高性能颜料(HPPs)有几种可能的定义,但它们都朝着同一个方向发展。一种高性能的颜料是:1

•在预期的最终用途中展示高性能性能;

•在使用价值的基础上要求较高的价格,这还没有被普通生产商复制;而且

•是适合特定用途的颜料,具有明确的质量标准和优化的成本。

这类颜料的优越性能通常与尽可能多的关键属性/优点的组合有关,例如,颜色的唯一性、易于分散、耐久性、耐候性、耐化学性、加工改进、耐热性和耐迁移性。

深蓝色-高性能颜料?

从历史上看,深蓝色(pb29)并没有被认为是一种高性能的涂料颜料。然而,它是一种表现出突出的技术特征的颜料,这可能使它对21世纪的涂料生产商非常有吸引力。最重要的一点是它独特的红色底色。这样的蓝色空间是其他任何颜料或颜料组合都无法达到的;因此,它成为涂料生产商一个特殊的差异化因素。

此外,深蓝色颜料非常容易分散和潮湿,不迁移也不絮凝,耐光牢度高,耐热,耐溶剂和碱牢度高,不表现出任何异聚现象。当今世界的另一个关键特征是它的“绿色”特征,因为它既不含挥发性有机化合物,也不含任何可报告的重金属。另一方面,与有机颜料相比,深蓝色当然没有高着色强度;然而,它们比其他无机颜料(如钴蓝)要好。这是真的,深蓝色是非常透明的,不提供不透明度。但在许多应用中,这不是消极的,而是积极的,例如,金属涂料。

那么,为什么这种颜料从来没有出现在用于涂料的HPPs名单上呢?这个问题的答案是,工业技术人员对这种颜料的耐候性很差的历史看法,因为它缺乏耐酸性。

耐酸性与耐候性的相关性

深蓝色是一种钠铝硫硅酸盐。由于其多硫成分,传统的深蓝色不耐酸。这种颜料有非常多孔的结构。当深蓝色蓝与酸接触时,酸渗透到颜料中,破坏了多硫基团,破坏了颜料的三维结构(图1)。多硫基团是着色剂的发色团。一旦它们被打破,就没有更多的发色团可用,红蓝色就变成了白色。

掺入涂层的深蓝色什么时候可能会暴露在酸中?这主要发生在用于户外暴露的涂料中。外部涂料长期受到紫外线辐射、高温、水(包括湿度和降雨)和氧气的影响。即使使用最稳定的有机粘合剂,它们也会在这种条件下逐渐降解。这种降解可能会产生酸自由基,这些酸自由基可以从粘结剂中释放出来并攻击深蓝色结构。

此外,当外部涂料位于高度工业化的地区时,它们可能会暴露在“酸雨”中。来自大气的微量酸可以缓慢地渗透到油漆中(如果它没有得到很好的保护)和/或如果系统对工业气氛的耐受性不高,粘合剂的降解会导致产生酸成分的恶化过程。酸雨可能会导致在这种环境中使用的颜料中的深蓝色脱色。

此外,任何由酸性粘合剂制成的涂料,如PVDF、PVC塑溶胶或含有酸性添加剂的涂料,其成分中可能含有微量的酸性成分,这可能导致深蓝色褪色。

新一代硅封装的深蓝色

因此,为了使深蓝色成为涂料的HPP, Nubiola无机颜料面临着开发一种新的制造技术的挑战,该技术可以保护深蓝色不受酸的侵蚀,以便用于外部涂料。从所有测试的技术中,二氧化2022世界杯八强水位分析硅封装的颜料被证明是最有效的。这种技术已经在市场上出现好几年了,但是这种封装的性能并不是最好的。它确实在一定程度上保护了深蓝色不受酸的影响,但代价是颜料的其他特性,如着色强度低,高吸油性和分散性差,所有这些都限制了颜料在涂料中的使用。

新开发的二氧化硅封装技术克服了过去传统耐酸深蓝色的所有限制。这项新技术带来了一种名为Nubicoat HWR(高耐候性)的新产品。这是基于这样一个事实,即新技术封装了基本粒子而不是团聚体(图2)。因此,每个深蓝色蓝颗粒上都沉积了一层更薄的二氧化硅层。这导致封装的颜料具有较小的平均粒径以及更窄的粒径分布。此外,它还提供了更高的抗磨损的保护二氧化硅涂层。



为了证明Nubicoat HWR的升级耐候性,对不同涂料进行了数十项加速和长期/自然耐候性研究,将新产品与传统的深蓝色、酞菁蓝和钴蓝进行比较。图3总结了一些最相关的结果。加速风化试验采用QUV设备,紫外- a灯。自然风化测试是在我们位于巴塞罗那(西班牙)的一个设施的屋顶上进行的,在一个炎热的工业环境中,海洋湿度很高。根据美国国家航空航天局的数据,巴塞罗那是欧洲每年日照小时数第五高的城市。

所有颜色测量均使用SP-88分光光度计,D65光源和10º角度观察仪进行。作为所有测试的结论,可以说,新一代硅封装的深蓝色(Nubicoat HWR)的耐候性比传统的深蓝色要好得多,与高质量的酞菁蓝相似,甚至更好,非常接近钴蓝——高度耐用的蓝色颜料基准。

在推出突破性产品两年多后,Nubicoat HWR已获得批准,并经常被涂料生产商用于各种应用,如外墙涂料(水性丙烯酸树脂,苯乙烯丙烯酸树脂,硅酸盐乳液),室内装饰涂料,粉末涂料,卷材涂料,塑料涂料,自行车和摩托车涂料,以及建筑和工业涂料的着色系统。

总结

Nubiola无机颜料公司开发的Nubicoat HWR,可以有效地用二氧化硅包裹深蓝色颗粒,并保护颗粒不受酸的侵害。数十次加速和自然风化试验证明,该产品的耐候牢度增强,与酞菁蓝相似甚至更好,接近钴蓝。新产品的耐候性性能的提高,加上这种“绿色”颜料所表现出的独特的蓝色和优异的性能,使Nubicoat HWR成为一种高性能涂料颜料。