填料用氫氧化鋁色度的研究＊

冉 霞 李太昌

（中國鋁業(yè)中州分公司 河南 焦作 454174）

填料用氫氧化鋁色度的研究＊

冉 霞 李太昌

（中國鋁業(yè)中州分公司 河南 焦作 454174）

通過對影響填料用氫氧化鋁色度的原因進行研究，得出金屬雜質含量、氫氧化鋁原料的粒度及分布是影響填料用氫氧化鋁的白度和b值的重要因素。

填料 氫氧化鋁 色度 金屬雜質含量 粒度

Abstract：The paper study chromaticity of filler－grade aluminum hydroxide，results showed that the content of metal impurities，granularity and distribution of the aluminum hydroxide is important attribute to affects the albedo and the b value of filler－grade aluminum hydroxide.

Key words：Padding；Aluminum hydroxide；Color；Metalic contaminatin；Granularity

前言

色度是衡量填料用氫氧化鋁產(chǎn)品質量的重要指標之一，其不但影響產(chǎn)品的質量和價格，還直接影響到用戶所生產(chǎn)的產(chǎn)品質量，因此，用戶對色度指標要求越來越高。色度包括非彩色系列的白度指標、彩色系列的明度、色調和飽和度指標。在這些指標中，白度和b值對填料用氫氧化鋁產(chǎn)品的應用影響最大。

筆者針對填料用氫氧化鋁生產(chǎn)和加工過程中色度的影響因素進行了分析研究，以便找到控制氫氧化鋁白度及b值的有效方法，為用戶提供優(yōu)質的填料用氫氧化鋁產(chǎn)品。

1 顏色空間［1］

圖1 顏色空間

顏色通常用3個術語來描述：色調、明度和飽和度。色調是指顏色，如紅、綠、黃、藍；明度往往叫亮度（明與暗的比較或對比度）；飽和度指的是某種顏色的鮮亮程度。用數(shù)字描述顏色的三維方法叫做顏色空間。

檢測顏色的三要素是：光源、樣品和探測器。某種樣品在不同的光源（即鎢光、熒光、日光）下所表現(xiàn)出的顏色是不一樣的。樣品的顏色與光源的角度和觀察的方向有關。這些條件表明，只有保持光源的角度和觀察方向不變，才能精確地描述和比較樣品的顏色。

HunterLab是測定樣品顏色較常用的顏色空間法之一（見圖1）。該方法用明度（L）描述白與黑的關系，色調坐標中，a軸表示綠（－）到紅（＋），b軸表示藍（－）到黃（＋）。中點（0，0，0）沒有顏色，或者說無色。當a和b值增大且移出中點時，顏色飽和度增加。

2 氫氧化鋁白度和b值的影響因素研究

2.1 氫氧化鋁粒度及分布對其白度及b值的影響

眾所周知，氫氧化鋁的粒度及分布對其色度具有重要的影響［2］。我們經(jīng)過特殊處理得到＋149μm、74～149μm、45～74μm、－20μm等不同粒度及分布的氫氧化鋁粉體。樣品用Mastersizer2000激光粒度儀測定該樣品的粒度及分布；用SC－80C全自動色差計測定該樣品的白度和L、a、b值。圖2、圖3、圖4、圖5分別為＋149μm、74～149μm、45～74μm、－20μm各粒級氫氧化鋁數(shù)量與其樣品的白度和b值的對應關系。

從圖2、圖3看出，隨著樣品中＋149μm、74～149 μm粒級氫氧化鋁增多，其白度明顯降低，b值略提高。從圖4、圖5看出，隨著樣品中45～74μm、－20μm粒級氫氧化鋁顆粒增多，樣品白度明顯提高，b值降低。

圖2 ＞149μm粒級氫氧化鋁與其白度、b值關系

圖3 74～149μm粒級氫氧化鋁與其白度、b值關系

圖4 45～74μm粒級氫氧化鋁與其白度、b值關系

圖5 ＜20μm粒級氫氧化鋁與其白度、b值關系

2.2 氫氧化鋁干燥條件對其白度和b值的影響

取分離洗滌后濕氫氧化鋁，在試驗室干燥箱中進行干燥試驗。當干燥箱升到設定溫度后，將濕氫氧化鋁樣品放入干燥箱，分別進行不同溫度、不同時間的干燥試驗，并測試干燥后氫氧化鋁的水分，白度，L、a、b值。

2.2.1 干燥溫度對氫氧化鋁白度及b值的影響

圖6為在相同干燥時間內進行的不同溫度的脫水干燥試驗結果。

圖6 干燥溫度與氫氧化鋁白度、b值的關系

當干燥溫度提高到135℃以上時，氫氧化鋁開始產(chǎn)生結晶水脫除現(xiàn)象；當干燥溫度提高到240℃以上時，氫氧化鋁脫水加劇。由此看來，為了保證填料氫氧化鋁產(chǎn)品質量，其干燥溫度不能高于135℃。

從圖6還可以看出，在相同的干燥條件下，隨著干燥溫度的升高，氫氧化鋁白度升高，b值降低。在干燥溫度小于135℃的條件下，隨著干燥后氫氧化鋁附水含量的降低，其白度升高，b值降低。

2.2.2 干燥時間對氫氧化鋁白度及b值的影響

在干燥溫度100℃、110℃、120℃、130℃的條件下，分別進行了不同時間的干燥試驗。試驗結果如圖7、圖8所示。

圖7 干燥時間對氫氧化鋁b值的影響

圖8 干燥時間對氫氧化鋁白度的影響

從圖7、圖8試驗結果可以看出，在干燥時間為5～10min時，隨著時間延長，干燥后產(chǎn)品白度明顯升高、b值明顯降低，繼續(xù)延長干燥時間，其白度升高、b值降低幅度減小。

2.3 金屬雜質含量對氫氧化鋁白度及b值的影響

根據(jù)相關資料［2］介紹，在氫氧化鋁產(chǎn)品中，盡管微量金屬的數(shù)量很有限，但研究發(fā)現(xiàn)有如下趨勢：增加鈦和錳的含量時，會提高色度的性能（發(fā)射率和明度越高，紅色和黃色降低），其他微量金屬的存在幾乎有損于氫氧化鋁白度的提高。因此我們針對燒結法氧化鋁生產(chǎn)氫氧化鋁的產(chǎn)品中，其雜質主要是硅、鐵、鈉、鈣等，分析了這些金屬雜質的綜合作用對氫氧化鋁色度性能的影響。試驗結果如圖9所示。

圖9 不同雜質含量的氫氧化鋁與其白度、b值的關系

從圖9所示的氫氧化鋁白度、b值與其硅、鐵、鈉、鈣等雜質總量的關系可看出，氫氧化鋁中硅、鐵、鈉、鈣等雜質含量提高，產(chǎn)品的b值升高，白度降低。

3 結論

1）填料用氫氧化鋁的粒度及分布是影響其色度的重要因素之一。當增大45～75μm粒級并降低＋75粒級時，可提高氫氧化鋁的白度、降低其b值。

2）金屬雜質與氫氧化鋁的白度、b值的相互關系比粒度與白度、b值之間的關系更加密切，是影響其色度的重要因素之一。降低氫氧化鋁的金屬雜質含量能夠提高其白度，降低其b值。

3）氫氧化鋁的干燥條件也是影響氫氧化鋁色度的一個因素。隨著氫氧化鋁附水含量降低，其白度升高，b值降低。

1 荊其誠，焦書蘭.色度學.北京：科學出版社，1991

2 Marianneo Kirkpatrik.Light Metals.1999：7～10

3 俞康泰.現(xiàn)代陶瓷色釉料裝飾技術手冊.武漢：武漢工業(yè)大學出版社，1999

Study of Chromaticity of Filler－grade Aluminum Hydroxide

Ran Xia，Li Taichang（Zhongzhou Branch of Chalco，Henan，Jiaozuo，454174）

TQ174

A

1002－2872（2011）02－0020－03

冉霞（1964－），高級工程師；主要從事特種氧化鋁生產(chǎn)的質量及技術管理。E－mail：rwwxia＠126.com