深色色浆有利于增加粉末涂料和液体涂料的调色方案选择。

Jonathan Doll，Aaron Hollman，Adam Andreas

研究开发了一种新型黑珠光颜料，其光泽、黑度和闪烁性极佳，可用作原色调或在液体和粉末涂料中作为调色颜料。值得一提的是新颜料用于粉末涂料施工过程中未出现带电或分离问题。

珠光颜料是一类特殊的效应颜料，通过光的相长性干涉和相消 性干涉呈现颜色。呈现的颜色取决于颜料的物理结构及其组 分吸光度的组合作用。由于珠光颜料的颜色与结构有关，所以人 们所看到的颜色与观察角有关。这种随视角变化的颜色叫珠光色 或闪光色，是珠光颜料的特性。

从结构上来说，所有珠光颜料都相似，其组成为在片状基材 上包覆一层或多层金属氧化物（如二氧化钛TiO2、氧化铁或二氧化 硅）。大部分珠光颜料都呈现透明的白色，只有在黑色背景上观 察时才会显现颜色。

如何制备彩色珠光颜料

传统珠光颜料可分为10种基本颜色。其中，6种颜色是通过 在透明基材上包覆TiO2而形成的：银色/白色、干涉金色、干涉红 色、干涉紫色、干涉蓝色和绿色。颜色主要取决于包覆层厚度， 表1列举了一种特殊颜料的显色和包覆层厚度情况。

如果采用氧化铁和/或氧化铁-TiO2进行包覆，颜色范围可以扩 展至金属金色、青铜色、铜色和赤褐色。

最早的珠光颜料是在天然云母上进行包覆制备的，天然云母 是一种易形成薄层的低成本材料。由于在结晶体晶格中的杂质以 及厚度的轻微变化（即使是在单个薄片内），颜色只局限于淡绿黄 色。所以合成云母、硼硅酸盐玻璃和氧化铝等材料越来越多地用 于生产高档光学颜料。由于氧化铁是彩色的，因此包覆一层氧化铁的珠光颜料含有对所感知颜色的吸收成分。除了纯色以外，珠光颜料根据基材的粒径大小和类型，可以呈现各种特殊效果，包括从缎光（粒径<15 m="">250 μm 的基材）。因此，除了这10 种基本颜色外，珠光颜料的颜色可扩展至全色谱 的颜色，使配方设计师能够制备出独特产品。

结果一览

 对于许多消费品来说，黑色是较为流行的颜色。但目前， 生产深黑色珠光颜料较为困难。开发了一种新型效应颜料，具 有极佳的光泽、黑度和闪光性。

 在许多应用中，该颜料可用作原色调，也可作为液体和粉 末涂料的着色颜料。

 在粉末涂料中添加量为0.25%或低于0.25%时，着色效果很 明显，而添加量要在1.0%或1.0%以上时，闪光效果才较为明 显。

 在粉末涂料涂装中，新型颜料未出现带电或分离问题，因 此，可通过干混或邦定的方式进行使用。

为什么很难形成黑珠光颜色

除珠光色外，最受欢迎的颜色之一就是黑色。对于大部分消 费品来说（从汽车到时尚用品），黑色是最受欢迎的颜色之一。尽 管有需求，但由于黑颜色的本质特征，要产生黑色珠光效果面临 诸多挑战。

黑色的物理定义为：在所有可见波长上没有光反射或光反射 极少。这是减色法色彩混合的最终结果，其特征是在光的所有波 长上全部吸收。

另一方面，珠光颜料是通过光的干涉而非对光的吸收形成颜 色。因此，混合珠光颜料后显现的颜色是一种加合颜色，将不同 的珠光颜料混合在一起，就会使整体外观"变白"。要制备黑色 珠光颜料就会降低随角异色现象和闪光性，因为入射到颜料上的 大部分光都被吸收了，而不是被反射了。

尽管存在上述困难，市场上仍可买到黑色珠光颜料。不过， 在许多情况下，该类颜料并非真正的黑色。大部分为炮铜灰色 （亮度或L *值太高）或黑橄榄色（色饱和度或C *值太高）。真正 的黑色具有消色差性（非彩色），且L * 和C *值都低。市场上确实 有一些纯黑珠光颜料。然而，这些珠光颜料无闪光效果，而闪光 效果又是传统珠光颜料的典型特征。

本文介绍了黑珠光颜料领域中的新进展。与传统市售黑珠光 颜料相比，这类颜料的光泽、闪光性和黑度极佳，可用于各种不 同的应用领域（如液体涂料和粉末涂料中），且不会降低感知效 果。此外，还可用于粉末涂料着色，获得具有极佳闪光和光泽效 果的系列颜色。

新型黑色珠光颜料具有很高的视觉效果

为了证明新型黑色珠光颜料的独特性，图1显示了在丙烯酸清 漆中分别添加10%（质量比）的新型黑色珠光颜料（珠光A）和市 售黑色珠光颜料（珠光B～D），通过刮板对原色调进行比较。所 有图片均在在D65光源照明和相同条件下拍摄的。

如图1所示，所有黑色珠光颜料中，只有珠光A同时具有理 想的高黑度、光泽和闪光性。珠光B和C光泽差，珠光D更偏蓝。 没有一种参照颜料具有珠光A特有的诱人闪光性。对珠光颜料 A～D的动态色指数（F.I.）和黑度（Mc）进行了测量，以定量了 解它们的颜色。可利用图1中的显示图来测量这些值。根据采用

X-Rite"MA-98"多角度分光光度仪获得的颜色数据，进行计算得 到动态色指数。从带有漫反射积分球的Datacolor "SF600 plus" 分光光度计获得的颜色数据计算Mc 值。分别采用方程式1和2对 F.I. 和Mc 进行计算，结果见表2。

式中，L 15*、 L 45* 和L 110*分别是在15°、45°和110°时的镜面反射 角度（在45°入射光下）时测得的亮度值。X n、Y n 和Z n是入射光源 的三刺激值，X 、Y 和Z 是反射光的三刺激值，应通过以下方法来确 定：

动态色指数可用于度量珠光体的整体光泽度和随角异色程 度，因为是从3个不同的观察角度考虑了亮度值。观察者对样品进 行观察时，较高的动态色指数意味着外表光泽更高。黑度是颜料 黑色程度的度量指标。Mc 值越高，则颜料越黑。

表2显示了珠光A（新型黑色珠光颜料）兼顾了黑度和随角 异色之间的平衡。珠光B和C具有较好的黑度，但随角异色效果较 差，珠光D的黑度最差，但随角异色效果较强。这样看来，珠光A 具有最佳的性能平衡。此外，图1中的原色调图表明珠光A具有闪 光效果，这在珠光B～D中并未观察到。闪光效果、随角异色和黑 度结合在一起，形成了完全不同于本研究中其他任何珠光颜料的 效果，证明该新型颜料的独特性。

用于粉末涂料着色的多功能颜料

珠光A主要作为粉末涂料的着色颜料。按照定义，粉末涂料为 干涂料体系，传统着色颜料（如炭黑）很难分散，且很难普遍用 于各种粉末涂料中。

为了克服这一局限，通常使用黑色珠光颜料，因为黑色珠光 颜料施工性能好，着色效果优异。图2呈现在透明聚氨酯粉末喷涂 时（6%添加量），珠光A和B原色对比情况。珠光A和B的黑度和 不透明度接近；但是，珠光A呈现出均匀一致的特殊多色闪光效 果。

值得注意的是，新型黑色珠光颜料在粉末涂料涂装中未出现 带电或分离问题。因此，可通过干混或邦定的方式，将黑色珠光 颜料加入到粉末涂料基料中。

在这两种情况下，在喷涂时，未观察到因带电和/或分离问题 导致粉料的喷涌、飞溅或结块等问题。同时，还发现黑色珠光颜 料在高光泽和低光泽粉末基料中均可使用，此外还可以用于质感 （纹理状）粉末涂料的调色。

使用新型黑色珠光颜料使调色的灵活性更大，得到的色调比 标准黑色珠光颜料更好看、更亮。图3展示了一块用珠光A经"梯 度" 调色得到的透明绿色粉末涂料基料喷涂的不锈钢地板的图 片。 随着新型黑色珠光颜料的添加量逐渐从0.25%增加至8.0% （质量分数），粉末涂料的颜色逐渐变深，闪光效果更为明显。 即使珠光A的添加量较低，也可观察到颜色明显变深。最后，在添 加量约为1.0%时，闪光效果非常明显，并随着添加量的增大而增 强。

增强原色和调色效果

总之，开发了一种新型黑色珠光颜料，可用于液体涂料和 粉末涂料，呈现极佳的闪光效果和黑度。与其他黑色珠光颜料相 比，新型颜料兼顾了黑度和随角异色效果之间的平衡，并具有独 特的闪光效果。新型黑色珠光颜料易于加入粉末涂料中，可作为 调色颜料，也可用作原色，涂料涂装中未出现带电或分离问题。