填料用氢氧化铝色度的研究＊

冉 霞 李太昌

（中国铝业中州分公司 河南 焦作 454174）

填料用氢氧化铝色度的研究＊

冉 霞 李太昌

（中国铝业中州分公司 河南 焦作 454174）

通过对影响填料用氢氧化铝色度的原因进行研究，得出金属杂质含量、氢氧化铝原料的粒度及分布是影响填料用氢氧化铝的白度和b值的重要因素。

填料 氢氧化铝 色度 金属杂质含量 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

色度是衡量填料用氢氧化铝产品质量的重要指标之一，其不但影响产品的质量和价格，还直接影响到用户所生产的产品质量，因此，用户对色度指标要求越来越高。色度包括非彩色系列的白度指标、彩色系列的明度、色调和饱和度指标。在这些指标中，白度和b值对填料用氢氧化铝产品的应用影响最大。

笔者针对填料用氢氧化铝生产和加工过程中色度的影响因素进行了分析研究，以便找到控制氢氧化铝白度及b值的有效方法，为用户提供优质的填料用氢氧化铝产品。

1 颜色空间［1］

图1 颜色空间

颜色通常用3个术语来描述：色调、明度和饱和度。色调是指颜色，如红、绿、黄、蓝；明度往往叫亮度（明与暗的比较或对比度）；饱和度指的是某种颜色的鲜亮程度。用数字描述颜色的三维方法叫做颜色空间。

检测颜色的三要素是：光源、样品和探测器。某种样品在不同的光源（即钨光、荧光、日光）下所表现出的颜色是不一样的。样品的颜色与光源的角度和观察的方向有关。这些条件表明，只有保持光源的角度和观察方向不变，才能精确地描述和比较样品的颜色。

HunterLab是测定样品颜色较常用的颜色空间法之一（见图1）。该方法用明度（L）描述白与黑的关系，色调坐标中，a轴表示绿（－）到红（＋），b轴表示蓝（－）到黄（＋）。中点（0，0，0）没有颜色，或者说无色。当a和b值增大且移出中点时，颜色饱和度增加。

2 氢氧化铝白度和b值的影响因素研究

2.1 氢氧化铝粒度及分布对其白度及b值的影响

众所周知，氢氧化铝的粒度及分布对其色度具有重要的影响［2］。我们经过特殊处理得到＋149μm、74～149μm、45～74μm、－20μm等不同粒度及分布的氢氧化铝粉体。样品用Mastersizer2000激光粒度仪测定该样品的粒度及分布；用SC－80C全自动色差计测定该样品的白度和L、a、b值。图2、图3、图4、图5分别为＋149μm、74～149μm、45～74μm、－20μm各粒级氢氧化铝数量与其样品的白度和b值的对应关系。

从图2、图3看出，随着样品中＋149μm、74～149 μm粒级氢氧化铝增多，其白度明显降低，b值略提高。从图4、图5看出，随着样品中45～74μm、－20μm粒级氢氧化铝颗粒增多，样品白度明显提高，b值降低。

图2 ＞149μm粒级氢氧化铝与其白度、b值关系

图3 74～149μm粒级氢氧化铝与其白度、b值关系

图4 45～74μm粒级氢氧化铝与其白度、b值关系

图5 ＜20μm粒级氢氧化铝与其白度、b值关系

2.2 氢氧化铝干燥条件对其白度和b值的影响

取分离洗涤后湿氢氧化铝，在试验室干燥箱中进行干燥试验。当干燥箱升到设定温度后，将湿氢氧化铝样品放入干燥箱，分别进行不同温度、不同时间的干燥试验，并测试干燥后氢氧化铝的水分，白度，L、a、b值。

2.2.1 干燥温度对氢氧化铝白度及b值的影响

图6为在相同干燥时间内进行的不同温度的脱水干燥试验结果。

图6 干燥温度与氢氧化铝白度、b值的关系

当干燥温度提高到135℃以上时，氢氧化铝开始产生结晶水脱除现象；当干燥温度提高到240℃以上时，氢氧化铝脱水加剧。由此看来，为了保证填料氢氧化铝产品质量，其干燥温度不能高于135℃。

从图6还可以看出，在相同的干燥条件下，随着干燥温度的升高，氢氧化铝白度升高，b值降低。在干燥温度小于135℃的条件下，随着干燥后氢氧化铝附水含量的降低，其白度升高，b值降低。

2.2.2 干燥时间对氢氧化铝白度及b值的影响

在干燥温度100℃、110℃、120℃、130℃的条件下，分别进行了不同时间的干燥试验。试验结果如图7、图8所示。

图7 干燥时间对氢氧化铝b值的影响

图8 干燥时间对氢氧化铝白度的影响

从图7、图8试验结果可以看出，在干燥时间为5～10min时，随着时间延长，干燥后产品白度明显升高、b值明显降低，继续延长干燥时间，其白度升高、b值降低幅度减小。

2.3 金属杂质含量对氢氧化铝白度及b值的影响

根据相关资料［2］介绍，在氢氧化铝产品中，尽管微量金属的数量很有限，但研究发现有如下趋势：增加钛和锰的含量时，会提高色度的性能（发射率和明度越高，红色和黄色降低），其他微量金属的存在几乎有损于氢氧化铝白度的提高。因此我们针对烧结法氧化铝生产氢氧化铝的产品中，其杂质主要是硅、铁、钠、钙等，分析了这些金属杂质的综合作用对氢氧化铝色度性能的影响。试验结果如图9所示。

图9 不同杂质含量的氢氧化铝与其白度、b值的关系

从图9所示的氢氧化铝白度、b值与其硅、铁、钠、钙等杂质总量的关系可看出，氢氧化铝中硅、铁、钠、钙等杂质含量提高，产品的b值升高，白度降低。

3 结论

1）填料用氢氧化铝的粒度及分布是影响其色度的重要因素之一。当增大45～75μm粒级并降低＋75粒级时，可提高氢氧化铝的白度、降低其b值。

2）金属杂质与氢氧化铝的白度、b值的相互关系比粒度与白度、b值之间的关系更加密切，是影响其色度的重要因素之一。降低氢氧化铝的金属杂质含量能够提高其白度，降低其b值。

3）氢氧化铝的干燥条件也是影响氢氧化铝色度的一个因素。随着氢氧化铝附水含量降低，其白度升高，b值降低。

1 荆其诚，焦书兰.色度学.北京：科学出版社，1991

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

3 俞康泰.现代陶瓷色釉料装饰技术手册.武汉：武汉工业大学出版社，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－），高级工程师；主要从事特种氧化铝生产的质量及技术管理。E－mail：rwwxia＠126.com