1 引言
在工程技術(shù)中，人們往往用肉眼定性地將大量的散狀固體物料（簡(jiǎn)稱(chēng)散料）分為塊狀體、粒狀體和粉狀體。在涂料產(chǎn)品中，作為顏料、填料和其他功能性添加劑而含有的主要是粉狀體，簡(jiǎn)稱(chēng)粉體。
在常態(tài)下，大多數粉體都是在干態(tài)下存在的，稱(chēng)為干粉體。但是，含有粉體顆粒的各種液態(tài)分散體如懸浮液等，也是粉體，稱(chēng)為濕粉體?，F代涂料的發(fā)展，要求越來(lái)越多地采用便于泵送和無(wú)塵化作業(yè)的濕粉體作原料。
從宏觀(guān)和實(shí)用角度出發(fā)，顆粒是粉體的最小構成單元。顆料的大小、分布、形狀、表面狀態(tài)、本體（內部）結構和晶粒組織，以及顆粒的各種機械強度，對粉體自身特別是對其二次加工產(chǎn)品如涂料的性能，影響頗大。其中，最具影響力的是粉體的粒徑和粒度分布。本文概要地談?wù)劮垠w粒度對涂料和涂層性能的影響。
2 對光學(xué)性能的影響
涂料用的粉體特別是顏料和填料，其粒度對涂層的光學(xué)性能影響頗大。所謂光學(xué)性能，就是指含有粉體的涂層在入射光（特別是可見(jiàn)光）照射下所產(chǎn)生的各種光學(xué)效應，如光的散射（漫反射）、吸收、折射、反射和透射等，它們可分別用散射系數、吸收系數、折射率（折光指數）、反射率和透射率等參數表示。
光學(xué)性能是顏料粉體和涂層（特別是裝飾性涂層）的重要性能，主要包括彩色顏料的著(zhù)色力、白色顏料的消色力、顏色色光及明度、透明度和光澤度等。
2.1 著(zhù)色力和消色力
彩色顏料的著(zhù)色力是指這種顏料給白色顏料以著(zhù)色的能力，而白色顏料的消色力（以前也稱(chēng)著(zhù)色力），則指這種白色顏料使彩色顏料的顏色變淺的能力。著(zhù)色力和消色力的強弱與多種因素有關(guān)，例如與顏料的折射率、粒度、粒度分布、顆粒形狀、在涂料基料中的分散均勻程度、顏料B 基料的配合形式、涂料的顏料體積濃度、顏料自身的雜質(zhì)含量等因素有關(guān)。
許多學(xué)者的研究結果表明，在這些眾多的影響因素中，顏料粒度占據第二位，而占首位的是顏料的折射率。例如，在一定的粒度范圍內，普通合成氧化鐵紅顏色的著(zhù)色力，隨其原級粒徑變小而增大：當原級粒徑處于0.09-0.22μm 時(shí)，其著(zhù)色力是相當高的，被稱(chēng)為高著(zhù)色力氧化鐵紅。當原級粒徑處于0.3-0.7μm時(shí)，其著(zhù)色力相對變弱，被稱(chēng)為低著(zhù)色力氧化鐵紅。合成氧化鐵黃、合成氧化鐵黑、合成氧化鐵棕等合成氧化鐵系顏料，也因原級粒徑的大小不同而在著(zhù)色力上產(chǎn)生差異。
再如，在一定的粒徑范圍內，金紅石型二氧化鈦的消色力隨其原級粒徑的變大而下降顯著(zhù)：當粒徑處于0.15μm附近時(shí)，消色力達到最大值，而當粒徑增大到約0.4μm時(shí)，消色力大約下降40%。不同折射率的各種顏料的著(zhù)色力或消色力與顏料原級粒徑的關(guān)系如圖1所示。
 2.2 遮蓋力
遮蓋力又稱(chēng)不透明度，是顏料的最重要性能之一，對于白色顏料而言，它是與填料相區別的最主要的標志。涂層產(chǎn)生遮蓋力的必要條件是遮蓋型顏料的折射率大于涂料基料的折射率。決定遮蓋力大小的第一要素是顏料折射率與基料折射率之差值的大小，其次為顏料粒度、粒度分布、顆粒形狀、分散程度、顏料基料的配合形式、顏料體積濃度等。
顏料粒度對遮蓋力的影響很大。對白色顏料而言，一般地說(shuō)，當顏料顆粒處于可見(jiàn)光波長(cháng)（380-760nm）的 0.4-0.5倍時(shí)，顆粒對于入射光的散射能力最大，這時(shí)顏料便能使涂層具有較高的遮蓋力。
例如，當二氧化鈦顏料的原級粒徑處于0.15-0.5μm時(shí)，其遮蓋力較高。在這一粒徑范圍內，粒徑小者遮蓋力相對較低，而粒徑大者遮蓋力相對較高。
所以，在以遮蓋力為基本質(zhì)量要求的情況下，例如建筑涂料和要求只涂覆一次便能達到合適不透明度的印鐵涂料，都要求采用粒徑在0.4-0.5μm的大粒徑二氧化鈦，而在高裝飾性場(chǎng)合，為兼顧遮蓋力、消色力和光澤度等因素，則一般要采用粒徑相對較小（0.15-0.25μm）的二氧化鈦。二氧化鈦顏料生產(chǎn)商一般都生產(chǎn)大粒徑、中等粒徑和小粒徑+ 種粒徑的二氧化鈦，供涂料生產(chǎn)商選用。
2.3 透明度
含有顏料的涂層的透明度與顏料的原級粒徑關(guān)系極大。能使涂層透明的顏料，稱(chēng)為透明顏料。顯然，這種顏料是沒(méi)有遮蓋力的。
當顏料的原級粒徑遠遠小于可見(jiàn)光波長(cháng)的0.4-0.5倍時(shí)，因入射光發(fā)生衍射和透射，遮蓋力大大下降，涂層的透明度增大。從理論上講，當具有遮蓋力的顏料粒徑小于100nm，即處于納米范圍（1-100nm）時(shí)，顏料便不存在遮蓋力。但實(shí)際上，由于顏料顆粒不可能100%) 地分散成單個(gè)存在的原級顆粒，總有一部分顆粒發(fā)生聚集，所以透明顏料的最佳粒徑都遠小于100nm，一般只有10-50nm，屬于納米粉體。
例如，20世紀80年代開(kāi)發(fā)成功并實(shí)現商業(yè)化生產(chǎn)的超細二氧化鈦，原級粒徑一般多為10-50nm，大約為普通遮蓋型二氧化鈦粒徑的1/10，不僅透明度非常高，而且還因這種納米級尺寸具有更高的屏蔽紫外線(xiàn)的能力，已被廣泛用于能產(chǎn)生明顯的隨角異色效應的汽車(chē)車(chē)身透明涂料、高級木器涂料（木材著(zhù)色劑）和高級防曬化妝品等。
同樣具有很高透明度和屏蔽紫外線(xiàn)能力的合成透明氧化鐵紅、透明氧化鐵黃、透明氧化鐵黑、透明氧化鐵棕等，其原級粒徑為7-15nm，并具有更強的屏蔽紫外線(xiàn)能力，它們也被更早地廣泛用于汽車(chē)透明面漆、木材著(zhù)色劑等，以其較低的成本，取代部分昂貴的納米級高級有機透明顏料。
近年來(lái)開(kāi)發(fā)并且投產(chǎn)的納米級活性氧化鋅顏料，粒徑為50-60nm，透明且防紫外線(xiàn)，還具有吸收紅外線(xiàn)能力，并且具有殺菌功能，已用于防曬化妝品和橡膠中，還可用于專(zhuān)用涂料和塑料中，如各種抗紫外線(xiàn)的涂料、殺菌防霉涂料和隱形飛機用的特種涂料等。
2.4 顏色色光和明度
涂料用粉體的粒度對粉體本身和涂層的顏色色光和明度等都有很大影響。彩色顏料如氧化鐵顏料，在一定的粒徑范圍內，粒徑越細，其顏色越淺；反之，則顏色越深。例如，某生產(chǎn)商生產(chǎn)的合成氧化鐵紅彩色顏料的原級粒徑由0.7μm逐漸變化到0.09μm，其顏色漸次由深向淺變化。
還有一家公司生產(chǎn)的3種所謂分散型氧化鐵紅顏料，一種粒徑為0.11μm，其顏色為帶黃相的紅色，顏色較淺；一種粒徑為0.22μm者，為中性紅色；一種粒徑為0.4μm者，為帶藍相的紅色，顏色較深。白色顏料二氧化鈦的色相也隨其粒度不同有某種程度的變化：粒徑小者，色調帶藍相；粒徑大者，色調帶黃相。
白色顏料和填料的明度即白度是一項很重要的技術(shù)質(zhì)量指標，現代許多高檔次的淺色涂料，要求非金屬礦物填料必須具有很高（90以上）的明度，這就要求它們必須具有微細化的粒徑，一般要求粒徑約為2μm的顆粒數在90%以上，其平均粒徑為亞微米。
2.5 光澤度
現代許多涂層都要求具有很高的光澤，特別是高級轎車(chē)面漆，要求涂層的鮮映性達到鏡子般的水平。國外有的文獻稱(chēng)賣(mài)汽車(chē)賣(mài)的就是光澤。
涂層的光澤度與涂層表面的平整度即光潔度有關(guān)。而這種平整度又與涂層中分散的顏料和填料等粉體的粒度有關(guān)。對于高光澤度涂層，即使表面含有極個(gè)別的粗大顆粒，也會(huì )影響對入射光的定向反射，從而影響光澤度。高光澤面漆，要求顏填料等粉體粒徑必須在0.3μm以下。
影響涂層表面光澤的其他因素也很多，如涂料的顏料體積濃度、分散程度、流變性（流平性）以及涂裝技術(shù)等。
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