群青：永恒的颜料

作者：Dave Masterman

欢迎访问e展厅 展厅 4 涂料/油墨/染料展厅 涂料, 油墨, 颜料, 染料, 色漆, ... 由于青金石极为稀有，加上提炼难度极大，因此这种蓝色颜料在保证高质量的同时，生产成本也相当高昂。所以在古时候，它仅被用于最尊贵的用途。可想而知，如果发明出这种颜料的合成方法必将获得丰厚的回报。如今，这种珍贵的颜料被人们称为“群青蓝”。 合成方法 1828年，法国科学家Guimet发现了群青颜料的合成制造方法。由于新的合成制造方式成本相对低廉，因而群青颜料的使用得到迅速推广，一时间，整个欧洲涌现出大量颜料工厂。 另一大重要的发现是，在洗衣过程中加入少量群青后，群青中的蓝色相可以有效吸收衣物上不理想的黄色相，即可有效去除衣物上的黄迹，从而营造出光鲜洁净之感；当白色衣物穿久泛黄后，这一效果则更为明显。基于这一应用，James Reckitt于1884年在英国赫尔市建立了一家群青生产工厂，以扩充其洗涤产品种类。直至2007年，这家名为好利得颜料有限公司的工厂都一直致力于群青颜料的开发和制造。如今，好利得颜料仍是世界领先的群青颜料供应商。 现代应用 尽管群青仍然被用于绘画颜料和洗涤用品，但塑料产业的崛起造就了今天大众熟知的群青颜料。凭借无与伦比的鲜艳色彩和出众的耐光性，群青可完美应用于绘画颜料领域。因其无毒且无刺激性的特点，群青也是洗涤用品的理想产品，因为洗涤用品不可避免地要接触到皮肤。除了这些优点以外，群青凭借其出色的热稳定性迅速成为塑料着色不可或缺的颜料，决定了其在塑料等高温应用领域的重要地位。群青之所以具有这一系列出众特性，原因就隐藏在其生产过程中，而这一过程同样生动有趣。 群青化学结构中的硫离子（S3-）发色团是令其呈现蓝色的主要原因。很难想象通常呈现黄色的硫元素亦可作为蓝色发色团，但硫在特殊的价态下，确实如此。然而，发色团的发现仅是合成生产群青的第一步。发色团的不稳定性使其很容易被氧化，形成不可用于颜料的硫化物。 窑内反应 因此，为避免发色团在生产过程中发生化学反应，需要将其置于由粘土（高岭土）制成笼状晶格结构内。 生产过程在封闭窑炉进行，窑炉需先排出空气，从而防止硫磺在达到反应温度前发生氧化反应，然后将硫磺、粘土和碳酸钠加热到约800℃。在保持最高温度一定时间后，即可形成最初的发色团，随后将混合物进行冷却，允许空气缓慢进入窑炉，完成氧化过程。这一高温加工流程需耗费两周以上的时间才能完成。 掌握此生产工艺后，我们就可以明白为何群青具有如此出众的特质。它的发色团十分特别，因而群青拥有通过其他颜料无法混合匹配的独特色彩。群青用于塑料时具有很高的透明度，可为透明塑料产品带来迷人的红相蓝，同时也可以用来校正白色塑料产品的泛黄现象。高温生产工艺让群青颜料具有与生俱来的热稳定性。实际上，群青颜料在350℃的环境下仍很稳定，足以应用于所有常见塑料。此外，用于生产群青颜料的原材料经过缜密筛选，重金属不会在生产工艺用到，有机化合物也无法在高温中残存。因此，无论从原材料还是生产过程来看，群青都是最安全的颜料之一。 去除杂质 高温煅烧工艺仅仅生产出未加工群青颜料，全部制造过程还远未结束。在“干”加工之后，还需要对其进行精制，即将未加工的群青与水混合制成群青浆体，这一阶段一般被称为“湿”加工。在此期间，群青中的杂质将被去除。尤其是未经反应的硫，若不加以清除，将造成在某些高温应用时产生异味，如塑料制造等。此外，以硫酸钠为主的可溶物质也将被清除。 最终，精制后的群青将被研磨成需要的粒径大小，并与水分离。研磨后的群青颗粒大小从小于1微米到3微米不等。其后，群青颜料会根据粒径的大小进行分级，分级后的产品经过干燥后最终制成精细的群青粉末。 缘何精细颗粒如此重要？ 群青颜料的性质很大程度上取决于其颜料粒径大小。 与粗糙颗粒相比，精细颗粒着色力更强，色彩更为鲜艳，色相偏绿。技术级应用的群青颗粒大小一般在小于1微米至3微米之间，超过这一范围的粗糙颗粒只能用于一些低端应用，如洗衣粉（见图1）。用户可根据着色力、色相和鲜艳度来选择适当颗粒范围的产品。 在了解群青生产工艺后，我们还可以从其粒径大小发现群青的另一重要特性，群青颜料的颗粒一般为1-3微米，与有机颜料比较大，所以群青更容易分散。 群青的优点 综上所述，群青的优点包括： > 无可比拟的鲜艳色彩 > 出色的耐光性 > 良好的热稳定性 > 世界范围的安全认证，可用于食品接触塑料和玩具 > 可改善白色泛黄的问题 此外，群青不会对聚烯烃加工时的尺寸稳定性带来不良影响，这一优势在大规模或复杂的聚烯烃塑模过程中十分重要。这是由于群青是一种无机颜料，而有机颜料则往往加剧这方面的问题。 耐酸性 群青具有许多优点，因而是塑料应用的理想着色颜料，但仍有一些潜在问题需引起注意。 一般情况下，群青对酸较为敏感。即便是弱酸也会影响群青的发色团，从而破坏颜色效果。然而，好利得颜料已开发出耐酸等级的群青颜料，这一类群青颜料的颗粒经过硅涂层包覆，可适用于酸性环境。通过选择恰当的产品等级，群青还可被用于具有酸降解性质的PVC等聚合物，或盛装果汁等酸性产品的容器。耐酸级产品也适用于可能受到酸雨侵袭的室外环境应用。 总结 数千年来，群青是创造鲜艳蓝色的经典颜料。尽管如今蓝色颜料选择众多，但群青的独特性质使其在千年后的今天仍广受青睐。也许数千年以后，我们的子孙后代仍会惊叹群青，这一永恒颜料所特有的迷人色彩。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (12/22/2012)