消色力的测定方法有两种:一、相对消色力法;二、用雷诺值(Ranolds)表示着色力。
着色力是颜料对光的吸收和散射的结果。有色颜料,光的吸收起重要作用,白色颜料(二氧化钛)取决于对光的散射能力。
折射率越大,着色力/消色力越高,所以,二氧化钛在白色颜料中最高,金红石型钛白粉大于锐钛型钛白粉。
二氧化钛的着色力/消色力与其粒径、粒径分布和分散性有较大关系,具体有关因素:
1、钛白粉消色力的大小与它的散射能力和折射率有关;
2、粒子的大小、形状、结构和力度分布对钛白粉消色力有明显影响,消色力随着粒度的减少和粒度的均匀性的增加而增大。
3、钛白粉的消色力还与它的制备条件有关。
着色底相:又称灰漆色调或底层色相,受二氧化钛的平均粒径及其散射能力的大小影响十分明显。
底色=蓝色调/红色调
当二氧化钛的平均粒径为0.2μm,它对短波蓝光(400nm)有较强的散射力,底层色相带有较微的蓝相。粒径在0.4μm时,对长波红光(700nm)有较强的散射力,底层色相带有较微的红相。
吸油量:指每100克颜料,在达到完全润湿时需要的用油的最低质量,吸油量常用百分率来表示。是钛白粉的重要颜料性质之一,涉及到钛白粉在展色剂中的填充状态,说明它在介质中的分散性能。
当颜料被亚麻仁油湿润成不破裂不分散,能被刮刀刮起来的油灰(腻子)状的膏状物为终点。(颜料粒子表面被包覆,粒子之间的空隙也充满了油时为终点。)
另一种方法,是用油润湿到能流动时为终点,相当于流点,这种方法测试结果偏高。
影响吸油量的因素:粒子较小,表面积大,吸油量高,凝聚或凝絮的颗粒多,粒子间隙大,吸油量高,针状或不规则形状的颗粒,由于空隙大,吸油量高,片状颗粒,在捏合呈平行排列,空隙小,吸油量低,接近球形的颗粒理论上吸油量在40%左右。
试验证明:两种颗粒尺寸大小差距较大的颜料按一定比例混合,大粒子空隙被小粒子填充,所测吸油量比原来两种粒子分别测出的吸油量还低,粒径相当的颜料无此现象。
白度:影响二氧化钛白度的因素:二氧化钛中杂质含量和种类(如铁、铬、钴、铈、铜、锰、钒、铅等重金属离子,含量甚微,也会对白度产生明显影响。金红石型钛白粉比锐钛型钛白粉敏感)、粒径、粒径分布(形状、大小和粒度分布,颗粒光滑无棱角,带棱角的表面会减弱对光的反射。粒子大小应控制在0.2-04μm之间,相当于可见光的波长范围0.4-0.7μm的一半,这样才能获得高的光散射能力,使颜色更白。粒径小于0.1μm时晶体为通明,产品中含有粒径0.5μm以上的大粒子,就会降低对光的散射能力。粒径分布要均匀,分布带要狭窄)。减少杂质,提高化学纯度,调整控制粒径和粒径分布,增强其分散性。钛白粉出现不理想的晶格结构和混晶现象。
颜料体积浓度(PVC):干的油漆膜是一种三元结构。颜料体积浓度%=颜料体积(二氧化钛+填充料)/(颜料体积+胶黏剂体积)*100%
临界颜料体积浓度(CPVC) 可以认为是刚好有足够的胶黏剂涂盖在颜料表面、填充颜料粒子之间的空隙时的颜料体积浓度。光泽、透气性、多孔性、遮盖力、着色强度和底彩这类性质都与颜料体积浓度有直接关系。
1、颜料体积浓度对散射系数和遮盖力消色力等性能的影响:PVC增加至10%以上,粒子聚集使绕射光的散射效率减少,使遮盖力降低。再增加PVC,遮盖力增加,直到增加至25%时,遮盖力会再因为折射效率降低速度比高浓度二氧化钛补充的速度快而降低,直到临界PVC为止,这一点上,由于平膜光遮盖效应,遮盖力再度增加。
最高散射性能的PVC,随着粒径大小变化而变化,在某一PVC,粒径越小,粒子数越多,散射光越多,遮盖力和消色力越高。但在高PVC 区,粒子数甚多,粒子间距减小,当粒子间距小于入射光波长的一半时,光学上就不能逐粒析像,粒子密集,散射能力降低。这时大粒径的粒子,单位体积的粒子数减少,不易密集,散射能力高。
2、表面处理与PVC:在颜料表面加上涂膜后,绕射光的散射效率损耗减至最小程度。
3、颜色、PVC和粒径大小:三者的综合效应对调色漆的颜色有很大影响。
PVC和不透明度的关系:
某一PVC值时,不透明度最高,而随着PVC含量增加,不透明度反而下降。一般二氧化钛PVC=25%时不透明度最高。
二氧化钛PVC、薄膜厚度和不透明度:同一PVC时,薄膜越厚,不透明度越大。
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