Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

Classification of pigments
The various pigments are categorised by chemical class and colour. First, there are the groups 
of inorganic and organic pigments. Figure 2.4 shows remission curves for typical pigments as a 
function of the wavelength of visible light.
2.1.2.2 Inorganic pigments
White inorganic pigments consist of colourless solid substances of high refractive index. Col-
oured inorganic pigments consist of oxides and salts of heavy metals, the most important being 
mixed oxides. The substances absorb fractions of visible light by electron transfer to unfilled
d-shells (e.g. chromiumIII oxide), charge transfer to different oxidation states (e.g. ironII,III 
oxide), absorption of free radicals (e.g. ultramarines), or transfer from metal ions to the basic 
crystal structure (e.g. cadmium sulphide, nickel titanium yellow). Basically, inorganic pigments 
cause more light scattering than organic pigments. With inorganic pigments, it is difficult 
to generate fine particles and narrow particle distributions. Typical inorganic pigments are 
described in Chapter 3.6.3.4.
2.1.2.3 Organic pigments
Organic pigments consist of fine particles of solid crystalline substances composed of relatively 
large organic molecules. The latter are made up of extended aromatic ring systems (conjugated 
double-bond systems). Additionally, they contain hetero atoms whose electron shells interact with 
the aromatic double bonds. Most of the molecules have some condensed aromatic rings which 
may be connected by diazo, azo, keto or imino groups. Substituents may be halogens, sulpho, 
hydroxyl, nitro and carboxyl groups. The colour effect stems from absorption of a fraction of vis-
ible light by mesomeric resonance of double-bond systems together with the electron shells of 
hetero atoms.
Choosing large molecules to achieve a greater mesomeric reaction confers an additional advan-
tage. Such molecules are less soluble and relatively stable to migration. These are important 
properties for pigments for topcoats and effect coatings which have to be resistant to migration, 
solvents, chemicals, and weathering. Optimum organic pigments have particle sizes half the wave-
length of visible light. The colour effect stems mainly from absorption and not light scattering. 
Some typical organic pigments are described in Chapter 3.6.3.5.
Composition of paints

---

24