徐凯斌1，胡晓珍2，周荣3
1，上海澳润化工有限公司；2、上海建科检验有限公司；3，上海汇丽涂料有限公司
摘要：颜料的粒径对涂料的许多性能产生很大影响，对涂料的耐候保色性的影响也很大。一般规律是颜料的粒径越大，耐候性越好。本文通过多个案例来分析说明颜料粒径对外墙涂料保色性的重大影响，总结归纳了最可能出现因颜料粒径小而导致外墙涂料褪色发花的场合。
装饰和保护是涂料的两大基本功能，此外还有标志等多种功能。涂料的装饰和标志作用是通过色彩表现出来的，而以内外墙建筑涂料的色彩尤为丰富，这可以从各大涂料公司推出的色卡颜色数量可以看出，建筑涂料色卡通常是“千色卡”，电子色卡库里保存的色卡数则更多，常达数万种颜色。
在中国，内墙涂料使用白色居多，但外墙涂料刚好相反，白色较少，颜色更丰富多彩，绝大数墙面使用彩色，因此做好外墙色漆对于建筑涂料生产企业来说尤为重要。各种外墙涂料的国家标准或行业标准能基本保证外墙涂料的质量满足外墙工程的需要，但是这些标准中技术指标专门为色漆设计的并不多。对于外墙涂料最重要的指标无疑是耐候性，但耐候性评估非常复杂，且特别耗时，目前最常用的是人工老化。各种外墙涂料标准中常采用的指标是耐人工气候老化性中粉化和变色等级，正是由于各种颜色的复杂性，GB/T9755-2014合成树脂乳液外墙涂料标准只规定了白色和浅色的变色等级要求，对其它颜料都是“商定”。而涂料企业自检或送检通常仅限于白漆，很少检测色漆，更不可能对成千上万的彩色外墙漆进行检测评估。因此，涂料企业很难真正全面了解各种外墙色漆的耐候保色性，实际上这也一直是困扰涂料企业的一个老问题，包括国内外知名涂料企业，笔者几乎每年都会获悉涂料企业出现外墙涂料保色性质量问题甚至发生巨额赔偿或接收到这类问题的咨询。
外墙涂料的耐候性是指外墙涂料抵抗紫外光与可见光、热冲击以及雨水、潮气、大气等作用降解老化而发生改变的能力，除涂层的失光、粉化、开裂、卷曲等现象外，还有颜色的变化：褪色变浅、色相转变、发花等现象。若配方合理，开裂、卷曲现象一般能够避免，但失光、粉化则必定会发生，只是发生变化的速度不同而已。而且失光粉化必然会导致颜色变浅（即便是颜料没有发生变化），并最先被察觉。因为失光粉化只有近距离观察或触摸才能观察到，但颜色变化则不管远近都更容易被观察到，这也是外墙涂料的质量问题更多是关于颜色投诉的原因。因此，外墙涂料的耐候性更多地聚焦于外墙涂料的保色性。较慢的、轻度的颜色变化一般被认为是一种正常现象而能被用户接受，过快的、较严重的颜色变化（影响建筑外观）则会被用户投诉，甚至被索赔。因此外墙色漆的保色性是外墙涂料最重要的性能之一，也是涂料用户评价外墙涂料质量高低的最重要指标。
遇到外墙涂料发生变色投诉时，几乎所有人最先想到的是颜料（或色浆）的耐光或耐候性不佳造成的，而把所有的责任全部归咎于颜料或色浆生产商。这种考虑有一定的道理，但又很不全面，因为影响外墙涂料保色性的因素除颜料性能外，还主要包括：
2）施工气候条件及工程管理水平，包括施工时的温度、湿度、阴阳面、风速、工期进度、用量等；
3）涂料应用环境气候条件，诸如日照强度、雨量、湿度、温差、大气化学物质组成等。
颜料对外墙涂料耐候性的影响主要由颜料的化学结构及其物理状态决定的，这包括颜料种类（有机或无机颜料）、颜料的化学组成、结构、晶型、聚集方式、表面处理、颜料粒径、颜料浓度等方面。提高有机颜料耐候保色性的方法通常有增加分子量、分子中引入卤素原子、对分子中某些部位进行稠合、引入极性基团或改变极性及分子中引入金属原子等。
决定颜色耐候性最重要的因素无疑是颜料的化学组成和结构，因此涂料工程师在选择外墙涂料用颜料或色浆时最关注的是颜料种类，即化学组成和结构，而忽略了颜料的粒径（大小及粒径分布）对涂料耐候保色性的影响。不同颜料的保色性不同，除与不同颜料的结构有关外，其实与颜料粒径不同也有较大关系。
例如，无机颜料的耐候保色性通常比有机颜料好，其中一个原因就是无机颜料的粒径比有机颜料要大得多，无机颜料的粒径一般为几百纳米甚至几微米，而有机颜料粒径通常仅有几十纳米。同是有机颜料，高性能有机颜料的粒径一般也较耐候性一般的有机颜料粒径大。同一种有机颜料也是颜料粒径越大，耐候保色性越好。
总之，颜料的粒径对外墙涂料的保色性产生重大影响，外墙涂料应根据不同外墙涂料体系和要求，选择合适粒径的颜料来生产外墙色漆。
本文讨论了颜料粒径对外墙色漆耐候保色性的影响规律，总结了因颜料粒径选择不当而发生变色问题的多发场合，以帮助涂料工程师对不同外墙涂料体系选择合适粒径的颜料，使外墙涂料的保色性能够满足客户要求，减少因变色问题而产生的质量投诉和赔偿损失。
01、外墙涂料的耐光性和耐候保色性
颜料性质是影响外墙涂料耐候保色性的众多重要因素之一，因此外墙涂料用颜料或色浆供应商都会告知相应颜料或色浆的耐光性和耐候性等级。耐光性与耐候性间有相关性，但又有区别，不完全相同。
耐光性是指涂料在太阳辐射下抵抗颜色变化的能力，特别是抵抗最具破坏性的紫外线能力。颜料的耐光性分为八级，一级最差，八级最好，这是由颜料本身的性质决定的。无机颜料大多有优良的耐光性，但有少数在光照射后会变暗，如锌钡白（光照下硫化锌可能被还原为金属锌）。有机颜料的情况相反，它受光照后饱和度往往下降而褪色变浅或变白。影响有机颜料耐光性能的因素是多方面的。从颜料本身而言，颜料分子的化学结构、粒子大小及粒径分布、晶型、聚集状态等都是影响耐光性能的重要因素。
颜料在实际涂料中的耐光性还会受到其它颜料的影响。
例如，钛白粉会加速大多数有机颜料的光降解速度，这大致是由两个因素所引起的。
一方面是白色颜料对光的反射作用使有机颜料实际的光照强度增加了；
另一方面，白色无机颜料中往往含有一定量金属氧化物，它们与有机颜料接触时会加速颜料的光氧化-降解过程。所以钛白含量越高（颜色越浅），耐光性越差。
碳黑和氧化铁颜料则相反，它们本身是一种高效紫外线吸收剂，能提高有机颜料的耐光性。实际应用中也可以通过涂装含有紫外线吸收剂的罩光漆来提高实色漆的耐光性。
耐候性是指颜料在自然条件下的颜色稳定性。实际上，它是一种包括耐光性、耐热性、耐化学药品等多种性能在内的综合性指标。同时漆料与颜料的稳定性也是相互影响的，通常漆料树脂的耐候性越好、PVC越低对颜料保护会越好，颜色会越稳定。所以严格地说，耐候性应当是彩色外墙涂料的一种更综合的性能。颜料的耐候性是指颜料产品（涂料）在经过阳光照射，在自然界的热冲击、雨水冲刷、露水浸润及大气等共同作用下所产生的颜色变化，也就是指这些颜料产品抗拒自然环境所施于改变的能力。颜料的耐候性分为五级，一级最差，五级最好。
耐候性包含耐光性，但是耐光性能并不能涵盖耐候性。因此对于外墙色漆来说，我们只需要考察耐候保色性即可，没有必要专门考察耐光性。也正是基于这一点，外墙涂料标准中一般只设定了耐候性要求。
虽然颜料的耐候性对外墙涂料的保色性非常重要，但是实际外墙涂料的保色性并不完全由颜料的耐候性决定，许多其它因素（涂料的其它组成、环境、施工条件）也对外墙色漆的保色性产生重要作用，有时甚至比颜料的耐候性更为重要。
例如，碳黑的耐光性和耐候性均可达到最高等级，分别为8级和5级，但使用了碳黑着色的外墙涂料褪色的投诉并不少，所以不仅颜料的耐光性不能保证外墙涂料的保色性，颜料的耐候性也不能完全保证实际外墙涂料的保色性优劣，在许多外墙涂料体系（如无机硅酸盐外墙涂料、硅树脂涂料）中颜料的粒径对保色性影响很大，有时甚至起决定性作用。
02、颜料粒径对外墙色漆保色性的影响
颜料对外墙涂料的耐候保色性影响主要是由颜料的化学组成、结构、晶型、表面处理方法等化学性质决定的。无机颜料如氧化铁系列颜料、复合金属氧化物颜料（CICP）的耐候保色性一般较有机颜料好得多。有机颜料通过提高分子量、分子中引入卤素、对分子特定部位进行稠合、引入极性基团或金属原子等方法可以提高耐候保色性。金红石型钛白耐候性较锐钛型钛白好，因此外墙涂料只能使用金红石型钛白，锐钛型钛白只能用于内墙涂料。为了提高金红石型钛白粉的耐候性通常要对钛白粉表面进行致密的二氧化硅包膜处理。
颜料的耐候保色性能虽然主要取决于颜料分子的化学结构，但是颜料粒子的含量（或浓度）、粒径及粒径分布等物理状态对耐候保色性能也有很大影响。
在涂料中，颜料的耐候性随其冲淡的程度而改变，通常是颜料浓度增加，其耐候性也增加。
例如，同一颜料在深色（高浓度）中的耐候性较浅色中要好，因此要获得相似的耐候保色性时，深色大红色外墙乳胶漆可以用使用耐候性一般的PR112红，而浅红色外墙乳胶漆则必须使用高耐候性PR254红；深黄色外墙乳胶漆可以用使用耐候性一般的PY74 或PY83，而浅黄色外墙乳胶漆则必须使用高耐候性PY154，甚至PY184。
Charles等发现粒径较大的颜料，褪色速度与粒子直径平方成反比，而粒子较小时，褪色速度与粒子直径的一次方成反比。但无论如何，颜料粒径与耐候保色性的关系是颜料粒径越小，褪色的速度越快，即保色性越差。具体表现有：
1、无机颜料的耐候保色性较有机颜料好，部分原因是无机颜料的粒径比有机颜料大得多，一般是有机颜料的几倍甚到十几倍。无机颜料原级粒子的粒径一般在几百纳米到一微米之间，甚至几个微米；而大多数有机颜料的原级粒子的粒径仅有十几到几十纳米之间，如表1所示。有机颜料也正是由于粒径小，对波长较其粒径长得多的可见光的反射率通常较低，多是半透明的，遮盖力较差；无机颜料的粒径一般同可见光的波长相当，高效反射可见光，表现出高遮盖力；CICP颜料的粒径通常达到微米级，达到近红外波长，对近红外有极高的反射率，是最常用的红外反射颜料，同时高稳定性和大粒径的原因，它们也是耐候性最好的颜料，而用于高耐候的氟碳外墙涂料、无机硅酸盐涂料和硅树脂涂料中。
表1 常见有机颜料应用指南和物理性能（含粒径）
2、同一种颜料，粒径越大耐候保色性越好。如图1所示，为含有两种不同粒径的PY139黄色颜料的外墙涂料的耐候性对比，经过一段时间的曝晒后粒径小、比表面积大的颜色变化越大，颜色越浅，色差DE越大，耐候保色性越差。
图1 两种不同粒径的PY139耐候性对比
3、从化学组成和结构来看，碳黑的化学稳定性极好，常温下非常稳定，耐光耐候都是最高等级，但在许多外墙涂料中的保色性并不好，特别是PVC较高的外墙涂料中，在无机硅酸盐、硅树脂等涂料体系中甚至不能使用，就是因为碳黑的粒径几乎是所有颜料（透明颜料除外）中最小，一般为十几纳米到二十纳米。
颜料粒径越小，耐候性越差有多方面的原因。颜料在光照下的褪色过程，被认为是受激发的氧生成高氧化性自由基攻击颜料分子，从而发生光氧化-降解的过程。这是一个非均相反应，反应速度与比表面积有关。当颜料与氧接触的面积及受光照的面积增加时，会加快其褪色过程，颜料粒径越小，比表面积越大，因此耐候保色性就越差。
外墙涂料除光和氧的作用而降解外，还有一个重要的因素是水。水不但能溶胀渗透入漆膜，对涂料中基料和颜料等产生直接破坏外，还可以通过它传输氧、盐及其它化学物质，加速树脂和颜料的降解。也正是基于此，在外墙涂料的人工加速老化实验中不但有光照，还必须有定期喷淋，以模拟真实户外环境对涂膜的破坏作用。
许多情况下水可以将细粒径的颜料从涂膜中直接优先冲刷出来，使外墙涂料快速褪色。对于由不同粒径的颜料调配出的复合色彩不但颜料会变浅，并且会因为其中细粒径颜料冲刷出更多而发生色相偏移，变成另一种颜料。这同溪流中较大的石块会留在河床上，而泥砂会随河水一起流走是一个道理。
颜料粒径除影响涂料的耐候性外，对着色力、遮盖力等性能也有明显的影响。颜料粒径越小，着色力越好，调色成本越低。颜料粒径变小，光在粒子和基料或空气界面上的反射作用加强，遮盖力提高；但颜料粒子变化不能无限地增加遮盖力，当颜料粒径小于可见光的波长时，会绕过粒子变得透明，遮盖力反而变差。因此为了平衡着色力、遮盖力、耐候保色性等，颜料的粒径应控制在某一适当的范围，而不能过度强调着色力而降低了耐候保色性和遮盖力。
03、颜料粒径导致外墙涂料褪色的涂料体系和场合
颜料粒径对耐候保色性的影响的程度还同树脂体系的特性、涂料的颜料体积浓度（PVC）、涂料组成、配套体系、应用环境、施工气候条件、工程管理等多方面影响。相同粒径的同一颜料可以在一种外墙涂料体系或某一工程中耐候保色性优异，但在另一种外墙涂料体系或另一工程中因为粒径小而出现过早褪色发花现象。
决定颜料粒径对外墙涂料耐候保色性影响程度的非颜料因素最大的是树脂。涂料中树脂在粘结颜料，使其牢固附着在基材上的同时还对颜料提供保护作用，降低颜料老化降解及被雨水冲刷掉的速度，以获得更好的耐候保色性。树脂对颜料的保护作用是由涂料的颜料体积浓度（PVC）即树脂用量和颜填料用量及吸油量、树脂种类、树脂的成膜质量、气候环境条件等因素决定的。
外墙涂料中树脂或乳液的用量越大，填料特别是高吸油量的超细填料如煅烧高岭土、硅酸铝、滑石粉等越少，即涂料的PVC越低，则基料对颜料的包裹保护越好，涂料的耐候保色性越好。也正是基于此道理，一般外墙涂料的颜料体积浓度（PVC）都应该小于临界颜料体积浓度（CPVC），且较低PVC的有光涂料的耐候保色性要比较高PVC的哑光涂料好。
PVC较低的外墙涂料中由于基料对颜料有足够强的保护作用，颜料粒径对涂料耐候保色性影响会相对较小，一般选择粒径较小的有机颜料和碳黑调色也能获得较好的耐候保色性。
PVC较高，接近甚至越过CPVC的哑光外墙涂料使用有机颜料和碳黑调色则很容易出现短期快速褪色，特别是多雨地区或季节。有经验且慎重的涂料企业会为较高PVC的外墙涂料专门推出完全由粗粒径的无机颜料调色的专用色卡，来保证涂料的耐候保色性。做好底漆或配套罩光漆可以对颜料提供更好的保护作用，减少颜料化学氧化降解和雨水冲洗流失，获得更好的耐候保色性。
不同种类树脂的抗老化性能、耐水性、对颜料的包裹能力等不同。
树脂的抗老化性越好，越不易降解粉化失光，对颜料的保护作用越好。常见外墙涂料用树脂中以无机硅酸盐、氟碳、硅树脂的耐候性最好，纯丙烯酸有着极佳的耐候性而广泛用于外墙涂料，苯丙也有较好的耐候普遍用于经济型外墙涂料中，而醋丙、EVA等耐候性较差，一般不用于外墙涂料。
基料耐水性越好，一方面氧气、腐蚀性化学物质不易通过水的传输进入漆膜破坏基料和颜料，另一方面颜料被雨水冲刷的几率也越小，对颜料的保护越好。氟碳、硅树脂、苯丙有极好的耐水性，一般纯丙烯酸的耐水性也不错，醋丙和EVA耐水性则较差，无机硅酸盐涂料有较强的亲水性，用于外墙必须通过外加有机硅疏水剂来满足外墙涂料对耐水性的要求。
基料对颜料的包裹能力越强，对颜料的保护会越好，耐候保色性也越好。一般认为苯丙树脂对颜填料的包裹承载能力强，因此在较高PVC内外墙涂料中常用苯丙乳液也可以获得较好的耐擦洗性和耐候性。无机硅酸盐涂料由于成膜机理决定了其是多孔网状结构，对颜料包裹保护较差，特别对粒径较小的有机颜料和碳黑的包裹保护更差。在欧洲使用较多硅树脂涂料（SREP: SILICONE RESIN EXTERIOR PAINT）体系为了保持较好的透气性，树脂用量较少（一般有机硅乳液和普通纯丙或苯丙乳液各10%左右），同时在固化过程中有少量低分子醇产生，涂料的PVC大于CPVC，涂膜中也存在一定孔隙，故对颜料的包裹保护也不理想。
综合分析基料的抗老化性、耐水性和对颜料的包裹能力，无机硅酸盐涂料中硅氧网络骨架的耐候性极佳，但漆膜极亲水，对颜料的包裹也较差，若使用有机颜料和碳黑来调色，由于它们的粒径细，很容易被洗出或老化破坏降解，只能用大粒径的无机颜料来调色，来保证较好的耐候保色性能。硅树脂涂料抗老化性和耐水性均佳，但由于PVC较高，对颜料的包裹能力一般，若用有机颜料来调色也很容易褪色，在欧洲一般要求也必须采用无机颜料来调色。图2为一组无机颜料和一组有机颜料调制的硅树脂外墙涂料四年户外自然曝晒结果对比，无机颜料保持极佳耐候保色性，有机颜料均严重变浅，耐候保色性极差。
图2 无机颜料和有机颜料在硅树脂涂料耐候保色性对比
对于高质量的外墙纯丙或苯丙乳液的含量较高，PVC远低于CPVC，在成膜良好的情况下基料对颜料的包裹保护能力强，采用耐候性较好的有机颜料和碳黑调色时耐候保色性较好，可以满足高品质乳胶漆的要求。但是由于施工条件、气候环境、颜色配方等因素的波动，会造成基料对颜料特别是细粒径颜料包裹保护不足而出现严重褪色的质量问题。
中国地域辽阔，不同地区的气候差异大，华南和华东地区雨水多、日照时间长，对涂料的耐候保色性要求会更高。在西北、华北干旱少雨地区耐候保色性较好的外墙涂料在多雨的华东、华南地区则可能耐候保色性很差，基料较少的外墙涂料中的细粒径颜料很容易被雨水洗出。因此华东华南地区的外墙涂料应该乳液更多，即涂料的PVC更低，或尽可能使用粒径大的颜料，最好使用无机颜料，甚至通过表面罩光来提高外墙涂料的耐候保色性能。
外墙涂料施工只能在户外自然条件进行，施工及养护的温度、湿度、风速等气候条件多变，对乳胶漆的成膜质量影响很大。若低温高湿条件下施工的外墙乳胶漆的成膜质量差，相当于减少了乳液时，涂膜的PVC增大，基料对颜料粒子的包裹保护作用减弱，这对粒径较小的颜料粒子的负面影响会更大，其结果是正常情况下保色性较好的外墙涂料在不利的气候条件下施工会在较短时间内出现明显的褪色或色相变化，特别是涂料的PVC较高，接近CPVC时更容易发生。
在对墙面进行局部修补（如脚手架）时的气候条件往往同大面积涂装时明显不同，特别工期时间较长的外墙工程，局部修补同大面积施工可能在气候条件相差很大的不同季节里进行，则墙面可能会在投入使用一两年后出现修补区域同大面积颜色差异而发花的现象。这是因为不同气候条件施工涂膜的成膜质量不同，同一涂料形成的涂膜PVC并不相同，但由于PVC均小于CPVC，没有干遮盖力，故成膜之初的颜色基本一致，没有明显色差。但涂膜的PVC并不完全相同，也就是说基料对颜料的包裹能力是有差异的，经过一段时间的曝晒和雨淋后，气候条件差时施工的部分，成膜质量也差，漆膜的PVC会更高，褪色会更快，造成色差而发花。这对细粒径的颜料影响会更大，更容易出现褪色发花现象。
不正确的配色方法也容易造成外墙涂料的颜料发生褪色或色相改变而引起投诉。
例如，互补色调色不但调色成本增加，而且不同颜料的粒径一般不同，耐候保色性不同，一般细粒径的颜料耐候性更差，容易出现褪色或变色问题。因此调色使用色浆的品种越少越好，最多不超过四种，同时尽量避免使用粒径相差过大的色浆来调复配色。
04、案例分析
案例一
华南某涂料企业深棕色外墙乳胶漆一年后严重褪色。
2020年底华南一知名涂料企业技术负责人用微信传来图3这张照片，接着打电话来说明情况：该公司生产的一批深棕色外墙乳胶漆，乳液含量为30%，调色色浆有铁红、铁黄和碳黑三种，户外一年后颜色严重变浅，如图3所示。图片中间纸片上深棕色为涂膜最初的原色，周边墙面上的浅橙色为使用一年后的颜料，若不是打电话来说明情况，真没有想到仅一年时间涂料的颜料变化会如此之大。从色相变化上分析可知，铁红和铁黄两种色浆基本保留了，严重褪色主要是因为碳黑消失所导致的。乳液含量为30%，对于外墙涂料来说虽然不是太多，但也不是特别少，该外墙涂料严重褪色的主要原因是碳黑的粒径较铁红、铁黄小得多，而华南地区雨水多且量大，很容易将粒径小的碳黑优先冲洗掉而导致严重褪色。若施工时气候条件不佳，成膜质量差，外墙涂料的耐水性又不太好的话，细粒径的碳黑就更容易被洗出。
图3 华南某企业外墙乳胶漆一年后严重褪色
案例二
广东某知名地坪涂料商厂房油性丙烯酸外墙涂料三个月后严重发花。
该案例发生在二十年前，当时伊立欧化学的溶剂型宝乐来（PLIOLITE®）丙烯酸外墙涂料体系在国内推广正酣，国内大型建筑涂料生产商均有该外墙涂料产品推出。其参考配方见图4，配方中基料为PLIOLITE® AC80和AC5G两种固体丙烯酸树脂，由于总基料较少，涂料的颜料体积浓度较高，虽然略小于CPVC，但非常接近CPVC。虽然伊立欧化学在推广时也特别注意控制涂料的PVC一定要小于CPVC，但基于该配方，由于粉料品种、批次细度波动等因素，对于涂料企业来说要做到这一点并不易，若实际涂料的PVC等于或大于CPVC，很容易出现耐候保色性严重降低等质量问题。
图4 PLIOLITE®溶剂型外墙涂料推荐配方
广东某知名地坪涂料生产商当时也推出这种PLIOLITE® 丙烯酸外墙涂料，并且在一些外墙工程中成功应用，因此在自己的新工厂的外墙也全部采用这种外墙涂料。但不幸的是涂装完后仅经过三个月的雨季就严重发花，非常难看，只有全部重新涂装，直接造成五十余万元的经济损失，同时作为涂料企业自己的名誉也严重受损。
当时PLIOLITE® 丙烯酸外墙涂料体系调色多采用欧洲著名色浆公司生产的溶剂型色浆系统来调色，由于笔者当时刚好负责这家色浆公司的技术工作，所以直接参与了该案例的原因分析。结合涂料配方特点、颜色变化趋势和气候环境特点，欧洲技术专家和涂料企业技术人员共同分析，得出导致涂料严重发花的原因是厂房外墙涂料使用三支溶剂型色浆来调色，其中一支色浆使用的颜料粒径较另两种小得多，而涂料配方的PVC偏高，加上广东地区这一年春季的雨水特别多且大，使粒径最小的颜料被优先过度冲洗出来，导致外墙短期内严重褪色发花。
案例三
上海某小区外墙涂料三年后修补处褪色严重。
该案例发生在笔者原工作的涂料企业，使用的是经济型外墙乳胶漆（乳液用量为28%），工程是上海某小区的外墙，工程完工后一切正常，但三年后接到投诉，说外墙出现褪色发花。现场调研观察发现，褪色发花的都发生在脚手架的洞眼修补处，施工方回忆施工进程发现修补是在年末冬季工程收尾时进行的。虽然当时修补处的颜色同大面积是一致的，没有色差，但相同涂料在冬季施工涂料的成膜质量会稍差，加之涂料为经济型外墙漆，PVC本来就偏高，对颜料的粘结保护作用也稍差，并且该外墙是由无机氧化颜料和碳黑调配的，碳黑由于粒径小得多，被冲洗掉的比例也更高，造成三年后的色差投诉。
案例四
多家知名涂料企业外墙涂料使用PY154黄出现褪色投诉。
PY154黄是一支高性能、高耐候性黄色颜料，耐光性为8级，耐候性为5级，被广泛用于外墙涂料的调色，常称为“外墙黄”，但关于PY154褪色的质量投诉并不少。
笔者在十多年前就从一位前同事那里听说过关于PY154的褪色投诉，这位前同事当时在一家欧洲知名涂料企业负责调色工作，该企业在中国的外墙涂料原来一直使用PY154调色，但后来出现一次严重褪色投诉，造成重大经济损失。从此以后为了慎重起见，所有外墙黄均只用PY184钒酸铋无机黄色颜料。2019年从业内听说从某世界著名建筑涂料生产企业使用某知名国际色浆生产企业的PY154黄色浆生产的外墙涂料，因褪色造成数百万元的经济损失。2020年从西北某知名涂料企业的负责人那里获悉，他们使用国内某知名色浆品牌的PY154色浆生产的外墙乳胶漆也发生大面积褪色的质量事故。
总之，类似如PY154这种高耐性颜料，包括耐候性更好的碳黑，由于粒径较小，当涂料配方出现波动、施工条件不利或出现极端气候等不利情况时，很可能发生颜料被快速洗出或降解破坏而褪色的现象。
案例五
某上市涂料公司反射隔热弹性外墙涂料采用三原色“冷黑”调色半年严重褪色。
近年来反射隔热外墙涂料在我国发展迅速，特别是长江以南地区。碳黑和铁黑对太阳光的吸收率达到95%，反射率很低，不可用于反射隔热外墙涂料的调色，调色系统最常用的黑色浆有两种选择，一是采用复合金属无机冷颜料（CICP或MMO），最常用的是PBR29铁铬黑，另一种是采用有机红、有机黄和酞菁蓝三种有机色浆复配出“冷黑”色浆，简称三原色冷黑色浆。
某上市涂料企业的灰色外墙弹性反射隔热涂料采用这种三原色冷黑色浆调色，在工程完工后半年就出现了大面积褪色。分析褪色的原因是三原色冷黑色浆由于使用的是粒径小的有机颜料，对红外光的反射和吸收均较少，透射率很高，这样可以利用高反射率白色基材或底漆使整个涂层获得高红外反射效果，并且价格相对较便宜，无需另购色浆。但缺点是颜料粒径小，而且三个颜料的粒径还不同，细粒径的有机颜料容易被雨水洗出而褪色；由于粒径不同，被洗出的速度不同，在褪色的同时还会发生色相的转变。同时由于光线先透射到底涂层再反射出来，相当于承受了多一倍的光照破坏，光照氧化降解破坏作用也更强。
05、结语
外墙色漆的保色性除了与颜料的化学组成、结构、晶型、表面处理等因素有关外，颜料的粒径对保色性也有重大影响。颜料粒径对外墙涂料保色性的影响规律是颜料粒径越大，保色性越好；涂料的颜料体积浓度（PVC）越高，颜料粒径对保色性的影响越大；粒径相差过大的不同颜料复合色不但容易褪色，而且容易产生色相的偏移。
基于颜料粒径对外墙涂料保色性的影响规律，在外墙涂料实际生产、调色、施工过程中应注意以下几点：
1、无机颜料的粒径较有机颜料和碳黑大得多，因此要尽可能采用无机颜料调色；
2、根据外墙涂料的颜料体积浓度（PVC）选择合适粒径的颜料或色浆，外墙涂料的PVC越高，越应采用粒径大的颜料，有些高PVC的外墙涂料（如无机涂料、硅树脂涂料）只能选择无机颜料；
3、细粒径的颜料着色力更强，调色成本更低，但保色性会更差，因此不要过度追求高着色力而牺牲了保色性；
4、互补色调色不但使调色更复杂，成本更高，而且由于不同颜料粒径差异更容易发生褪色或色相偏移，应尽可能减少互补色调色，复合色漆中颜料品种越少越好；
5、碳黑及高性能红、黄等有机颜料虽然耐候性良好，但由于粒径小，在较高PVC、耐水一般的外墙涂料体系里以及低温高湿等不良气候条件下施工或修补也常出现快速褪色的现象。
参考文献
1. Industrial inorganic pigments, Third edition, G.Buxbaum, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.
2. Industrial organic pigments, Third edition, W. Herbst and K. Hunger, Wiley-VCH, Weinheim, 2004.
3. 桑田勉，有机颜料，东京金原出版社，1968.
文章转自：PCI可名文化微信公众号
(0)
