1、概述
环保型彩色混相无机颜料是由多种金属氧化物经高温固相反应而生成的具有环保无毒的高性能无机颜料。在国外的一些公司称其为金属氧化物混合颜料,即MMO颜料(Mixed Metal Oxide Pigment),这个名词有些误导,因为该词的真正意思不是混合物,而是带色阳离子在晶格中均一存在;而彩色复合无机颜料,即CICP(Complex Inorganic Color Pigment)或高性能复合无机颜料这些称呼也并不恰当,因为一般地说,将两种或两种以上性能差异较大的颜料如有机颜料与无机颜料结合在一起,才叫“复合”,我们沿用美国“干态颜料制造商”协会的这一称呼,该名词对这类颜料的描述应更加准确。
环保型彩色混相无机颜料在各类无机彩色颜料中,因具有无毒、耐候耐光性极好、耐热性高、耐化学性优良、色谱范围也比较宽广等特点,在职业安全及环保法规日趋强化、制成品使用期要求越来越长的今天,深受涂料、塑料、陶瓷、玻璃、建材等相关行业的欢迎。
彩色混相无机颜料是由几种金属氧化物构成的,国际上有时用相应的几种化合物表示其化学组成,如用NiO.Sb0.20TiO2表示钛镍黄的化学组成,现在,大多用镍/锑/钛氧化物表示,但这决不说明它们是由化学共沉淀法形成的各氧化物的复合物,更不说明它们是机械混合物,而是通过1000℃以上高温固相反应,发色金属离子(如Ni2+)和平衡化合价的金属离子(如Sb5+)热扩散到一定的基本晶格(如金红石型晶格中,部分取代了基本金属离子(如金红石型晶格中的Ti4+),形成了具有某种全新性能的新型化学元素。因此,这种颜料又称“煅烧颜料”;它们在煅烧过程中形成了稳定的掺杂式晶型结构,因此又称“晶格颜料”;这些颜料的大多数,最初是为陶瓷制品着色而开发的,故又称“陶瓷颜料”。不过,用于现代涂料和塑料的彩色混相无机颜料,在性能上,特别是在粒度上和分散性上,比用于陶瓷的彩色混相无机颜料,有重大改进。彩色混相无机颜料已成为当今重要的无机彩色颜料。因其市场潜力较大,再加上附加价值较高,所以世界上一些著名的化工公司,如德国的BASF,美国的FerroCorp.等,都先后投人彩色混相无机颜料的生产行列里,生产其中的一种或多种。随着中国超耐久型建筑涂料和卷钢涂料、氟碳涂料市场的不断扩大,中国现在是彩色混相无机颜料的一个巨大市场。
因此,国外的一些生产商正在努力开拓中国市场,国内已有湖南巨发科技有限公司后来居上,生产商品化环保型彩色混相无机颜料,该公司是国内最大且已申请6项国家适用新型发明专利的该类颜料的生产厂家,产品性能与BASF等媲美,部分性能甚至超出。
2、品种
彩色混相无机颜料花色品种较多(但遗憾的是没有红色品种),扩大品种也比较容易,只要在主晶格中掺杂适当的发色金属离子即可。工业上应用量较大的是金红石型彩色混相无机颜料和尖晶石型彩色混相无机颜料。表1是几种常用的彩色混相无机颜料。许多彩色混相无机颜料还可通过加人另外的金属离子产生变体彩色混相无机颜料,如钛镍黄可有钛铌黄变化;钛铬棕(又称钛铬黄)可有两个变体,一个为钛铌铬黄(P.Y.162),另一个为钛钨铬黄;钴蓝的一个变体为铬钴铝蓝(P.B.36)。参见表1彩色混相无机颜料名称和组成。
3、性能特点
彩色混相无机颜料品种众多,因此其性能也不尽相同。一般而言,这种颜料的第一个特点是绝对无毒尽管它们中含有一些被认为有毒的金属如铬、锑、镍等,但由于在1000℃以上高温煅烧,所形成的混相氧化物的惰性很高,人体的胃酸根本无法使其溶解,因此即使进人胃肠内,也对人体无害;人身接触它,也是绝对安全的,这在强调环保安全的今天而言是十分可贵的。
彩色混相无机颜料的第二个特点是它的各种耐性都非常高。正是这一特点决定了它在超耐久型涂料和塑料制品中的价值。这是由它的制造条件决定的:高温使它们变成高惰性。
注:C.I.为染料索引(Color Index)
彩色混相无机颜料的第三个特点是耐热性高。这是许多别的彩色颜料所不能比拟的,因而它是高温涂料和工程塑料的首选颜料。
彩色混相无机颜料的第四个特点是,经过不断改进,它们的漆用性能如分散性、遮盖力、吸油量等都比较好。
彩色混相无机颜料的缺点是着色力低,色度不高,因此有些品种在有些应用系统中必须与相应的有机颜料配套使用。湖南巨发科技有限公司正在开发一种着色力、遮盖力和光泽更高的钛铬棕,除适用于耐光、耐候和耐热的涂料和塑料外,还适用于与食品接触的应用领域。
彩色混相无机颜料的特点决定了它们的用途。表2是湖南巨发科技有限公司彩色混相无机颜料产品性能。