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白色颜料的成分、特性与应用

作者：精颜化工日期： 2023-08-09 点击量：文字大小：大中小

探索常见白色颜料的成分、特性和作用，从化学成分到原材料来源，揭示其独特性质与广泛应用于涂料和颜料等领域，助力美术、工业和创作。

硅酸铝

化学式：Al2Si2H4O9
颜色索引号：颜料白19 (77005)

硅酸铝通常被称为粘土或高岭石，可用作涂料的填料以及群青蓝和群青紫颜料的制造原料。

氧化锑（III）

化学式：Sb2O3
颜色索引号：颜料白11 (77052)

这种白色颜料很少用于艺术家的颜料中，因为它具有毒性和磨损性。在其他类型的涂料中，它有时被用作阻燃剂。

硫酸钡

化学式：BaSO4
CAS号：7727-43-7
颜色索引号：颜料白21 (77120)

硫酸钡在自然界中以矿物重晶石的形式存在，其密度范围为4.3-4.6g/cm³，由于莫氏硬度较低，与其他无机颜料相比，它的磨蚀性不强。硫酸钡实际上对酸、碱和有机溶剂都是惰性的，它的耐光性和耐候性都非常出色，它不易絮凝和形成聚集体，因此易于分散。

由于其1.64的低折射率，硫酸钡不被认为是白色颜料，它在涂料中的主要应用是作为填料和色淀颜料的矿物基料，硫酸钡的不透明性较低，这也是它优点的一方面，它的透明度足以让光线穿过硫酸钡薄膜，另一方面，一定量的光线会发生散射。这种综合效应的结果就是漫散射光。

市面上有两种硫酸钡。一种是磨细的天然矿物重晶石，另一种是沉淀的合成硫酸钡，即所谓的 "定影钡"。合成型硫酸钡通常较为昂贵，因此天然矿物更为常用。硫酸钡可改善有机颜料的流动性，并有助于在涂料生产过程中分散颜料。

健康与安全
硫酸钡被认为没有毒性，因此在许多国家都允许使用，包括美国和大多数欧洲国家。

硫酸钡是立德粉（Lithopone）、颜料白5的成分之一。

碳酸钙

化学式：CaCO3
CAS编号：1317-65-3
颜色索引号：颜料白18 (77220)

除硅酸盐外，碳酸钙是地球上最常见的矿物，涂料中常用的碳酸钙有多种类型：

方解石是无色、透明、半透明或不透明的致密晶体，具有完美的斜方晶裂，有些品种在紫外线下会发出荧光。

白垩是一种非常纯净的石灰岩，形成于白垩纪时期，由细小的方解石晶体组成，主要由微小浮游生物的贝壳和骨骼化石残骸构成。地球上的许多矿床都是商业开采的。

石灰岩是由海洋生物的钙质骨骼堆积而成的致密白垩。

大理石是由火成岩侵入体周围的石灰岩变质作用产生的。大理石本质上是方解石，但可能含有或多或少的白云石（硫酸镁）和其他矿物，它是一种粗糙致密的矿物。

碳酸钙是半硬的，不太耐磨，莫氏硬度为2至3，密度在2.6至2.8g/cm³之间，碳酸钙可溶于弱酸，不溶于碱，其性能经常在处理后进行调整，以提高其在不同涂料粘合剂中的分散性。

碳酸钙由于其1.58的低折射率而不被认为是白色颜料，它在涂料中的主要应用是作为填料，通过取代更昂贵的颜料来降低涂料的成本。与硫酸钡类似，它改善了颜料的流动性，尤其是有机颜料，并在生产过程中改善了颜料在涂料载体中的分散性。

铅白（碱式碳酸铅）

化学式：Pb(OH)2·2PBCO3
CAS编号：1319-46-6
颜色索引号：颜料白1

铅白通常是指碱式碳酸铅，是古老的颜料之一，被广泛用于绘画、涂料和装饰工艺中。然而，由于铅白含有有毒的铅元素，长期接触白铅颜料可能会对健康造成危害，因此在现代很少使用。

由于铅白的毒性，许多国家和地区已经禁止或限制其在商业产品中的使用，取而代之的是更安全的白色颜料，如钛白粉（二氧化钛）等。

立德粉

化学式：ZnS/BaSO4
CAS号：1345-05-7
颜色索引号：颜料白5（77220）

立德粉是通过硫化锌和硫酸钡混合物的共沉淀和随后的煅烧生产的，两种成分之间的比例不同；例如，一种由60%的硫化锌和40%的硫酸钡的比例组成。

健康和安全
在美国和大多数欧洲国家，硫化锌和硫酸钡不被认为是有毒的，可溶性锌大量存在是有毒的，但人体新陈代谢需要少量。由于溶解度低，立德粉被认为对人体无毒。研究表明，尽管在处理精细研磨的颜料时暴露在灰尘中，但制造这种颜料对人类健康没有急性或慢性毒性。

碳酸镁

同义词：氧化镁
化学式：MgCO3
CAS号：546-93-0（无水）

碳酸镁（古称氧化镁）是一种白色固体无机盐，碳酸镁的几种水合形式和基本形式也以矿物质形式存在，菱镁矿由白色三角晶体组成，无水盐几乎不溶于水、丙酮和氨，所有形式的碳酸镁都在酸中反应。碳酸镁在方解石结构中结晶，其中Mg2+周围有六个氧原子。二水合物具有三斜晶系结构，而三水合物具有单斜晶系结构。

不同形式碳酸镁的化学文摘社CAS编号：546-93-0（无水）、13717-00-5（一水合物）、5145-48-2（二水合物）、14457-83-1（三水合物）、61042-72-6（五水合物）。

碳酸镁通常通过开采菱镁矿获得，世界供应量的70%是在中国开采和制备的。

由于其在水中的溶解度较低且具有吸湿性，MgCO3于1911年首次被添加到盐中，以使其更自由地流动，含碳酸镁的盐在潮湿的天气下不会粘在一起。

云母

化学式：K/Na/Al2[(OH,F)2Si3O10]
CAS编号：12001-26-2
颜色索引号：颜料白20 (77019)

云母是一系列被称为水合碱性硅酸铝的矿物化学品的统称，这组硅酸盐的大多数成员是白云母、金云母、黑云母和钠云母，它们的钾、钠和氟含量不同，它们的特征是形成非常薄的薄片，称为薄片。

白云母和金云母是涂有薄层金属氧化物的主要矿物，用于珠光效果颜料；银色珠光颜料由二氧化钛涂层产生，彩色珠光颜料由铁和铬氧化物涂层产生。

二氧化硅

化学式：SiO2
CAS号：7631-86-9、112945-52-5
颜色索引号：颜料白27（77811）

由于二氧化硅的折射率较低，为1.55，因此不用作白色颜料，而是油漆中必不可少的体质颜料和加工助剂。二氧化硅在涂料中的主要作用有：

●增稠剂或抗沉降剂以及调节涂料的粘度；

●油漆和清漆中的消光剂；

●改善有机颜料的流动性能；

●学生和级艺术家绘画的扩展剂；

颜色索引名称颜料白27仅适用于天然二氧化硅，不适用于合成等级。

二氧化钛（钛白粉）、锐钛矿和金红石

化学式：TiO2
颜色索引号：颜料白6（77891）

由于四氯化钛燃烧过程中温度高达900–1400°C（1652–2552°F），因此仅形成热力学稳定的金红石变体。

二氧化钛的后处理对于其在油漆和其他应用中的耐久性至关重要，二氧化钛将水吸附到其颗粒表面，因此，其表面被配位键合的水饱和，形成羟基离子，羟基的存在使得光化学诱导反应成为可能。处理包括通过将低折射率和基本上无色的无机化合物沉淀到颗粒表面上来涂覆它们。锆 (Zr)、锡 (Sn)、铝 (Al) 和硅 (Si) 化合物用于涂覆二氧化钛，有时还用有机化合物进行附加涂层，选择特定的有机化合物可以使最终表面疏水或亲水。该涂层可防止环境与二氧化钛反应性表面直接接触，从而提高颜料的耐光性和耐候性。

钛白粉呈惰性，除浓硫酸和氟化氢外不溶，且稳定。

健康和安全
二氧化钛不被认为是有毒的，这一点从其在牙膏和药丸中的应用得到了证实。

应用
金红石形式的二氧化钛在涂料中最常被优选用于纯白色或创造颜色色调。