常用环保无机颜料有哪些(什么颜料环保无毒无害)

[摘要] 简述了环保型彩色混相无机颜料(金属氧化物混合颜料)的种类和性能，重点介绍了符合环保要求、产品附加值高、市场潜力大的这类无机彩色颜料在替代铬黄与钼红方面，以及在卷材涂料、超耐久型外用建筑涂料、耐高温涂料、公路标志涂料和伪装涂料等方面的应用。

环保型彩色混相无机颜料

1 概述

环保型彩色混相无机颜料是由多种金属氧化物经高温固相反应而生成的具有环保无毒的高性能无机颜料。在国外的一些公司称其为金属氧化物混合颜料，即MMO颜料（Mixed Metal Oxide Pigment），这个名词有些误导，因为该词的真正意思不是混合物，而是带色阳离子在晶格中均一存在；而彩色复合无机颜料，即CICP(Complex Inorganic Color Pigment)或高性能复合无机颜料这些称呼也并不恰当，因为一般地说，将两种或两种以上性能差异较大的颜料如有机颜料与无机颜料结合在一起，才叫“复合”，我们沿用“干态颜料制造商”协会的这一称呼，该名词对这类颜料的描述应更加准确。

环保型彩色混相无机颜料在各类无机彩色颜料中，因具有无毒、耐候耐光性极好、耐热性高、耐化学性优良、色谱范围也比较宽广等特点，在职业安全及环保法规日趋强化、制成品使用期要求越来越长的今天，深受涂料、塑料、陶瓷、玻璃、建材等相关行业的欢迎。

彩色混相无机颜料是由几种金属氧化物构成的，国际上有时用相应的几种化合物表示其化学组成，如用NiO.Sb0.20TiO2表示钛镍黄的化学组成，现在，大多用镍/锑/钛 氧化物表示，但这决不说明它们是由化学共沉淀法形成的各氧化物的复合物，更不说明它们是机械混合物，而是通过1000℃以上高温固相反应，发色金属离子(如Ni2+ )和平衡化合价的金属离子(如Sb5+)热扩散到一定的基本晶格(如金红石型晶格中，部分取代了基本金属离子(如金红石型晶格中的Ti4+)，形成了具有某种全新性能的新型化学元素。因此，这种颜料又称“煅烧颜料”；它们在煅烧过程中形成了稳定的掺杂式晶型结构，因此又称“晶格颜料”；这些颜料的大多数，最初是为陶瓷制品着色而开发的，故又称“陶瓷颜料”。不过，用于现代涂料和塑料的彩色混相无机颜料，在性能上，特别是在粒度上和分散性上， 比用于陶瓷的彩色混相无机颜料，有重大改进。彩色混相无机颜料已成为当今重要的无机彩色颜料。因其市场潜力较大，再加上附加价值较高，所以世界上一些著名的化工公司，如德国的BASF等，都先后投人彩色混相无机颜料的生产行列里，生产其中的一种或多种。随着中国超耐久型建筑涂料和卷钢涂料、氟碳涂料市场的不断扩大，中国现在是彩色混相无机颜料的一个巨大市场。

因此，国外的一些生产商正在努力开拓中国市场，国内已有湖南巨发后来居上，生产商品化环保型彩色混相无机颜料，该公司是国内最大且已申请6项国家适用新型发明专利的该类颜料的生产厂家，产品性能与BASF等媲美，部分性能甚至超出。

2 品种

彩色混相无机颜料花色品种较多(但遗憾的是没有红色品种)，扩大品种也比较容易，只要在主晶格中掺杂适当的发色金属离子即可。工业上应用量较大的是金红石型彩色混相无机颜料和尖晶石型彩色混相无机颜料。表1是几种常用的彩色混相无机颜料。许多彩色混相无机颜料还可通过加人另外的金属离子产生变体彩色混相无机颜料，如钛镍黄可有钛铌黄变化；钛铬棕（又称钛铬黄）可有两个变体，一个为钛铌铬黄(P.Y.162)，另一个为钛钨铬黄；钴蓝的一个变体为铬钴铝蓝（P.B.36）。参见表1 彩色混相无机颜料名称和组成。

3 性能特点

环保型彩色混相无机颜料品种众多，因此其性能也不尽相同。一般而言，这种颜料的第一个特点是绝对无毒尽管它们中含有一些被认为有毒的金属如铬、锑、镍等，但由于在1000℃以上高温煅烧，所形成的混相氧化物的惰性很高，人体的胃酸根本无法使其溶解，因此即使进人胃肠内，也对人体无害；人身接触它，也是绝对安全的，这在强调环保安全的今天而言是十分可贵的。

环保型彩色混相无机颜料

环保型彩色混相无机颜料的第二个特点是它的各种耐性都非常高。正是这一特点决定了它在超耐久型涂料和塑料制品中的价值。这是由它的制造条件决定的：高温使它们变成高惰性。

注：C．I．为染料索引(Color Index)

彩色混相无机颜料的第三个特点是耐热性高。这是许多别的彩色颜料所不能比拟的，因而它是高温涂料和工程塑料的首选颜料。

彩色混相无机颜料的第四个特点是，经过不断改进，它们的漆用性能如分散性、遮盖力、吸油量等都比较好。

彩色混相无机颜料的缺点是着色力低，色度不高，因此有些品种在有些应用系统中必须与相应的有机颜料配套使用。湖南巨发科技有限公司正在开发一种着色力、遮盖力和光泽更高的钛铬棕，除适用于耐光、耐候和耐热的涂料和塑料外，还适用于与食品接触的应用领域。

4 应用领域

4.1代替铬黄和钼红
黄色十分醒目，因此，凡需要引起人们高度注目的地方，如起重机臂、的士车、路旁电话亭、邮政信筒、接送学生的校车等，国外一般都涂有醒目的黄颜色。过去，大都用含铅的铬黄和钼红，由于铅能抑制人的智力的正常发育，因此许多国家都规定，凡与人体经常接触的器具，都不能用含有铅的颜料的涂料涂装，美国政府甚至规定任何车辆一律不准用含有铅的颜料的涂料涂装。

环保型彩色混相无机颜料

在这种情况下，钛镍黄(绿相黄)和钛铬棕(红相黄)在性能和价格上，便成为首选的铬黄和钼红的代用品。因此，这两种彩色混相无机颜料近年来用量大增，并被称为“的士黄、 邮政黄”、“校车黄” 等美称。配方参见表3和表4，添加有机颜料是为了改进色饱和度和着色力。
表3 的士黄参考配方

　　表4 校车黄参考配方 

4.2 卷材涂料

卷材包括卷钢和卷铝，是重要的建筑材料，主要是外用，而且是一次性的(不重涂)，因此，对卷材涂料的一个要求，便是具有超耐久性(使用期为15年以上) ，符合这种要求的树脂基料有聚醋(关键性能是柔韧性)、有机硅聚酯(优异的耐久性)、塑溶胶(耐化学性)、有机溶胶(耐化学性)、氟碳树脂(保色性)。彩色混相无机颜料是卷材涂料的一种重要着色成分，可与上述树脂配套的彩色混相无机颜料有：钛镍黄(颜料黄53)、钛铬棕(颜料棕24)、钴蓝(颜料蓝28)、铬钴蓝(颜料蓝36)、钴绿(颜料绿5O)、铬铜黑(颜料黑28)等

4.3 超耐久型外用建筑涂料

在国外发达国家规定，涂装承包商必须对高层建筑(特别是临街高层建筑)外用涂料质量实行长期质量担保制，其重涂期必须在15年以上。正是这一要求促进了超耐久型外用建筑涂料的问世，也正是这一要求使彩色混相无机颜料的生产商开发了适用于这种涂料的彩色混相无机颜料品种(主要是改进粒度及分散性)。目前超耐久型外用建筑涂料所用的无机颜料，除超耐久型钛白例如杜邦的R-960)外，就是各色彩色混相无机颜料。
4.4 耐高温涂料

在高温下经煅烧而成的环保型彩色混相无机颜料的重要特点，是热稳定性很高，因此广泛用于高温涂料和在高温条件下加工的塑料。烧烤炉架、汽车回气管等所用的涂料，要求能耐500℃ 以上，且多要求黑色的。环保型彩色混相无机颜料铜铬黑和铬铁铜黑等能满足这方面的要求，故用量逐年增多。表5所列，系几种高温涂料的配方。

4.5 高速公路标志涂料

涂料无铅化法规的实施，要求某些工业涂料也必须采用彩色混相无机颜料，汽车涂料便是一个实例。美国运输部规定，高速公路用的标志涂料，也必须采用不含铅的颜料。表6所列，系美国运输部规定的13415黄、l2243橙和11086红的配方。

4.6 伪装涂料

环保型彩色混相无机颜料中的铬钴绿(颜料绿26)能有效地模拟出植物叶绿素的反射性能，因此可成为伪装涂料的主要成分。表7所列，系美国联邦政府军用标准MilC一461 88D所推荐的伪装涂料的颜料配方，其树脂为耐化学的双组分脂族聚氨酯。

环保型彩色混相无机颜料

表5 几种高温涂料的参考配方 (kg/m3)

备注：①、②、③均为湖南巨发科技有限公司产，④美国Grace公司生产，⑤美国Rhoex公司生产

表6 不含铅的黄色、橙色与红色参考配方

表7 伪装涂料的两种参考配方

4.7 氟碳涂料

氟碳涂料（又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料）在各种涂料之中，由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，其本身具有特别优越的各项性能，如耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性等，而氟碳涂料的颜料是氟碳涂料的重要组成部分，赋予涂层绚丽多彩的色泽，这种颜料也必须同时具有非常优异的耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性等。

环保型彩色混相无机颜料与树脂具有良好的相容性，在几乎所有的有机和无机溶剂中不渗色、不迁移，其耐光性、耐候性、耐高温性、耐酸耐碱性均达到最高级，即使在用白色颜料冲淡时也对光，热，气候和化学品也同样具有优良牢度。因而其特别适用于对耐光性、耐候性、耐温性等要求高的氟碳涂料制品。

4.8超耐久型外用塑料制品

引起彩色混相无机颜料用量大增的第二次机遇是上世纪70年代从北美开始，其后迅速地在世界各地发展的塑料护墙板(Vinyl siding)的大量应用，因为它要求超耐久性，尤其是保色性。其他建筑用的工程塑料型材同样需要彩色混相无机颜料着色。此外，大量的与人体接触的塑料制品，也采用无毒的彩色混相无机颜料着色。

4.9 其它应用领域

彩色混相无机颜料还可用于陶瓷 、搪瓷、玻璃、水泥建材等领域。