞争供应商的相同颜料质量的替代产品，还必须考虑其他关键因素，例如交付和质量的一致性(对生产成本的影响)、产品包装协议(对年度成本的影响)、产品总数(复杂性)等。
结论
本文中描述的系统方法允许以一种相对容易的方式确定针对每个客户的最合适的产品。使用隐藏力优化的颜料可以降低所需的涂层厚度。添加辅助性颜料也能增强掩蔽力。在这一领域，C.I.色素绿36已经成为一种几乎普遍适用的解决方案。确定如何用最小的颜料范围获得最大的色彩空间可以减少复杂性。优化配方效率，同时考虑到总成本，避免表面的节约，最终可能在过程的其他地方产生额外的成本。欲了解更多信息，请访问www.clariant.com。
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