Page 210 - 《精细化工》2020年 第10期

·2140· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

搅拌分散均匀，即得彩色铝粉涂料。将上述涂料分
别刮涂在黑色和白色底板上制得色卡。样品的直观
分析和多角度色差分析均以彩色铝粉涂料为样品进
行测试；亲水性、扫描电镜及耐碱性均直接用颜料
进行测试。亲水性测试：静态接触角测量范围为

0°~180°，测量精度为±0.1°。SEM 分析：表面喷金 a—样品蓝 1；b—样品蓝 2；c—样品红 1
1 min 后，在工作电压 16.00 kV 下，以 120000 放大 图 2 黑色底板上的彩色铝粉涂料色卡
倍率观察彩色铝颜料的表面形貌。耐碱性测试：将 Fig. 2 Color cards of colored aluminum pigments on black
base plate
30 g 彩色铝颜料分散在 300 mL pH 为 9 的 NH 3 •H 2 O+
由图 1 和图 2 色卡对比发现，有机颜料/SiO 2 双
NH 4 Cl（两者浓度均为 0.1 mol/L，体积比为 1∶2）
层包覆彩色铝颜料在黑色底板和白色底板上均保留
缓冲溶液中，保温在 40 ℃的水浴中，利用排水集
了良好的光泽和遮盖性能，这说明有机颜料/SiO 2 双
气原理测定包覆前后铝颜料在不同时间时氢气排放 层包覆彩色铝颜料在色卡制作的树脂体系中具有很
量 [17-18] 。多角度色差分析：将制得的彩色铝粉涂料
好的分散性，成膜后对光路的反射和折射不产生过
采用常规手动喷涂方式，基材为 ABS 材质，对喷涂
多的负面影响。两个色卡比对图中红色铝颜料颜色
的色板选定 6 个角度 45as-15、45as15、45as25、
均深于蓝色铝颜料，这可能是由于相较于酞菁蓝颜
45as45、45as75 和 45as110，测得不同彩色颜料的色
料，偶氮红颜料分子结构中含有大量的酰胺基团，
彩 L*、a*、b*值，其中 L*表示明度，a*表示红色至
其在无水乙醇反应介质中比酞菁蓝颜料更易被润
绿色的范围，b*表示黄色至蓝色的范围。 [19-20]
湿，颜料分散更均匀 ，偶氮红颜料颗粒比酞菁
2 结果与讨论 蓝颜料颗粒更易在 SiO 2-Al 颜料表面沉积形成包覆
层，所以色卡的颜色更深。图 1 和图 2 中样品蓝 2
2.1 机理分析 色卡颜色均比样品蓝 1 的深，说明增加有机颜料的
有机颜料在 SiO 2 -Al 颜料表面的包覆分为两步： 加入量，彩色颜料的颜色加深。
第 1 步：十二烷基苯磺酸钠是一种良好的阴离 2.3 亲水性测试
–
子表面活性剂，它在水中解离生成 R 12 -Ph-SO 3 ，其 图 3 是将未包覆的铝颜料、SiO 2 -Al 颜料，以及
水解反应式如下： 有机颜料/SiO 2 双层包覆彩色铝颜料的样品压片后，
–
+
R 12 -PhSO 3 Na → R 12 -Ph-SO 3 + Na 测定的水接触角图像。
第 2 步：在反应体系中加入 BaCl 2 •2H 2 O 沉淀剂， 如图 3 所示，经 SiO 2 包覆后的铝颜料表面的平
2+
–
R 12 -Ph-SO 3 与 Ba 反应产生难溶物 Ba(R 12-Ph-SO 3 ) 2 。由 均接触角由未包覆的 82.6°降为 23.2°，为亲水性，
于 SiO 2-Al 颜料分散在溶剂中呈现一定的电负性，Ba 2+ 说明在铝颜料表面包覆上一层均匀的 SiO 2 薄膜；而
会优先吸附于 SiO 2-Al 颜料表面，而反应体系中的表 SiO 2 -Al 颜料表面再包覆上一层酞菁蓝或偶氮红有
面活性剂会吸附在有机颜料表面，因此，有机颜料会 机颜料后，有机颜料/SiO 2 双层包覆彩色铝颜料接触
– 2+ 角增加至约 80.0°，说明 SiO 2 薄膜表层包覆上的有
随着 R 12-Ph-SO 3 与 Ba 的反应产物 Ba(R 12-Ph-SO 3) 2
一起沉降在 SiO 2-Al 颜料表面，从而在 SiO 2-Al 颜料 机颜料层使颜料的亲水性降低。当有机颜料的加入
表面进一步包覆上有机颜料。反应式如下： 量相同时，样品红 1 的接触角比样品蓝 1 的接触角
2+
–
–
2R 12 -Ph-SO 3 + Ba → Ba(R 12 -Ph-SO 3 ) 2 ↓ 小约 5°，如图 3 中 e 和 c 所示，这可能是因为与酞
2.2 样品的直观分析 菁蓝颜料结构式相比，偶氮红颜料分子结构中含有
在黑色和白色底板上制得的有机颜料/SiO 2 双 大量—CONH—极性基团 [19-20] 。比较样品蓝 1 和样
层包覆彩色铝颜料色卡如图 1 和图 2 所示。 品蓝 2 的水接触角，发现两者之间没有太大变化，
说明酞菁蓝有机颜料加入量的增多并没有显著增加
包覆在 SiO 2 -Al 颜料表面的颜料颗粒。

a—样品蓝 1；b—样品蓝 2；c—样品红 1
图 1 白色底板上的彩色铝粉涂料色卡
Fig. 1 Color cards of colored aluminum pigments on white
base plate