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調色在粉末涂料的生產中,一直占有一個特別重要的地位，準確和快速的調色方法直接影響到粉末涂料產品的銷售。粉末涂料與液態涂料相比在組分、物理狀態、施工介質和成膜過程等方面有著很大的差別。因此,了解和掌握好粉末涂料的配色理論和生產,特別是變化諸多的粉末涂料調色理論與實踐的關系,對一個從事粉末涂料研究或生產第一線的粉末涂料技術人員來說是很有必要的。
1、顏色是光線的一部分被物體吸收后所發生的變化在我們頭腦中產生的一種反映。這種反映(即顏色感覺) 不僅與物體固有的色彩特性有關,而且受時間、空間、被涂物外表狀態以及該物體所處周圍環境的影響,還與各人的客觀經歷、主觀看法和視覺靈敏度等因素有關。國際照明委員會(CIE) 所規定的測量和評價顏色的全部方法,都是以這些可變因素為基礎的。從色板返回到觀察者眼睛的光,通常等于入射光的反射與散射部分之和,再加上透射光和吸收光的平衡值。對于每一塊色板來說,上述幾部分光通常因波長不同而發生變化。因此,觀察者所接受的光一般與光源所發出的光完全不同。我們所能看出的兩個物體顏色的差別,可以用色調(主色) 、色值(明度) 和 色度(色的飽和度) 這3個量來表征。這3個量叫做色度坐標。兩種獨立的顏色之間最明顯的差別叫做色調。目前可以辨別出來的色調多達500多種,但在 這500多種色調中,只有4種為單色色調。這4種色調規定為絕對紅色、黃色、綠色和藍色,其他色調均被看作是這四種色調中任意兩種或兩種以上色調的混合產物。兩種相同或不同色調的顏色之間第二個差別是可見色調的量。這一變量叫做顏色的色度或色的飽和度。在色度坐標中,對顏色飽和度的上限尚未作出明確規定,只規定了一個零飽和度。當顏色處于零飽和度時,則失去了色調感覺而成為了白色。明度是兩種顏色之間第3個明顯的差別。利用色度坐標我們可表征一種顏色。在形形色色的各種顏色系統中,最有名的是Munsell系統,如圖所示。
Munsell 顏色系統各種顏色的次序是按色調盤中的色調從下向上的明度或色值,以及離中心灰色柱的距離而變化的彩度( 或飽和度) 進行排列的。
Munsell系統中顏色用紅( R) 、黃( Y) 、綠( G) 、藍 (B) 、紫( P) 5 種主要色調和5 種中間色調組成色調圓盤。這10 種色調中的每一種色調又分為10個等級。色調圓盤的中心是灰色柱,其亮度從下端的0一直增大到頂端的10 ,這一亮度尺度稱為明度。從灰色柱開始,顏色的飽和度隨色調圓盤半徑的增大而增大。 飽和度標尺叫做彩度(從中心灰色柱到圓周線的距離變化代表飽和度的變化) 。Munsell系統表示法其顏色間隔由大約1500種顏色的彩印紙片所組成,其每一個顏色都有一個色位坐標。例如,3RP 3. 65/ 4. 50 , 這一組數字表示: 色調紅2紫色為3 ,明度為3. 65，飽和度為4.5。Munsell系統有二個顯著的特點:一是與人的視覺一致;二是標志的方法不受樣品的限制。
2、粉末涂料的顏色調配與控制調配顏色意味著要顏色甲等于顏色乙。如何將著色劑的各個變量(如顏料、分散度、用量及比例等) 調節到能再現這種視覺特性？首先一個好的調色人員必須有良好的視覺,并經長期實踐和良好訓練,其 次配色人員應根據顏色甲篩選出適合顏色乙用的著色劑和著色劑適當的用量比例。這一方面粉末涂料的調色更難一些,因為粉末涂料必須通過制粉(由于樹脂、添加劑及顏填料的性質不同,需通過與之相適應的混合、熔融擠出、粉碎等工序,從原來的無規狀態轉變成另一種均勻分布狀態)、噴板、烘烤固化后才能看到色板的顏色效果,且在配制過程中受到的可變因素較多。例如我們在選擇粉末涂料用的有機顏料時, 需考慮其顏料的耐熱性、耐起霜性、沉析貼層性以及顏色穩定性等性能。有機顏料的耐熱性主要受被著色介質的影響,耐熱性不良會導致色調和色強度的變化,這種色相的變化是由于顏料與固化劑之間的反應引起的。含有氨基或酰胺基化合物的環氧樹脂固化促進劑,特別容易發生這類反應。目前,人們還不能根據顏料的化學結構來預測某種顏料在粉末涂料中的適用性。起霜現象通常在涂料烘烤后呈現。有機顏料起霜時,在涂層表面形成一層彩色的沉積層, 沉積層能被擦去。產生起霜的原因是在較高溫度下, 溶解在基料中的某些有機顏料重新結晶。沉析貼層與起霜很相似,其形成與基料/固化劑體系有關,是固化交聯后粉末涂層表面形成的一層可除去的彩色沉積物,與起霜的區別是,沉析貼層一經擦去后,不會再出現。因此,嚴格地考查可用著色劑的顏色、著色力、成本、分散性、加工穩定性等方面的問題以后,才能決定能基本滿足配色的要求,同時還要考慮如下一些問題:
第一,粉末涂料待配顏色的種類,是高光、半光、無光或美術型涂層？是否有金屬顏料的特點？是透明還是半透明？
第二,如何使配色準確？在放大生產中怎樣使小試配色與生產配色一致？即怎樣解決色彩漂移問題。
適當地選擇著色劑固然重要,但這并不等于能獲得關于著色劑正確用量的信息。著色劑用量的確定, 目前絕大多數廠家是根據配色人員的實踐經驗及常用各色粉末涂料中樹脂與顏料的比例用嘗試的辦法決定的。這種嘗試的過程有人用植物油調色的方法,有人用加熱熔融粉末涂料的方法試驗,由于存在與實際生產過程中顏料分散及潤濕過程條件的差別, 這種嘗試的準確性不高,特別是當含有酞菁系有機顏料時,常表現出分散不均,顯色不夠。然而不管怎樣, 配色技術人員首先應根據銷售部門提供的色板,就兩個問題會同銷售部門與客戶達成一致意見: 第一,色板是否可以在任意光源下觀察？第二,甲和乙顏色之間的差異為多少客戶能接受, 換言之即公差將是多大？解決了這些問題不僅可節省配色人員的時間,而 且可避免所配制的顏色在符合客戶要求方面與銷售部門或用戶發生糾紛。配色人員在配色之前,必須對他所選用的著色劑有比較清晰的認識,這包括擬使用的各著色劑的使用量及對色板的顏色會出現什么情況有一個正確的估計。往往是這樣的一種情況:色調的精細微調較顏色開始時的近似配色更加復雜。
色彩漂移是在各道生產工序或某一生產工序中, 能引起顏色變化的許多問題的一個綜合術語。一般地說,這些問題可分為兩大類,一類是配色和觀察問題,另一類是生產過程中實際色彩變化的控制問題。影響色彩均勻性的加工問題是多方面的,比較明顯的問題是計算、稱量和混合潤濕上的偏差及著色劑本身所含的雜質等。許多著色劑受高溫影響變化,因此, 嚴格控制擠出機的溫度是必要的。顏料在介質中分散的差別易產生顏色飽和度和色調的變化,這一變化與顏料粒徑、密度和絮凝程度的差異有關。在粉末涂料的生產實踐中,我們發現有機顏料比無機顏料更容易引起這種變化。
樹脂之間的差異有時也是導致顏色變化的原因。在粉末涂料的生產中,我們發現,在配制環氧/ 聚酯混合型涂料時,選用群青這一著色劑,若樹脂中聚酯與環氧樹脂的當量配比不當,導致酸值過剩,會出現群青泛黃現象, 這是因為酸性環境使群青不穩定。另外,許多有關色彩變化的例子,是由于樹脂基料變黃或變暗引起的,在淺色涂料或顏料含量低的粉末涂料中,這種因素最為明顯�？傊�,在加工過程中出現色彩漂移的最根本的原因是顏料的分散度問題。有機 顏料通常有很大的表面積,其用量通常不超過3%~ 4%,否則對粉末涂料的流平性會產生較大的影響。
兩個物體在同一光源下觀察時,其顏色可能是相同的,而在不同的光源(如白熾燈或日光燈) 下觀察時,其顏色則可能是不同的,通常將這兩個物體叫做條件等色體,也稱為條件配色或可變配色體。要求兩個物體在任何光源下看起來都一樣,意味著這兩個物體的分光反射曲線必須相同。這種配色叫非條件配色或不可變配色。不可變配色要求在粉末涂料配色時,使用與樣品相同的著色劑。因此,想要使配制的顏色與樣品的顏色達到完全相等的程度,幾乎是很難做到的。
