几个世纪以来，人类一直利用天然存在的氧化铁作为着色剂。直到上个世纪，人们才开发出化学合成这些自然反应的方法。最近，国泰工业的胡佛颜色部门与氧化铁回收合作，修改了自然发生的过程，以生产一系列独特的氧化铁颜料。不仅仅是环境氧化物^®Range是颜色的好来源，它也是一个成功回收项目的副产品。

大多数人都认识到硫是煤中的主要污染物。煤燃烧时，硫被释放到大气中，与水分结合产生酸雨。含硫量更高的煤炭卖不出去，只能被堆放在矿井的覆岩堆中。大多数人没有意识到的是，煤中的硫不是单质硫，而是一种硫化铁，通常被称为矿物“傻瓜金”。傻子金一接触水就会溶解，变成硫酸。当这种酸流入溪流和河流，杀死植物和动物，就会造成严重的环境状况。

可持续来源的氧化铁

然而，这种有害的酸确实有一个看不见的好处。愚人金里的铁溶解在硫酸里。如果酸被适当中和，它会析出水合氧化铁黄，可以用作颜料。就像其他自然产生的黄色铁氧化物一样，envirooxide yellow可以经过热处理或“燃烧”产生红色(图1)。与开采的铁氧化物不同，开采的铁氧化物需要消耗特定的矿床或需要消耗原材料的合成化学过程，据过去60年的观察，envirooxide过程似乎是完全可持续的。

我们的试点设施位于美国一所小型大学的校园内。20世纪50年代，化学系开始分析校园里的酸性矿井渗漏。在那个时候，被测到渗漏含有58 ppm的铁。最近的观测显示铁含量在56 ppm范围内。因此，可以有把握地得出结论，这些来源的氧化铁在可预见的未来是可持续的。

颜色强度与视觉差异

作为一种纯氧化铁，这些产品具有与几个世纪以来人们从氧化铁中获得的相同的耐光性和耐化学性。典型的合成氧化铁和这一系列新产品之间的主要区别是后者的初晶尺寸明显更小，因此更透明(图2)。这并不是铁氧化物的独特特征。几个世纪以来，琥珀色和锡耶纳色的透明度一直用于透明木材染色。今天，高端合成的透明氧化铁用于苛刻的应用，如汽车涂料。

传统的，合成的氧化铁是不透明的。衡量颜料质量的一种传统方法是用TiO着色时的颜色强度₂。这是在施加一定水平的色散能量后对其化学纯度和表观表面积的间接测量(图3)。透明颜料是透明的，传统的颜色强度测量具有误导性。我们可以通过增加颜料量或将其与高不透明度颜料如TiO结合来实现透明氧化铁的不透明度₂。我们还可以减少传统不透明氧化铁的负载，以实现与透明氧化铁相同的对比度。不幸的是，这两种方法都没有真正衡量颜料的质量，尤其是透明度的质量。按照传统观点，上面例子中的所有透明氧化铁都比类似颜色的不透明氧化铁弱，尽管纯度相似，表面积也更高。当然，人们会期望透明颜料能产生更多的TiO₂反射光那么，这真的是我们所看到的颜色差异的视觉效果吗?

这个过程

今天的分光光度计利用对比度来评估涂层的不透明程度。它测量白色和黑色基材上的涂层。颜色测量越接近，涂层就越不透明。因此，通常用反比来确定涂层的透明度。但从视觉上看，这也是一种误导。在相同的对比度下，被设计为不透明的颜料在透明涂层中使用时有一种视觉上的“乳白色”。正如你在表1中所看到的，当不透明氧化铁与透明氧化铁在相同的对比度下观察时，不透明氧化铁是“乳白色的”。

颜料之间透明度的质量可以通过使用简单的dE计算来评估，其中标准是黑色基材，样品是涂料中的颜料在等效对比度下。dE* CIELAB值越小，透明颜色的质量越“干净”。在这个例子中，透明合成的氧化铁具有最小的dE和视觉上“最干净”的透明度(图4)。当然，这只是一个相对比较，而不是一个绝对值;但在比较类似涂料中涂料或颜料的透明度时是有用的。

总之，当氧化铁颜料的初晶尺寸减小时，颜料变得更透明。这些透明颗粒可以来自自然过程，可以通过化学方法制造，也可以通过这种独特的过程生产，可以用来制作黄色、红色、橙色和棕色颜料。虽然目前的产品比人工合成的透明氧化铁“奶味更浓”，但在透明涂层中，enviroxide产品比传统的黄褐色、锡耶纳色和赭色“更清洁”。在木质涂料中，由于基材的性质，这种“乳白色”的差异是无法识别的。在较高负荷或与TiO结合使用时₂该产品系列可作为环保不透明涂料系统的一部分。红色涂料还具有粉末和卷材涂料应用所需的热稳定性(图5)。因此，这些产品是令人满意的大地色调涂料系统的理想选择。

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