汽車面漆用顏料的性能要求及類型

　　【中國涂料采購網】汽車涂料是一種高裝飾性和高保護性的涂料。作為成膜物質中的一個重要組成，顏料，特別是用于汽車面漆的顏料，對保證汽車涂料的高裝飾性和高耐久性有著十分重要的作用。配合現代化的外型設計，鮮艷或雅致的色彩是汽車生產商吸引客戶并使之產生高質量內在性能的品牌聯想的一個有效手段。隨著顏料和涂料工業的發展及環保法規的加強，汽車面漆用顏料品種的推薦和采用也在不斷地發生變化。一些高性能顏料的出現和因專利到期而普及(如DPP紅)，使一些性價比不太高的顏料逐漸淡出市場。而從毒性方面考慮，一些價廉色美的顏料，如鉻黃和鉬鉻紅等也不再在汽車涂料中采用。本文將根據筆者近年在工作中了解的歐洲汽車面漆中顏料的使用情況以及一些顏料公司的近期產品介紹，對當前在汽車面漆中推薦和使用的顏料作一介紹。不確之處，敬請有識者指正。

　　1汽車面漆用顏料的性能要求

　　汽車面漆用顏料應具有下列四方面的性能：

　　(1)優良的化學穩定性。

　　優良的化學穩定性不僅是指顏料有很好的耐各種化學品的牢度，如耐汽油、耐潤滑油、耐酸、耐堿、耐溶劑(抗滲色)、耐鹽霧、耐水、耐濕熱，而且在各種氣候條件下戶外長期使用時有很好的耐日曬雨淋、耐紫外線、耐二氧化硫的牢度，即有優良的保光、保色、耐粉化的戶外耐久性。另外，考慮到汽車涂料固化時的過烘烤試驗，還應有較高的耐熱溫度(180℃)。

　　(2)優良的色彩性能。

　　在良好的分散狀態下顏料所展現的顏色、色相和飽和度應能滿足用戶的要求。通常要有較高的著色力和涂膜光澤。不透明的顏料應有較高的遮蓋力，透明的顏料要有很好的透明性。此外，顏料的色彩重現性要好，即不同批次同一牌號的顏料要有很窄的主色、色相、著色力等顏色指標的容許范圍。

　　(3)良好的應用性能。

　　在研磨分散和配漆時，顏料要有很好的分散性、抗絮凝性和貯存穩定性，所得色漿要有很好的流動性以滿足現代汽車涂料制造時電腦自動配色的工藝要求。(4)低毒性。

　　2汽車面漆用顏料的主要類型

　　2.1無機顏料

　　當前可用于汽車面漆的無機顏料主要有鈦白、炭黑、氧化鐵顏料、釩酸鉍黃、金屬氧化物混相顏料以及作為效果顏料的閃光鋁粉和云母珠光粉等。本文不準備討論鋁粉和珠光粉這兩種效果顏料。經過包膜等表面處理而提高了耐光、耐候性的鉛鉻黃(PY34)和鉬鉻紅(PR104)就毒性之外的性能而言是適用于汽車涂料的，但由于毒性，已不再在汽車涂料中使用。同樣理由而禁用的還有鎘紅。釩酸鉍黃是20世紀80年代商品化的一種無機黃顏料(PY184)。其化學組成為BiVO4/nBi2MoO4，是釩__酸鉍和鉬酸鉍的一種兩相顏料，色相接近于檸檬黃。化學式中n=0.2~2，綠相隨n數值的增大而增加。它的最大特點是毒性極低，顏色明亮清潔，有優良的耐熱、耐候、耐光、耐化學品和耐溶劑性。其遮蓋力很好，相似于鈦白而有較高的著色力，是鉻黃顏料理想的無毒替代品。缺點是密度高(7左右)，易沉淀。金屬氧化物混相顏料是一類化學穩定性極佳的無機顏料。在穩定的金屬氧化物的晶體結構中，有色的金屬離子能呈現其顏色。混相顏料可以看作金屬氧化物的固體溶液。不同的氧化物的組成能產生不同的顏色，如鈦鎳黃(PY53，NiO·Sb2O3·20TiO2)、鉻銻鈦棕(PBr24，Cr2O3·Sb2O3·31TiO2)、鈷藍(PB28，CoO·Al2O3)和銅鉻黑(PBk28，CuO·Cr2O3)等。這類顏料的特點是有很好的耐高溫、耐酸、耐堿、耐光和耐候性，缺點是著色力低，某些品種的分散性不夠好。它們的主要用途是陶瓷和搪瓷著色，在涂料中主要用于耐高溫和卷材涂料。在汽車面漆中可用于淺色的金屬閃光底色漆。

　　2.2有機顏料

　　2.2.1偶氮顏料

　　偶氮顏料的色澤鮮艷，著色力強，色譜較廣，主要有黃、橙、紅、棕等。但傳統的單偶氮和雙偶氮顏料的耐光、耐熱、耐溶劑及耐遷移性等牢度較差，不宜在汽車面漆中使用。對偶氮顏料在化學結構上進行改性能改進它們的各種牢度性能。改性主要有2個方向：一是導入能提高化學穩定性的基團，二是增加相對分子質量并相應增加分子中的酰胺基團。前一種改性的成功品種是苯并咪唑酮偶氮顏料。它們的性能很好，滿足汽車面漆的要求。苯并咪唑酮可看作是環狀酰胺結構。顏料研究者發現：在偶氮顏料的分子結構中，酰胺基越多，其耐光、耐熱、耐溶劑等性能就越好。如在色酚AS系紅色單偶氮顏料中除分子中原有的一個酰胺基之外，再導入一個酰胺基(如PR170和PR188)，就能使改性后顏料的性能基本上達到汽車面漆的要求，考慮到性價比而可在汽車面漆中使用。后一種增加相對分子質量方法的代表品種是縮合偶氮顏料。這種偶氮顏料是通過縮合的方法將兩個單偶氮顏料聯在一起，既增加了相對分子質量又增加了分子中酰胺基的數目，因而提高了性能。縮合偶氮顏料有很好的耐熱和耐遷移性，性能上能符合汽車面漆的要求，但其著色力相對較低。目前主要在塑料和合成纖維中使用，已不再在汽車面漆中推薦。

　　2.2.2酞菁顏料

　　酞菁顏料是一類性價比較高的高性能顏料，其色譜為藍和綠。涂料用的酞菁顏料在耐光、耐熱、耐溶劑等各種抗性上都能滿足汽車面漆的要求。在汽車面漆中通常推薦抗絮凝型的品種，如PB15∶2、PB15∶4、PB15∶6、PG36和某些PG7。

　　2.2.3稠環和雜環顏料

　　(1)喹吖啶酮顏料

　　這是一類具有很好綜合性能的顏料，適用于汽車面漆。根據其取代基和晶型的不同，顏色有藍相紅(如R122及γ型PV19)和紅相紫(β型PV19)等。

　　(2)苝系顏料

　　苝系顏料是由還原染料轉化來的一種顏料，其色譜主要是紅、醬紅和紫，也有棕(PBr26)和黑(PBk32)。苝系顏料也屬于高性能顏料，其綜合性能也很好，但一些早期產品在低濃度時的耐光牢度不夠好。近年來通過改進，很多產品已不再存在這個問題而可以高度沖淡仍保持很好的耐光牢度，可作配色或在金屬閃光底色漆中使用。

　　(3)DPP顏料

　　DPP，即吡咯并吡咯二酮，是Ciba公司在1986年推出的一種顏色飽和度高，綜合性能好的以紅色為主的顏料。色譜中除紅色外，尚有橙、紫，由不同的取代基所決定。這類顏料中最早推出的是不透明的大紅PR254(DPP紅BO)，現在也有高透明性的藍相紅PR264。隨著DPP顏料的專利在2003年的到期，這類顏料的生產和應用逐漸增多。