第二章　颜料特性及其分散理论

第一节　颜料的特性

一、印花染料色浆的合理的粒径及分布

颜料是一种固体粒子，不溶于水，无论怎样的生产过程，它都不可能是单一粒径组成的，而是存在着一定的分布范围。根据散射理论专家分析：理论上染料色浆颗粒粒径分布的下限，应为光波长低限的1/2，即0.2μm；上限为可见光波长的高限，即0.77μm。但是实际生产时，研磨后测得结果表明，即使高效率的研磨设备，也无法使染料色浆的颗粒控制在此范围内，研究后的测试结果表明，各种染料色浆的粒径在0.7～1μm，粒径分布在0.25～1.5μm的粒子为优，含量达80%。1.5μm恰是可见光长高限的1倍，因此，染料色浆最合理的粒径及分布范围是以可见光波长的低限的1/2为下限，以可见光波长的高限1倍为上限，即在0.25～1.5μm。

粒子大小直接影响颜料的遮盖力和着色力，粒子越小分散度越大，反射光的面积越多，因而遮盖力越大。着色力是某一个颜料与另一种基本颜料混合后的颜色强弱能力，通常是以白色颜料为基准，衡量各种彩色或黑色颜料对白色颜料的着色能力，粒子越小，着色力越大。

颜料粒度的测试方法有：筛分法，显微镜法，激光粒度分布仪法（丹东百特科技有限公司生产的BT9300H激光粒度仪，测量范围0.1～34μm）和电子显微镜法。中小企业最常用是光学显微镜法。

光子显微镜颗粒细度的检验方法如下。

按照GB 10664的规定，称取样品0.5g加水100mL搅匀取一滴，用放大倍数为1000倍（目镜10×物镜100）的显微镜观测，按表2-1规定的评级。

表2-1　颜料颗粒细度

注：1.测试白染料时需加40%树胶1g。
　　2.看细度时光波应该是正弦波。
　　3.在看细度时，目镜不可接触盖玻片，防止目镜损坏。

二、颜料粒子的比表面积

粒子的比表面积定义为单位质量颜料的表面积。它与粒度成反比，当颜料粒子质量保持恒定时粒径缩小一半，表面积则增大一倍。假设单位质量的均球形粒子的密度为ρ，粒径为δ，则算出单位质量颜料的比表面积为：

s=6/δρ

式中，s为比表面积，m²/g；ρ为密度，g/cm³；δ为颗粒直径，μm。

以钛白粉为例，可算出锐酞型（A）和金红石型（R）钛白粉比表面积s。

锐酞型（A）钛白粉的密度为3.8g/cm³，粒径为0.3μm，则s=6/（3.8×0.3）=5.26m²/g。金红石型（R）钛白粉的密度为3.9g/cm³，粒径为0.2μm，则s=6/（3.9×0.2）=7.69m²/g。

依据资料和计算归纳如表2-2所示。

表2-2　不同类型颜料粒度密度和比表面积

依据表中的数据分析可以看出：

（1）无机颜料中的主要原料为钛白粉，金红石型（R）比锐酞型（A）的比表面积高30%其遮盖力相对比较好。

（2）体质颜料由于粒径比较大，相对比表面积比较低，遮盖力相对比较差，但用普通的碳酸钙做成纳米活性碳酸钙，其粒径达到纳米级，比表面积增加38倍，可用于透明遮盖白浆，取得较好的效果。