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透明無機顏料：透明鈦白粉和透明氧化鐵

作者： 精顏化工    日期： 2024-11-27    點擊量：     文字大小：  大  中  小
涂料中顏料對光的吸收和散射取決于顏料的化學組成和顏料顆粒的尺寸。顏料顆粒中的每個分子都參與吸收，大粒子核心中的分子沒有吸收光的能力，因為光已經被粒子殼中的分子吸收了。這意味著當粒徑減小時，固體顆粒的吸收效率會升高，因為小顆粒比大顆粒每克顏料具有更大的表面積。粒子對光的散射也取決于粒子的大小，從而影響涂層的覆蓋性和透明度。下面介紹了透明鈦白粉和透明氧化鐵無機顏料的光學特性。

顏料顆粒對光的吸收和散射效率示意圖

透明鈦白粉（納米二氧化鈦）

鈦白粉，主要成分為二氧化鈦TiO2，是一種高效的白色顏料，賦予白色強度和高遮蓋力，這種顏料的兩個關鍵特性如下：

首先，微小的鈦白粉（TiO2）顆粒可以有效地散射可見光（波長λ ≈ 380 – 750 nm 的電磁輻射），因為二氧化鈦TiO2具有高折射率（用字母“n”表示）。當顆粒的直徑約為光波長的一半時，系統中的顆粒對可見光的最佳散射即可實現。因此，不透明鈦白粉顏料的直徑在300nm范圍內。

其次，二氧化鈦幾乎不吸收可見光，這就是為什么我們看到顆粒是白色的原因。

不透明和納米鈦白粉顆粒的光學性質

鈦白粉顏料可有效吸收紫外線輻射，尤其是當顆粒較小時，小顆粒具有高比表面積，因此含有許多最有效吸收光的表面分子。納米鈦白粉(nano-TiO2) 顏料的粒徑“d”遠低于100nm，在油漆、油墨和塑料等系統中用作紫外線吸收劑。而含有納米二氧化鈦的涂層是透明的，因為顆粒幾乎不散射可見光。

透明氧化鐵顏料

氧化鐵顏料，如氧化鐵紅（Fe2O3）和氧化鐵黃（FeOOH）等是無機固體彩色顏料。由于這些材料具有高折射率，因此顆粒強烈散射可見光， 而氧化鐵顏料是有色的，這意味著顆粒吸收了部分可見光。而對于某些應用，需要吸收部分可見光但盡可能少散射可見光的有色透明氧化鐵顏料。

不透明和納米氧化鐵紅顆粒的光學性質

例如，在透明木材著色劑（也稱為木器清漆）中需要較小的散射，這種涂料必須保護木材并為物體賦予顏色，另一方面，美麗的木結構必須保持可見，為了實現這種性能組合，涂層必須含有顏料，這些顏料可以吸收部分可見光以獲得顏色，但幾乎不會散射可見光以獲得透明度。

含有透明氧化鐵紅顏料的木材染色劑
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