有机颜料行业特性分类及应用领域分析

1、有机颜料的特性

（1）颜料与染料

使物质显现颜色的物质统称为着色剂，着色剂主要分为染料和颜料两种。染料是指溶于水或其他溶剂的着色剂；颜料则是不溶于水或其他溶剂的着色剂，主要以细微颗粒分散在使用介质中着色。除了具有与染料类似的耐光性、耐气候性、耐酸碱性、耐溶剂性、耐迁移性等特性之外，颜料还具有其他特定的性能，如色光、着色力、分散度、遮盖力、耐热性、耐渗水性、耐翘曲变形性等。

染料在使用过程中一般先溶于使用介质，在染色时经历了一个从晶体状态先溶于溶剂成为分子状态后再上染到其他物品上的过程。因此，染料主要用于纺织品等材料的染色，并且染料自身的颜色并不代表它在织物上的颜色。

颜料在使用过程中，由于不溶于使用介质，所以始终以原来的晶体状态存在，并分散于各介质中。因此，颜料常用于涂料、油墨、塑料和橡胶，以及陶瓷、造纸等的着色，其应用领域较染料更加广泛。颜料自身的颜色就代表了它在底物中的颜色。正是因为颜料始终以晶体状态存在，其赋予了被着色物质具有较好的颜色耐久性能，如耐光牢度、耐气候牢度和耐迁移性能。

溶剂染料是一系列能溶于溶剂的有机发色化合物。与颜料不同，溶剂染料是透明的，且有着非常高的着色力。溶剂染料的用途广泛，从最初的溶剂着色、塑料着色，扩展到用于具有高科技含量的液晶着色。溶剂染料可用于聚乙烯、聚碳酸酯、聚酯等工程塑料和某些合成纤维的原浆着色。

（2）有机颜料与无机颜料

颜料分为无机颜料和有机颜料两大类。无机颜料一般是一些金属的盐或氧化物等，可细分为氧化物、铬酸盐、硫酸盐、硅酸盐、硼酸盐等。无机颜料热稳定性及光稳定性优良、价格低廉，因此用量很大，但其缺点在于品种不多，着色力相对差，相对密度大，而且一般来说不够鲜艳。

人工合成有机颜料最早出现于二十世纪初，经过100年的发展，有机颜料的品种已经十分丰富，在《染料索引》上登记的颜料品种的化学结构多达800多种，绝大部分是有机颜料。由于一个化学结构可以通过调整结晶形态、进行颜料化制成不同剂型的产品，因此，市场上实际销售的颜料品种十分丰富，比如：颜料蓝153，巴斯夫生产近30种剂型，大日本油墨化学工业株式会社生产30多种剂型。

有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱齐全、相对密度小，但在耐热性、耐候性和遮盖力等方面通常不如无机颜料。但随着有机颜料技术的发展，这些缺点得到很大的改善，其应用领域也进一步扩大。

无机颜料与有机颜料均为不溶性的有色物质，但由于分子结构不同，其应用性能具有明显差别，具体情况如下：

资料来源：公开资料整理

2、有机颜料的分类

有机颜料虽然历史比较短，但是发展迅速，而这主要是因为其优秀的颜色性能以及丰富的色彩种类很好的满足了人们对颜色的消费需要。一般来说，颜料的应用价值表现取决于颜料的三大性能，即颜色性能、牢度性能和加工性能。颜色性能一般包括着色强度、色光、鲜艳度和饱和度等，牢度性能一般包括耐光、耐迁移、耐气候、耐溶剂、耐高温等，加工性能一般包括光泽度、遮盖力、透明度、易分散性等。

一般来说，根据有机颜料牢度性能的不同，可将有机颜料分为经典有机颜料（CLP）和高性能有机颜料（HPP）。

经典有机颜料一般包括偶氮类经典有机颜料、色酚AS系列颜料等。虽然其色谱齐全、色泽鲜艳、价格较低且已大量用于塑料制品的着色，但因其化学结构等因素，其在耐热性、耐光性、耐迁移性等牢度性能方面存在种种缺陷，某些颜料在高温时会发生分解，对人体和环境产生不良影响，因此在某些应用领域具有局限性。

高性能有机颜料包括苯并咪唑酮颜料、偶氮缩合颜料（又称“大分子颜料”）、喹吖啶酮类、吡咯并吡咯二酮类（DPP）、蒽醌杂环类等种类。由于其具有较好的牢度性能，即高耐晒性、耐气候性、耐溶剂性、耐迁移性等，而被广泛应用于汽车漆、高档油墨、高档塑料制品等环境较为苛刻或者对环境、安全要求较高的领域。与高性能有机颜料优异的应用牢度性能伴随的，是其复杂的合成工艺、较高的生产成本、较低的产量和较高的市场价格。

高性能有机颜料和经典有机颜料在不同应用领域的牢度性能对比如下表：

资料来源：公开资料整理

高性能有机颜料较经典有机颜料更环保，主要系以下两个方面：

第一，相较于经典有机颜料，高性能有机颜料不含有3,3-二氯联苯胺（DCB），从源头上解决了DCB在高温下分解出潜在致癌物质的问题。DCB在高温下会还原裂解出致癌芳香胺，德国、瑞士、法国和瑞典等国家已将DCB列为致癌物质。

第二，经典有机颜料耐高温一般不超过200°C，但食品塑料包装、儿童塑料玩具、高档涂料和油墨下游产品的生产加工温度通常超过200°C，导致经典有机颜料容易变色甚至分解出有害物质的情况，高性能有机颜料耐热性通常在250°C以上，部分甚至能达到300°C，不会因高温而分解有害物质，满足塑料、PET纺丝等高温加工应用的需要，高温环境下相比与经典有机颜料更加环保。

经典有机颜料、高性能有机颜料以及溶剂染料在环境保护、市场规模、发展趋势、竞争格局和市场份额方面的主要特点和影响因素如下：

资料来源：公开资料整理

其中，有机颜料的结构品种和性能具体情况如下图所示：

在主要的高性能有机颜料系列产品中，DPP、偶氮缩合、苯并咪唑酮、喹吖啶酮是多色区几千吨级高性能有机颜料大系列，异吲哚啉、异吲哚啉酮、喹酞酮、二噁嗪是单色区千吨级高性能有机颜料大系列，蒽醌、阴丹酮、苝红、硫靛和金属络合物颜料是特殊的百吨级高性能有机颜料小系列。

在主要的经典有机颜料系列产品中，博纳色淀、萘酚色淀、联苯胺黄是几万吨级经典颜料大系列，单偶氮黄是经典颜料中系列，吡唑啉酮是经典颜料小系列，色酚是唯一的包括低、中、高档产品的有机颜料系列，酞菁是高性能、低价格、大销量的特别系列。

3、有机颜料的应用领域

由于有机颜料具有品种繁多、色彩鲜艳和着色力较好等特点，被广泛应用于油墨、涂料、塑料和橡胶等工业领域，成为生产多种工业产品不可缺少的着色材料。颜料作为下游产品的一种添加剂，其在后续产品中的应用是一个物理分散过程。由于油墨、涂料、塑料橡胶等应用环境各有特点，所以对其中所用的颜料的性质要求也不尽相同，如与油墨相比，涂料用颜料对耐光、耐气候、耐热、耐化学品、遮盖力等有更高的牢度性能和加工性能要求，而这就要求颜料生产商研发出适合不同应用的剂型产品。不同应用领域对所使用颜料的用量和浓度、性能、配方、色彩等不尽相同，具体如下表所示：

（1）在油墨中的应用

油墨是有机颜料最大的消费行业，油墨用颜料以经典有机颜料为主，约占总消费量的55%～60%。近年来各种不同特性的油墨迅速发展，应用性能不断改进，尤其是在包装纸和塑料领域，不论从品种上还是从产量上均有明显的增长。随着印刷装潢工业印刷技术、印刷设备的发展以及文化用品消费量的增多，不仅在数量上，而且在质量上对有机颜料都提出了更高的要求。

高档油墨着色剂所需具备的主要性质包括：

①色光鲜艳，彩色饱和度高，高着色强度以及高光泽度；

②在四色版印刷中，黄色颜料应具有优良的透明度，以符合彩色还原的质量要求；

③良好的油墨印刷适应性，诸如着色印墨的流动性、触变性等；

④溶剂印墨着色的有机颜料应具有良好的耐溶剂性，不发生颜色的变化，不增加着色油墨的粘性；

⑤某些领域限用或禁用含有害重金属的颜料。

油墨体系对于有机颜料的要求主要是颜色、着色力、透明性和遮盖力等方面，苯并咪唑酮颜料常被用于制造高级印刷油墨，尤其是需要极高的耐晒牢度的耐用产品或消费品的着色剂，例如户外广告。由于良好的耐溶剂性和耐迁移性，苯并咪唑酮颜料经常被应用于聚氯乙烯或其他塑料薄膜的印刷。因为具有较好的耐迁移性、耐溶剂性和再涂性，偶氮缩合颜料等也常被用于制作高档油墨。

（2）在涂料中的应用

涂料是涂装于物体表面并形成一层漆膜，赋予保护、美化或其他预期效果的化工材料。涂料用颜料一般要考虑颜料的分散性、光学性、流动性和各项牢度等。与印刷油墨相比，涂料用颜料以高性能有机颜料为主，对耐光、耐气候、耐热、耐化学品、遮盖力等有更高的要求。

高级涂料所需具备的性质主要包括：

①耐久性，耐光与耐气候牢度；

②高遮盖力或特定的透明度，高着色力与光泽度；

③在不同类型的展色料中具有良好的匹配性与易分散性能；

④耐化学物质、耐酸、碱性能；

⑤良好的储存稳定性，不发生分层或沉淀现象；

⑥耐热稳定性优良；

⑦某些领域限用或禁用含有害重金属的颜料。

在涂料工业，苯并咪唑酮有机颜料可用于整个油漆行业以制造各种各样的工业漆，来满足工业机械、农用机械及配件的着色要求。许多苯并咪唑酮颜料能满足汽车漆的应用要求，有些甚至能达到最高使用标准，被广泛用于制造汽车原始面漆、修补漆和金属漆。

由于具有较好的耐迁移性、耐溶剂性和再涂性，偶氮缩合颜料也常被用于制作油漆涂料，如调制建筑漆、乳胶漆等，还有部分品种用于调制汽车的原始面漆和修补漆。

（3）在塑料中的应用

合成塑料的发展，不仅对其着色剂的需求量逐年增加，而且根据着色对象的特性、着色工艺和加工条件，对着色剂的质量提出更高的要求，塑料用颜料既包括高性能有机颜料也包括经典有机颜料。高级塑料着色剂所需具备的性质包括：

①优良的耐热稳定性能；

②优异的耐迁移性能，不发生喷霜现象；

③与树脂具有良好的相溶性和易分散性能；

④户外使用塑料制品着色用的有机颜料更应具有优良的耐光、耐气候牢度；

⑤食品包装以及玩具用的着色塑料，严格限制其中的有害重金属的含量。

在塑料工业，苯并咪唑酮颜料因其相当好的热稳定性而被广泛使用。同时由于许多苯并咪唑酮颜料品种不会影响聚烯烃注塑制品的扭曲性，故可用于厚壁的、大型的、非对称的注塑制品。

在塑料工业，偶氮缩合颜料被用于聚氯乙烯和聚烯烃，由于其分子量大，故在基质中具有非常好的耐迁移性。偶氮缩合颜料的耐热性很好，既能满足软质聚氯乙烯又能满足硬质聚氯乙烯的要求，还常被用于合成纤维的原浆着色，如丙纶和腈纶的原浆着色等，制成的纺织品具有很好的应用性能。

（4）在橡胶中的应用

橡胶在加工过程中采用热轧机或混炼机，操作温度为100℃～110,℃而在硫化时温度可达140℃～200℃，因此要求颜料要有足够的耐热性和硫化时不变色。

热轧机和混炼机都是利用剪切力来分散颜料，分散效果不及研磨显著。为此要求颜料体质柔软，易于分散，此外橡胶着色用颜料还要求优良的耐光性能。

在橡胶工业，苯并咪唑酮颜料因其相当好的热稳定性而被广泛使用。

下游行业的发展不断推动有机颜料尤其是高性能有机颜料的需求。随着生活水平的日益提高，人们越来越在意生活的品质，愿意用更加安全环保、性能更好的产品去取代原先使用的产品，而高性能有机颜料正好以其优异的性能满足了客户的需求。