影响颜料颜色的因素
影响颜料颜色的因素有很多，其中化学结构、晶体形态和表面处理是影响颜料颜色和次要特性的决定性因素。颜料的颜色主要由其化学结构决定。然而，晶体类型、形状、粒度和表面处理也会改变颜料的颜色。例如，在酞菁蓝中，α 晶型呈现红色，β 晶型呈现绿色，而 ε 晶型产生的酞菁蓝颜料比 α 晶型更红。颜料的次要特性--如晶体稳定性、耐光性和耐候性、遮盖力和透明度、着色力、光泽度、流变性、分散性、耐热性和耐化学性--在市场差异化和细分中的作用越来越重要。
化学结构
根据一般化学结构，颜料可分为无机颜料、有机颜料和效应颜料。
1) 无机颜料：按化学结构分类，这些颜料包括二氧化钛、炭黑、氧化铁系列、铬酸铅系列、铬系列和镉系列氧化物、群青蓝、钒酸铋以及复合无机颜料。
2) 有机颜料： 有机颜料按化学结构大致可分为偶氮颜料、多环颜料和金属络合颜料。偶氮颜料主要是色牢度较差的传统有机颜料，但也有例外，如苯并咪唑酮。重氮缩合颜料则属于高性能有机颜料。多环颜料和金属络合颜料是高性能有机颜料的代表，具有优异的色牢度和耐性。
3) 效果颜料： 铝粉、铜粉、金属铝、天然云母、合成云母、玻璃片、氧氯化铋、石墨片、聚合物结构色和变色颜料等。
晶体和表面处理
颜料晶体的粒度、粒度分布、晶体形状、晶体结构和结晶度都会影响颜料的色彩表现和次生特性。粉末既可以呈现晶体结构，也可以呈现无定形结构，而颜料则始终以晶体形式存在。颜料晶体是颜料的最小颗粒，由原子或分子以特定的模式排列和组合而成。使用电子显微镜可以观察到它们的独特形状和微观结构。
颜料分散体中最小的颗粒被称为原生颗粒，直径约为 0.05 到 1 μm。它们呈现出各种形状，如立方体、球体、棒状和针状。
原生粒子由于具有高表面能，因此自发聚集和降低表面能的趋势很强。它们通常通过边对边或面对面的随机结合形成结构紧密的聚集体。这些聚集体的直径大于原生颗粒，一般在 1 到 10 微米之间。在颜料生产的过滤和干燥过程中，原生颗粒和聚集体或聚集体本身会聚结成颗粒尺寸超过 10 μm 的较大、结构更松散的聚集体。
颜料晶体的特性通常表现为以下几种特性，每种特性都会对颜料的性能产生不同程度的影响。粒度、形状和粒度分布对颜料性能的影响尤为显著。
- 粒径 一般较小，以微米（μm）为单位。
- 粒度分布，通常用 D10、D50 和 D90 等参数来测量。例如，D50 为 20μm 表示 50% 的颜料颗粒平均直径为 20μm。
- 晶体颗粒形状，如针状、球状、立方体或其他形式。
- 晶体结构：一种颜料可能有多种晶体形态。例如，酞菁蓝有 α、β 和 ε 三种形态，而二氧化钛则有锐钛矿、金红石和褐铁矿三种形态。不同的晶体结构会产生不同的颜色特性和次生特性。
- 结晶度主要影响色牢度。提高结晶度可以增强颜料的耐光性、耐候性和耐热性，同时还能改善其流变性能、耐溶剂性和抗渗色性。
表面处理是颜料加工中的一项关键工艺和技术。表面处理的主要功能是改变颗粒表面的极性，确保颜料与应用介质之间的良好相容性。这可以改善分散体系的分散性、流变性、抗性和稳定性等应用特性。同一种颜料可以通过不同的表面处理工艺生产出具有特定应用特性的产品类型，如易于分散、抗絮凝、高遮盖力或高透明度，以及适用于溶剂型或水性应用。
粒径对颜料的影响
不同结构颜料的粒径也有很大差异。一般来说，无机颜料的粒径比有机颜料大。在无机颜料中，炭黑的粒径非常小，甚至比某些有机颜料还小，而二氧化钛和氧化铁的粒径则较大。氧化铁红的粒径可以达到二氧化钛的几十倍。
颗粒大小对色调的影响
化学结构相同的颜料，其色相会随颗粒大小而变化。对于给定的颜料来说，色角随着粒径的减小而增大，随着粒径的增大而减小。当特定颜料的粒径减小时，其色相会在色轮上逆时针移动。反之，当粒径增大时，色相会以逆时针方向向相邻色相移动。
粒度对表面积和特性的影响
颜料粒径越小，比表面积就越大。颗粒越小，吸附能力越强，在介质中的粘度也越高，自然需要更多的分散剂来分散和降低粘度。同一种颜料的不同粒径在色彩饱和度、流变性、透明度或遮盖力、着色力和耐候性方面会表现出不同的特性。
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粒径小 |
性能 | 粒径大 |
| 高透明度 | 透明度/能力 |
高覆盖率 |
| 高 | 着色强度 |
低 |
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贫穷 |
流变学 |
良好 |
| 贫穷 | 耐候性 |
良好 |
| 高 | 色彩饱和度 |
低 |
粒度分布对研磨和分散的影响
颜料的研磨和分散过程包括利用剪切力将团聚体破碎成聚合体，或者理想情况下破碎成原始颗粒，从而提高颜料的性能。同时，粒径分布较窄的颜料具有更高的色彩饱和度和着色力。下面的粒度分布图显示了不同分散时间后水性体系中 β 相酞菁蓝的粒度分布情况，清楚地表明了研磨时间的增加会使平均粒度逐渐变细，分布更加集中，接近理想分布。不过，过度研磨有时会导致不良后果，如色调偏移和性能降低。
除上述因素外，晶体的形状也会对颜料的流变特性产生重大影响。与其他晶体形状的颜料颗粒形成的聚集体相比，板状或棒状晶体形成的聚集体体积更大。在相同条件下，这些聚集体的粘度较低，在分散介质中的分散性也相对较好。