颜料在涂料和油漆行业中的应用
一般而言，涂料就是能涂覆在被涂物表面，并能形成牢固附着的连续薄膜的材料。早期的涂料大多以植物油为主要原料，故有油漆之称。现在合成树脂已大部或全部取代了植物油。
涂料是国民经济各部门不可或缺保护和装饰材料，广泛应用于各类建筑物，各种生活用品，和工业制品的装饰保护以及钢铁和各类金属的防腐保护。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，涂料应用范围不断增多也带动氧化铁颜料品种和数量的发展。
通常情况下涂料由成膜物、挥发分、颜料填料、助剂等组成。
成膜物：又称为基料，是使涂料牢固附着在被涂物上，形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，决定着涂料的基本性质。常用的有醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂、聚胺酯树脂、氯化聚乙烯树脂、氯化橡胶、环氧沥青等等。可以是热塑性树脂，也可以是热固性树脂；可以是单组分的，也可以是与固化剂一起配套使用的双组分。
挥发份：主要是指溶剂，包括有机溶剂和水。主要作用是使成膜物质溶解或分解成为粘稠的液体，以便涂料的生产和施工。在涂料施工过程中和施工完毕后，这些有机溶剂和水挥发，使涂料干燥成膜。常将成膜物质和挥发分的混合物称为漆料。
颜料填料：颜料是分散在涂料中的不溶的微细固体颗粒，分为着色颜料和体质颜料（即填料）。主要用于着色、提供保护、装饰以及降低成本等。氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑、铁棕、铁橙、铁绿、金属混相氧化铁等可用于着色、装饰等功能，同时氧化铁红、云母氧化铁又具有很好的防锈、防腐等功能。氧化铁系颜料本身具有很好的耐酸碱、耐候性，可在涂料中替代部分有机着色颜料，同时还起到降低成本的作用。
助剂：助剂的用量很少，主要是改善涂料某一方面的性能，如：消泡剂、分散剂、乳化剂、润湿剂用来改善涂料生产过程听性能；防沉剂、防结皮剂等用来改善涂料的贮存稳定性能；流平剂、增稠剂、防流挂剂、成膜助剂、固化剂、催干剂等用来改善涂料的施工和成膜性能；防霉剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、防静电剂等用来改变涂膜的某些特殊性能。
按涂料形态分为：水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料等。
按施工方法分为：刷涂涂料、喷涂涂料、辊涂涂料、浸涂涂料、电泳涂料等。
按施工工序分为：底漆、中涂漆（二道底漆）、面漆、罩光漆等。
按功能分为装饰涂料、防腐涂料、导电涂料、防锈涂料、耐高温涂料、示温涂料、隔热涂料等。
按用途分为：建筑涂料、罐头涂料、汽车涂料、飞机涂料、家电涂料、木器涂料、桥梁涂料、塑料涂料、纸张涂料等。
人类生产和使用涂料的历史可以追溯到石器时代。在距今7000多年的原始社会，人类用野兽的油脂、草类和树木的汁液与天然颜料配制成涂饰物质，用于装饰，这是涂料的雏形，是涂料发展的原始阶段。进入铜器时代以后，中国是发展涂料最早的国家之一，从长沙马王堆汉墓出土的漆棺和漆器的漆膜坚韧，保护性能优异，充分说明在公元前2世纪，中国使用生漆技术的发展达到的成熟程度。由于桐油和大漆的应用而形成了“油漆”的习惯称呼，一直沿用至今。
18世纪以后首先在欧洲涂料有了迅速的发展。在1790年英国建立起第一个油漆厂以后，涂料开始形成工业生产体系，开始出现了独立的涂料工业。到19世纪下半叶，涂料工业经过百年发展已成为当时的重要化学工业之一，涂料科学成为一个专门学科。
进入20世纪，高分子科学理论的重大成就和各种高分子化合物的研制成功及投入生产，为涂料发展开创了新时代。各种新开发的合成树脂在涂料中得到了广泛利用，使涂料进入了以合成膜物为主的时代。近30年来涂料的新产品、新技术不断发展，生产规模不断扩大，全世界涂料产量超过3000万吨。现代的涂料工业已成为现代化学工业的一个重要行业，涂料生产和应用向新的高度发展，同时也带动了与涂料相关的产业链发展。
2018年，全世界涂料产量超过4000万吨，工业发达国家的年人均涂料消耗量达到10Kg以上.根据2020年5月中国涂料工业协会发布的2019年中国涂料行业经济运行分析报告
2019年中国全年涂料行业产量为2438.80万吨，2018年同期为2377.07万吨，同比增长2.6%；主营业务收入为3132.32亿元，去年同期为3150.11亿元，同比降低0.6% ；利润总额为229.53亿元，去年同期为209.80亿元，同比增长9.4%。 2015年至2019年中国涂料行业发展走势图见图5-1。
2019年全年1-4季度产量累计分别为386万吨、964万吨、1853万吨、2493万吨，分别同比增长7.3%、4.8%、9.2%和2.6%（图5-2）。产量增长趋势符合涂料行业客观规律，生产快速增长主要集中于第三季度。
在2019年“一百指数”企业中，工业涂料主营业务收入763亿元，建筑装饰涂料主营业务收入453亿元；工业涂料产量为422万吨，建筑装饰涂料产量为522万吨；工业涂料利润为48亿元，建筑装饰涂料利润为54亿元。
建筑涂料产量虽高于工业涂料，但主营业务收入却低于工业涂料不少，分析主要原因是建筑涂料市场定价仍然处于低位。对此，建筑涂料企业还需要通过高质量发展增加产品的附加值。工业涂料整体利润相对于建筑涂料较低，主要是因为工业涂料中有很大一部分为通用型工业涂料，拉低了工业涂料整体利润水平。2017-2019年中国涂料行业“一百指数”企业分类涂料数据见图5-3。
涂料产品结构大体上是工业涂料占比35%-40%，建筑涂料40%-45%，特种涂料15-20%。
2019年中国涂料协会氧化铁颜料分会的统计数据见表5-5。
表5-5 中国涂料用氧化铁颜料情况表 单位：万吨
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年 份 |
涂料产量 |
表观消费量 |
比例 % |
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2018 |
2377.07 |
15.22 |
0.64 |
|
2019 |
2438.8 |
13.22 |
0.54 |
生产优异的涂料不仅要从基料、溶剂、助剂等方面考虑，还要从颜料的特性及颜料在基料中的制漆性能等方面加以考量。涂料和油漆生产加工选用氧化铁颜料时在考虑性价比前提下会从以下四个维度来评价
适用性。
1.涂料加工性能
2.涂料原漆性能
原漆性能检测是指涂料包装后，经运输、储存、直到使用时的质量状况。主要性能如下。容器中状态：通过目测观察涂料有无分层、发浑、变稠、胶化、结皮、沉淀等现象。其中沉淀、分层与选用的颜料和填料的密度和细度有关。
3.涂料施工性能
涂料只有通过施工才能发挥作用。涂料的施工性能，包括将涂料涂布在底材上开始至形成漆膜为止，主要性能如下：施工性即干燥时间：习惯上分为表面干燥、实际干燥和完全干燥三个阶段；涂布率；流平性；流挂性；涂膜厚度；遮盖力。其中遮盖率与选用的颜料和填料的遮盖率和着色力有关。
4.涂膜性能
涂膜外观：在室内标准状态下制备的样板干燥后，在自然光下肉眼观察，检查漆膜有无缺陷如刷痕、颗粒、起泡、起皱、缩孔等，并与标准样板对比，光泽、颜色、硬度、冲击强度、柔韧性、附着力、耐磨性、耐洗刷性、耐光性、耐水性、抗污性、耐盐水性、耐化学品性、耐溶剂性、耐湿性、耐耐候性。其中耐候性、耐光性、颜色与选用的颜料和填料的相对应指标有关。
氧化铁各类颜料在这几个方面都优秀。
1. 涂膜的固化方式与颜料的选择性
不同的颜料耐温性差异很大，例如氧化铁红可以耐温1200℃，而氧化铁黄高于180℃就会脱水变红，氧化铁黄、铁绿、铁黑、铁棕的耐温均有差异，上述颜料用于热塑性或双组份涂料中没有任何问题，但是在热固涂料中就需注意它们的承受温度和时间，比如氨基烤漆、热固性环氧油漆等。
氧化铁颜料对水性和油性涂料都可使用，其拥有的独特自然颜色和丰富色谱。从黄色到橙色；从橙色到红色；从红色到棕色；从棕色到黑色。成为涂料色彩设计的重要元素之一。
对于涂料，氧化铁颜料具有许多优良的特性。不仅着色力强而且具有出众的耐光性、耐候稳定性以及抗化学腐蚀性，即不渗色、不褪色，对酸和碱有很强的抵抗力，
因此氧化铁颜料在涂料中不仅起到遮盖和装饰作用，还能改善涂料的物理和化学性能，提高涂膜的机械强度、附着力、防腐蚀性、耐光耐候性。是室外涂料用颜料首选。
氧化铁黄和氧化铁黑的热稳定性为约180℃，氧化铁红的耐热性为1200℃。氧化铁是强紫外线吸收剂，特别透明氧化铁颜料。因此可以保护油漆中的黏合剂不被降解。
合成氧化铁颜料由于颗粒的形状可以精确控制，粒径分布也很窄，比天然氧化铁具有更大的着色强度，在涂料颜色重要的地方通常选择合成氧化铁，天然氧化铁颜料会用于汽车和钢结构的底漆。除常规的氧化铁颜料外，还有特种氧化铁颜料。比如透明红和透明黄，防腐的云母氧化铁，干扰颜料，混合氧化铁和磁性颜料等。
表5-6 涂料和油漆中常用氧化铁颜料产品规格和牌号表
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№ |
常用产品 |
成分与组成 |
形态 |
规格和牌号 |
备注 |
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1 |
氧化铁红 |
γ-Fe2O |
粉状 |
D110 D130 D190 |
|
|
2 |
氧化铁橙 |
γ-Fe2O3 γ-Fe00H |
粉状 |
D960 |
|
|
3 |
氧化铁黄 |
γ-Fe00H |
粉状 |
D910 D920 D930 |
|
|
4 |
氧化铁棕 |
γ-Fe2O3 γ-Fe00H Fe3O4 |
粉状 |
D668 D868 |
|
|
5 |
氧化铁黑 |
Fe3O4 |
粉状 |
D330 D722 D733 |
|
|
6 |
复合铁酞绿 |
|
粉状 |
D5605 D561 |
|
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7 |
云母氧化铁 |
α-Fe2O3 |
片状 |
MIOG-1 |
|
|
8 |
透明氧化铁 |
α-Fe00H α-Fe2O3 (50–100 nm) |
粉状 |
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|
颜色是颜料最本质的表征也是最重要的技术指标之一，色光不仅取决于颜料本身的化学成分，还与颜料粒子的颗粒大小、晶型、晶相、杂质含量等有关。因为颜色的显现受光的照射、反射、折射等影响，颗粒外形不同势必影响色光。颜色一致性二个方面1.批次一致性 2.同批次一致性 都很重要。
当颜料分散于介质中形成涂膜时，涂膜的不透明性完全由颜料产生，评定颜料遮盖力实际上就是评定颜料在涂膜中遮盖底材的能力。一般表示为单位体积或质量颜料所能遮盖的底材面积，国家标准中，颜料遮盖力定义为能遮盖单位底材的面积所需颜料的量，以恰好遮盖单位面积底材所需用颜料的最小量表示。这个数值是绝对数。
颜料遮盖力光学性质是颜料和存在其周围介质折光率之差所造成。当颜料的折光率大于基料的折光率就出现遮盖力，两者之差越大，表现的遮盖力越强；两者相等为透明。
颜料的遮盖力随粒径大小而变，每个颜料都有个最大遮盖力的最佳粒径，这是因为光的衍射作用。当粒径相当光波的1/2λ时效果最佳，粒径再小时，光线会绕过颜料粒子，发生光的衍射，遮盖力下降，透明性增加。
着色力是彩色（黑色）颜料与白色基准颜料混合后形成颜色强弱的能力。它的量度是和标准样品做比较，以百分数表示着色力，是颜料对光线的吸收和散射的结果，遮盖力也是。遮盖力侧重于散射，而着色力则主要取决于吸收，吸收能力越大则着色力越高。着色力除和颜料的化学本质有关外，还和其粒子大小、形状有关。着色力一般随颜料粒径减小而加强，当超过一定极限后，会随粒径减小而减弱，因此存在着最佳粒径。同样粒径下，吸光系数越大则着色力越强。另外着色力还和颜料的分散程度有关，分散得越好，着色力越强。着色力还与颗粒形状、结晶类型有关系。评价着色力高低要从多方面分析。
100g颜料在特定条件下与亚麻仁油形成的内聚的腻子状物质所需亚麻仁油的质量或体积即为吸油量。所形成的物质应该在玻璃板上刚刚成团而又不粘玻璃板。检测方法见GB/T5211.15-1988（国际标准号： ISO 787-5:1980）。通常情况下吸油量小，涂料（油墨、塑料、建材也适用）的流动性好。吸油量除和颜料的化学本质有关外，也和颜料的物理状态、粒子大小以及颜料与颜料之间的空隙度有关。通常情况下粒子越小表面积越大则吸油量越高，颜料之间空隙度越大吸油量也越大。另外还和粒子形状有关系，比如针状粒子比球状粒子吸油量要大，这是因为针状粒子有更大的表面积和空隙度。还与颜料表面所吸附的水分、水溶盐、表面活性剂有关。氧化铁颜料的吸油量见表5-7。
表5-7 氧化铁颜料的吸油量
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编 号 |
原料名称 |
吸油量g/100g |
编 号 |
原料名称 |
吸油量g/100g |
|
1 |
透明铁红 |
61 |
2 |
透明铁黄 |
54 |
|
3 |
氧化铁黄 |
35 |
4 |
氧化铁黑 |
30 |
|
5 |
氧化铁红 |
25 |
6 |
云母氧化铁 |
18 |
涂料制造注意氧化铁颜料中的筛余物指标更多表征的是颜料中铁屑、砂或异物等杂质，但是颜料中难以破碎的硬颗粒对颜料分散细度也是不利的。
研磨细度：表征颜料在体系中的分散破碎的难易程度，单位um，采用GB/T 6753.1-2007 (ISO1524:1983）或用海格曼系数（H）表征（见表5-8）。
表5-8 海格曼细度H-um对应表
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海格曼H |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
um |
100 |
87.5 |
75 |
62.5 |
50 |
37.5 |
25 |
12.5 |
0 |
按国家标准GB/T1710-2008《同类着色颜料耐光性比较》评定：氧化铁颜料耐光性8级。对光的作用很稳定能吸收紫外线粒径经越小吸收紫外线能力越强，可减少保护的物品受紫外光线的破坏。
参照国家标准GB/T240-2008《纺织品色牢度试验 评定变色用灰色样卡》的5级表示法来进行评定，5级最好。氧化铁颜料耐候性达到5级。自然条件下作用稳定。
氧化铁颜料本身具有极佳的耐光耐候性，可保护物品长期置于户外而不褪色不变色，漆膜不粉化，因为颜料一定要分散在介质中，分散介质的耐光、耐候性也对漆膜产生一定的影响。
颜料颗粒的形状、粒度分布主要影响漆膜的颜色，吸油量以及涂料的流动性以及颜料加入量。氧化铁红是球状颗粒、铁黄是针状颗粒、而云母氧化铁是片状层状颗粒，导致吸油量不同，涂料的流动性不同，吸油量低的颜料可制作高颜料含量的涂料。粒度分布决定了颜色的纯度，粒度分布越窄颜色色调越单一，颜色饱和度越高。
基于涂料体系对颜料的分散性要求，为避免涂料的增稠和发涨通常对氧化铁颜料要求水溶盐≤0.5%，pH4.0-7.0，电导率≤500us/cm。
由于颜料表面有较高的能量，因此在其表面会吸附水分等一些物质。这里说的水分是湿存水即吸附在颜料表面上的，而不是化学组成中的结晶水。水分对制漆一般来说是一个絮凝剂，适当的水分不会造成过度的絮凝。水分存在多少会影响颜料的一些性能比如色光、吸油量等。
密度是指单位体积内所含颜料的质量数。若它的体积完全是由颜料粒子所占的体积则密度就是真密度，若它的体积包括颗粒之间的空隙，那么密度就是表观密度，将随堆积的严密程度而改变。由于颜料的结晶状态不同，即使同一化学成分，其密度也不尽相同。密度对于涂料生产过程中影响最大的就是涂料的临界体积浓度（CPVC）。
颜料是一种微细的粒子，粒径最大不超过100um，属于超细粒子，这些超细粒子表面的分子数和颗粒内部相比占有相当大的比例，表面的分子处于力场的不均匀之中，其表面存在很高的能量，本身处于不稳定状态，很多几何和物料性能对颗粒性能起很大作用，如粒度大小、颗粒形状、粒度分布、结晶状态、相对密度、表面积、表面能、表面电荷等都影响着颜料在展色剂中的分散过程。因此颜料在基料中的分散是一个复杂的过程，通常包括以下三个步骤：
①润湿：是空气在粒子表面被排除出去，在粒子表面上形成一个溶质层。由颜－-介质界面代替空－-颜料界面。不同的基料体系对颜料的润湿性差异很大，这本身也是相似相容原理的体现。
②破碎：使用研磨设备使颜料团聚体破碎成为更细小的微粒。
③在粒子之间建起斥力（即，在粒子表面上形成溶质层）使分散状态得以保持。这个力应大于絮凝造成的范德华引力。
分散的程度在很大程度上影响着涂料和涂层体系的性质，例如黏度和颜色性质，特别是色调、着色力、光泽度和雾浊。在许多体系中分散性对着色力有着至关重要的影响，以至于用着色力展现速率来作为衡量分散性的直接量度。
在以不同的颜料组成的体系（即，白色和彩色颜料）中，会发生分离效应，即浮色现象。以适当的胶凝剂是颜料预絮凝可以抵制浮色，在某些情况下加入填料也有此效果。在使用几种颜料的溶剂体系中，还有在饱和色体系中，会由于絮凝而造成变色（擦拭效应），在施工时或干燥中遭遇机械应力时尤其如此。使用擦拭测试法可以测定絮凝倾向。
涂料中水溶盐可导致氢键缔合容易引起涂料的增稠和发涨，不利于颜料的润湿，同时还容易使漆膜雾浊，因此需要控制涂料用氧化铁颜料的水溶盐含量低于0.5%，如制备高颜含量的色浆时水溶盐需控制更低的含量。
现代涂料工艺为了达到调色方便，通常要做成高颜料含量的色浆。这样要求颜料的技术指标需满足高密度、低吸油量、低水溶盐、中性pH（5.5-7.0）等要求，做出的色浆要满足较低的黏度和较高的流动性。可用旋转粘度计可测得牛顿性流体和非牛顿流体的黏度，通常情况下粘度越小，流体的流动性越好。
为了便于氧化铁颜料在涂料体系中的分散细度达到省时省力的效果，有不少氧化铁制造厂家还将氧化铁颜料进一步加工成超细颜料、颗粒颜料、预分散颜料等。
表5-9 水性涂料色浆配方（质量百分数）
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组分 |
质量百分数 |
组分 |
质量百分数 |
|
BYK190 |
26.75 |
|
|
|
BYK D24 |
1.25 |
|
|
|
去离子水 |
17 |
|
|
|
氧化铁黄 |
55 |
|
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表5-10 丙烯酸酯共聚乳胶漆（高级外墙乳胶漆）配方（质量百分数）
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组分 |
质量百分数 |
组分 |
质量百分数 |
|
苯丙乳液 |
55 |
防霉剂 |
0.3 |
|
钛白粉 |
8.5 |
增稠剂（触变性） |
0.5 |
|
氧化铁黄 |
12.5 |
氨水（pH调节剂） |
0.4 |
|
Texanol酯醇 |
1.0 |
水 |
18.3 |
|
分散剂 |
1.0 |
|
|
|
流平剂 |
2.0 |
|
|
|
消泡剂 |
0.5 |
|
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表5-11 丙烯酸树脂固化环氧粉末涂料配方（质量百分数：丙烯酸/环氧树脂=65/35）
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组分 |
质量百分数 |
组分 |
质量百分数 |
|
Epon2102环氧（环氧值0.185） |
21.98 |
|
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SCX-817丙烯酸树脂（酸值60） |
41.55 |
|
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Actikon NXJ60 |
0.19 |
|
|
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Modaflow PowderⅢ |
0.95 |
|
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安息香 |
0.32 |
|
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铁红粉 |
35.01 |
|
|
云母氧化铁（MIO）是一种特殊的颜料，是屏蔽性颜料，其本身是钝化的，阻止腐蚀物质浸透到金属表面。有天然的也有合成的，天然的最高质量（关于颗粒的平整度、展弦比等）的MIO来自奥地利瓦尔登斯坦的矿山（生产商：FL_rntner Montanidvstrie），但在西班牙、南非和西澳大利亚也有矿山。20世纪70年代，英国德文郡曾经开采过的最高质量的MIO的供应已经枯竭。这是促使美国工人寻求合成MIO方法的原因之一。合成MIO既可用于底漆，也可用于面漆；天然MIO过于粗糙，无法用于底漆。不同涂料粘合剂的风化试验表明，合成产品的性能比天然产品相同或更好。水热合成产生的MIO的长宽比可以通过掺杂Al、Mn或Si来改变，从而可以生产出一种红棕色的更有光泽的材料；这种材料既适用于装饰，也适用于纯保护目的。
干涉（或金属）颜料由云母片组成，云母片厚度为200-500纳米，在云母片上，通过从Fe2+或Fe3+水溶液中沉淀Fe3+氧化物，然后在700-900℃下煅烧，沉积了透明赤铁矿颗粒的薄层（50-150纳米）。这些颜料不褪色，耐腐蚀，颜色鲜艳。随着金属氧化物层厚度的增加，颜色因干扰效应而发生变化，从青铜到铜、红色、紫罗兰色和红绿色。涂料的一个特点是，随着观察角度的变化，颜色从深红色变为绿色；在“光泽起伏”中观察到的实际颜色在某种程度上取决于赤铁矿层的厚度。此外，油漆具有珠光或水珠状外观。它们被用于汽车上。这类涂料相对昂贵，但仍然比具有相同功能的有机颜料基涂料便宜得多。明亮的红金或绿金（取决于沉淀的方法），当赤铁矿颗粒与云母板上的二氧化钛结合时会产生干扰颜料；这些颜料用于化妆品和印刷油墨中。
云母氧化铁（MIO）在世界范围内广泛用于桥梁、工业厂房、塔架、储罐和海上石油钻井平台等钢结构的重型防腐涂料中。英国的每座铁路桥都有一层基于MIO的面漆，巴黎的埃菲尔铁塔也是如此。云母氧化铁具有亮灰色到黑色的外观，由1–100微米宽、约5微米厚的高光赤铁矿板片组成。
与这种色素有关的不溶性盐的含量很低。在涂料中，云母氧化铁以片状层状结构所起到的屏蔽作用尤为突出，这个屏蔽层是通过片状粒子的相互重叠而形成的。这种重叠使水分和造成腐蚀的物质穿过涂层的扩散通道不得不有所延伸。同时云母氧化铁颜料具有很高的三氧化二铁含量和很低的水溶盐含量使得其屏蔽效应有所加强。一个理想的云母氧化铁颜料不应含有很细的粒子，以便把可润湿颜料面积控制到最小的程度。要求涂层有高的CPVC（颜料在涂料中的体积含量），那么颜料的吸油量就必须小。此外还有优良的抗UV性能、热稳定性、化学稳定性，良好的硬度（耐磨性）和良好的电阻性，增加了其在防腐涂料中的首选系数，云母氧化铁颜料为结构钢提供长期防腐蚀性能的中间层涂料和面涂涂料。此外，颜料吸收紫外线辐射，从而保护黏合剂不被降解。MIO具有化学惰性，因此它提供的保护只是物理上的。
由于MIO无毒，因此它比铅基和铬酸盐基涂料更环保，后者用于在其他防腐涂料和底漆中提供化学保护。
在发达国家金属腐蚀为国家造成的损失至少达GDP的5%，因此防腐涂料在防止金属材料腐蚀中发挥着至关重要的作用。在防腐涂料的制作过程中，树脂和颜料都要选择恰当，且两者要兼容互补。
电化学腐蚀是金属腐蚀最基本的实现途径，有金属本身活泼性决定，也和金属构件表面的光洁度有关系，表面越光洁越难以形成阴阳极。
防腐蚀颜料可以通过以下几种途径来实现涂料防腐性能：
● 防止膜下腐蚀；
● 当漆膜因机械损毁而使之不再呈连续状态时起保护金属基材的作用；
● 在已被破坏的面积上防止腐蚀向下蔓延；
● 膜厚不变而使耐久性得到改善；
● 在膜薄的情况下改善耐久性，以使施工的失误所可能带来的损害减小。
防腐颜料按其作用模式分为：活性颜料（化学性或电化学性）、屏蔽性颜料（物理性）、牺牲性颜料（物理性、电化学性）。
活性颜料可以与树脂反应或与金属材料直接反应在金属表面形成保护层，还有的与腐蚀物质进行中和使涂层pH保持恒定起到持久防腐的作用。牺牲性颜料即金属颜料，在图3-3 金属电动势序列中排在前面的保护后面的，如富锌涂料，主要是锌先于碳钢氧化形成氧化锌膜保护钢材不受腐蚀。
在涂料文献中，还有的颜料叫做“膜增强剂”，通过优良的树脂/颜料结合性，有利于涂膜成形来增加涂层的屏蔽效应，例如氧化铁红。
表5-12 环氧船底防腐涂料配方（质量百分数）
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甲组分 |
质量百分数 |
乙组分 |
质量百分数 |
|
聚酰胺树脂 |
16.5 |
环氧树脂 |
15 |
|
改性三聚磷酸铝 |
10 |
二甲苯 |
10 |
|
氧化铁红 |
5 |
异丙醇 |
1 |
|
云母氧化铁 |
18.5 |
|
|
|
滑石粉 |
9.5 |
|
|
|
丁醇 |
14.5 |
|
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透明氧化铁包含有纳米粒子，其初级粒子尺寸在1-50纳米之间.透明氧化铁黄是由针铁矿的针状晶体组成，是用沉淀法制得的，其长度在50-100纳米之间。经400～500℃煅烧，可转化成大小、形状相同的透明铁红（赤铁矿）。透明氧化铁颜料粒子是不透明氧化铁粒子的1‰-1%，颜料的性质与其粒度大小直接相关，见表5-13。
表5-13 颜料的性质与其粒度大小相关示意图
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性质 |
颗粒大小um 0.001 0.01 0.1 1 10 100 |
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颜料 色调 遮盖力 比表面积 分散性 |
透明氧化铁红 不透明氧化铁红 云母氧化铁 带黄色的红色 黄相红到紫色 金属棕到黑色 透明 非常高 低 高 低 困难 容易 |
透明氧化铁具有与不透明氧化铁一样的耐性性质，但着色强度高的多，色纯度也明显较高。表5-14综列了透明氧化铁的一些性质。
表5-14 透明氧化铁的性质
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透明氧化铁 |
黄.针状 |
红.针状 |
红.立方晶 |
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化学组成 |
α-Fe00H |
α-Fe2O3 |
Fe2O3 |
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结构 |
针铁矿 |
赤铁矿 |
X射线无定形 |
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C.I,1部 |
颜料黄42 |
颜料红101 |
颜料红101 |
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C.I,2部 |
77492 |
77491 |
77491 |
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制造过程 |
沉淀 |
煅烧 |
五羰基铁 |
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密度/g.cm-3 |
3.9 |
4.5 |
4.9 |
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散体积/I.kg-1 |
1.4~1.7 |
1.4~1.8 |
3.6 |
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比表面积（BET）/m2.g-1 |
80~90 |
90~100 |
30 |
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pH值 |
3~9 |
3~9 |
5~7 |
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电导率/us.cm-1 |
＜600 |
200~900 |
＜200 |
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耐溶剂性 |
5 |
5 |
5 |
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酸稳定性（2%HCl） |
4~5 |
4~5 |
4~5 |
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碱稳定性（2%NaOH） |
5 |
5 |
5 |
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热稳定性/℃ |
＜180 |
300 |
300 |
红色和黄色的混合赋予了各种透明的色调。如果粒径足够小，彩色颜料颗粒在粘合剂中变得透明，此外，颜料的折射率与黏合剂的折射率之间的差异很低。这些颜料被广泛用于木材保护涂料，适用的基料应为烘烤型（透明氧化铁黄＜180℃）、水性基料、丙烯酸－异氰酸酯体系、酸固化体系、胺固化体系和气干基料。由于这些颜料极难分散，因而最好以颜料制剂的形式使用。它们是透明的，能够使木纹清晰可见，同时还能保护木纹免受阳光甚至荧光的有害影响。紫外线穿透木材表面（深度约为75微米），导致木质素分解，进而导致细胞破裂；这反过来导致吸水率增加，随后开裂和变色。由于透明氧化铁对紫外线的高吸附性起到了这种作用。这些着色剂还具有轻便、快速、耐化学腐蚀、经济等优点，着色剂中只需2%重量的颜料。透明氧化铁还有一个主要应用是效应涂料，即透明氧化铁与金属涂料和薄铝片的结合。金属表面的透明氧化铁涂层会产生明亮的金或铜颜色；它用于给金属家具、金色金属罐和模拟黄铜把手着色。
表5-15 亚光木器漆配方（质量百分数）
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组分 |
质量百分数 |
组分 |
质量百分数 |
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短油度蓖麻油醇酸树脂（35%） |
35 |
透明氧化铁黄 |
8 |
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硝基纤维素溶液（10%） |
15 |
二氧化硅消光剂 |
2 |
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乙酸丁酯 |
12 |
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乙酸乙酯 |
10 |
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二甲苯 |
17 |
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流平剂 |
1 |
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