64. Пигменты для красочных составов, их основные свойства. Наполнители для красочных составов

Пигментами называют тонко дисперсные цветные порошки, чаще минеральные, нерастворимые в пленкообразующих веществах или органических растворителях, но способные равномерно смешиваться с ними. От разновидности пигмента зависит цвет (колер) лакокрасочного покрытия, его долговечность, устойчивость против воздействия атмосферных факторов, агрессивных сред и повышенных температур. Благодаря способности избирательно отражать лучи дневного света, пигменты обладают различным цветом. Так, например, пигменты, почти полностью отражающие свет, кажутся белыми, и, напротив, пигменты, поглощающие световые лучи, придают красочному составу черный цвет. Пигменты бывают неорганические и органические, искусственные и природные. Для приготовления строительных красок используют, главным образом, неорганические пигменты вследствие их большей атмосферостойко-сти и химической стойкости.

Искусственные неорганические пигменты получают в результате сложных химических процессов. Такие пигменты состоят почти полностью из оксидов и солей металлов (белила, кроны, ультрамарин, лазурь малярная и др.). Природные пигменты, хотя и уступают искусственным по яркости и насыщенности колера, однако значительно дешевле. Их получают в результате переработки руд и глин, содержащих значительное количество примесей оксида железа (железный сурик, мумия, охра и др.).

Пигменты характеризуются химическим составом, дисперсностью, укрывистостью, плотностью, маслоемкостью, красящей способностью, светостойкостью, химической стойкостью, огнестойкостью и стойкостью против коррозии. Химический состав обусловливает цвет, коррозионную и химическую устойчивость, термостойкость, укрывистость — способность краски (приготовленной на олифе и пигменте) закрывать первоначальный цвет при равномерном нанесении на поверхность. Чем меньше слой краски, закрывающей первоначальный цвет окрашиваемой поверхности, тем выше укрывистость пигмента. Укрывистость характеризуется количеством пигмента в граммах на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Красящая способность (интенсивность цвета) — свойство пигмента передавать свой цвет в смеси с белыми, черными или синими пигментами. Маслоемкостъ — способность пигмента удерживать определенное количество масла. Она характеризуется количеством масла ( % по массе), которое необходимо добавить к пигменту для получения красочной пасты. Чем меньше масла (олифы) требует пигмент для получения красочной пасты, тем выше стойкость красочного покрытия и больше укрывистость пигмента. Дисперсность — тонкость помола частиц пигмента — оказывает значительное влияние на его укрывистость и красящую способность. Чем меньше частицы пигмента, тем выше его укрывистость и красящая способность. Однако размеры частиц пигмента не должны превышать толщину пленки красочного покрытия во избежание шероховатостей и неровностей. Наибольшая укрывистость пигмента достигается при измельчении его в пределах 0,2—10 мкм. Светостойкость — способность пигмента сохранять свой цвет под воздействием света. Эта способность пигментов имеет большое значение при выборе их для окраски наружных поверхностей конструкций и фасадов зданий и сооружений. Атмосферостой-костъ — способность пигмента, не изменяя цвета, противостоять воздействию атмосферных факторов: кислорода воздуха, сернистых и других газов, а также попеременному замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высыханию. Химическая стойкость — способность не изменять первоначального цвета под воздействием щелочей и кислот. Огнестойкость — способность не разрушаться и не изменять свой цвет от воздействия высоких температур. Антикоррозионная стойкость — способность пигмента в красочном составе предохранять от ржавления черные металлы. Некоторые пигменты обладают весьма высокими антикоррозионными свойствами (свинцовый и железный сурик, свинцовые белила и др.).

Выбор пигмента и красочного состава обусловливается главным образом назначением покрытия и стоимостью вещества. При выборе пигмента учитывается его безвредность для здоровья работающих. Если в химический состав входят соединения свинца (свинцовые белила, свинцовый сурик и др.), то они токсичны и требуют соблюдения правил охраны труда.

В целях экономии пигментов и придания краскам повышенной кислото- и огнестойкости в них вводят наполнители — тонкодисперсные неорганические вещества обычно белого цвета. В качестве наполнителей в красочных составах используют каолин, измельченный тальк, пылевидный кварц, асбестовую пыль и др.

Пигменты обычно группируют по цвету — белые, черные, красные и коричневые, желтые, синие и зеленые.

Белые пигменты могут быть искусственные и природные. Из искусственных белых пигментов, получаемых путем химической переработки минерального сырья, широко используют: цинковые, свинцовые, титановые белила и литопон (сернистые белила).

Цинковые белила — оксид цинка ZnO с небольшим количеством примесей—изготовляют из цинковых руд или металлического цинка. Содержание оксида цинка должно быть не менее 92%, плотность — 5,6 г/см3. Укрывистость цинковых белил в пределах 100—110 г/м2, они светостойки, не ядовиты. Их используют при приготовлении красок и эмалей, главным образом для внутренних покрасок.

Свинцовые белила по химическому составу представляют собой основную углекислую соль свинца 2РЬСОз • РЬ(ОН)2. Они укрыви-сты, атмосферостойки и применяются для наружных покрасок металлических конструкций. Однако вследствие значительной токсичности использование их в строительстве ограничено.

Титановые белила — по химическому составу диоксид титана ТЮг — изготовляют в виде тонкого порошка двух кристаллических модификаций. Они являются лучшими из существующих белил и по укрывистости превосходят все другие виды белых пигментов. Их укрывистость составляет 50—70 г/м2, плотность 4,24—3,84 г/см3. Они обладают высокой стойкостью к воздействию атмосферы, кислот, щелочей и повышенных температур. Вследствие нетоксичности их широко применяют при приготовлении красок, эмалей для наружных и внутренних отделочных работ.

Литопон (белила литопонные) по химическому составу представляет собой смесь сульфида цинка (ZnS) и сульфата бария (BaS04). Литопон выпускают в виде порошка и используют при приготовлении красок и эмалей для внутренней покраски. Поскольку на свету литопонные белила желтеют, их обычно применяют в смеси с голубыми пигментами. Укрывистость этих белил не более ПО г/м2, плотность — 4,1—4,3 г/см3.

Мел как пигмент и наполнитель используют для разбеливания цветных красочных веществ. Его применяют также для приготовления клеевых и силикатных красок. Для масляных красок его не используют, поскольку в смеси с олифой получаются пленки с желтым оттенком.

Известь воздушную применяют для побелки фасадов промышленных и гражданских зданий.

Черные пигменты — сажа газовая (малярная), нефтяная, перекись марганца^и тонкомолотый графит. Сажа малярная представляет собой тонкодисперсный порошок почти чистого углерода. Ее получают путем неполного сжигания различных углеродосодержащих веществ (нефти, природного газа, твердых органических веществ и Др.)- Сажа обладает высокой красящей способностью, укрывисто-стью и стойкостью к воздействию щелочей и кислот. Ее используют Для получения красочных составов черного колера. Плотность сажи—1,65—2,0 г/см3.

Перекись марганца (МпОг) в тонкодисперсном состоянии образует черный пигмент со значительной кроющей способностью. Этот пигмент получают из природной марганцевой руды и широко используют для красочных составов черного колера.

Графит (шунгит) — пигмент серовато-черного цвета; по химическому составу отличается высоким содержанием углерода (до 95%). Графит часто используют для приготовления масляных красочных веществ, обладающих стойкостью к действию кислот и высоких температур.

Красные и коричневые пигменты — мумия искусственная и природная, сурик железный, крон красный, сурик свинцовый и др.

Мумия искусственная — светостойкий пигмент красного цвета, изготовляемый путем прокаливания железного купороса совместно с породами, содержащими углекислый кальций (мел, известняк). Вследствие высокой красящей и,кроющей способности мумию искусственную широко применяют для всех видов покрытия по дереву и штукатурке. Мумия природная — тонкодисперсный порошок глины, окрашенный оксидом железа в красные тона. В зависимости от содержания ГегОз цвет мумии меняется от светлого до темно-коричневато-красного. Природную мумию, благодаря высокой светостойкости и малой стоимости, широко применяют для приготовления масляных и; клеевых красок.

Сурик свинцовый — оранжевый или красный порошок, получаемый путем прокаливания свинцового глета. Это — токсичный и весьма тяжелый пигмент (плотность 8,32—9,16 г/см3) по химическому составу представляет собой свинцовую соль ортосвинцовой кислоты (РЬз04). Свинцовый сурик применяют в антикоррозионных масляных красочных составах.

Крон красный отличается высокой светостойкостью и способностью предохранять стальные конструкции от коррозии. По химическому составу он представляет собой основной хромовокислый свинец (РЬ • СГ2О4 • РЬ(ОН)г). По внешнему виду этот пигмент оранжевого цвета.

Сурик железный — пигмент коричневого цвета, содержащий не менее 75% (по массе) ¥егОъ. Отличается высокой стойкостью к воздействию агрессивных факторов и широко применяется для покраски металлической кровли.

Редоксайд — красный железоокисный пигмент, отличающийся повышенной стойкостью к воздействию щелочной среды.

Желтые пигменты — кроны различных оттенков (от лимон-но-желтого до оранжево-красного) и охры.

Крон свинцовый — искусственный пигмент, получающийся в результате химического взаимодействия хромпика с солями свинца. По химическому составу он представляет собой хромовокислый свинец РЬ (Сг04). В зависимости от химического состава и технологии изготовления цвет его изменяется от светло-лимонного до темно-желтого. Благодаря высокой кроющей способности и антикоррозионной стойкости свинцовые кроны используют в лаковых и масляных красочных составах по металлу и дереву. Укрывистость крона от 40 до 190 г/м2, плотность составляет 6,12 г/см3.

Крон цинковый выпускают в виде порошка светло-желтого цвета. По химическому составу — смесь хромовокислого цинка и хромового ангидрида. Цинковый крон растворяется в щелочах, кислотах и частично в воде. Укрывистость его 120—170 г/м2, плотность — 3,46 г/см3.

Охры — природные пигменты желтого, коричневого и красного цветов. Их получают из глин, содержащих до 25% (по массе) БегОз. Цвет охры зависит от содержания оксидов железа. Укрывистость этих пигментов — 65—85 г/м2, плотность — 2,6—3,4 г/см3. Охры являются наиболее дешевыми пигментами и широко применяются для приготовления красок на основе различных связующих.

Синие пигменты — ультрамарин и лазурь малярная.

Ультрамарин — порошок синего цвета, по химическому составу представляет собой алюмосиликат натрия, содержащий серу в коллоидном состоянии. Его получают путем обжига композиций каолина с содой и серой или сернокислого натрия с углем. Химический состав ультрамарина можно выразить формулой (Na4AbSi3S2012). Наиболее широкое распространение получил синий ультрамарин, используемый для подцветки в масляных составах в целях устранения желтых оттенков.

Лазурь — искусственный пигмент в виде темно-синего порошка. По химическому составу — железная соль железисто-синеродистой кислоты (Fe4Fe(CN6)]3). Лазурь — светостойкий пигмент, однако разрушается под действием щелочей и поэтому не применяется для покрасок по штукатурке и цементным растворам.

Зеленые пигменты — оксид хрома, зелень цинковая, зелень свинцовая хромовая и др.

Оксид хрома СггОз с небольшим количеством примесей водора^ створимых солей — пигмент темно-зеленого цвета. Он устойчив к воздействию щелочей, кислот и повышенных температур. Получают путем нагревания смеси хромпика (К2СГ2О7) с каким-либо восстановителем, например древесным углем.

Зелень цинковая представляет собой смесь желтого цинкового хрома с малярной лазурью и наполнителем (BaS04). Она устойчива к действию щелочей, обладает атмосферостойкостью и антикоррозионными свойствами. Широко используется в масляных красочных составах по металлу и дереву.

Зелень свинцовая хромовая — механическая смесь желтого крона с лазурью и наполнителями. По основным свойствам этот пигмент сходен с желтым свинцовым кроном. Как и свинцовые кроны, зелень свинцовая хромовая обладает высокой укрывистостью, красящей способностью и антикоррозионными свойствами. Широко используют ее в масляных красочных составах, однако вследствие разрушения пигмента в щелочной среде она не пригодна для красочных составов по известковой штукатурке и цементным растворам.

Металлические порошки применяют в красочных составах главным образом для декоративной отделки по металлу. В качестве таких порошков используют алюминиевую пудру и пудру золотистую.

Пудра алюминиевая — чешуйчатый, тонкодисперсный порошок серебристого цвета. Благодаря способности хорошо отражать солнечные лучи, она широко используется для окраски различных емкостей, нагревание которых под воздействием солнца нежелательно. Алюминиевая пудра имеет укрывистость 10 г/м2, плотность 2,5—2,6 г/см3. Ее добавляют к лакам перед использованием.

Значительно реже применяют в строительстве органические пигменты вследствие меньшей (по сравнению с неорганическим) светостойкостью и химической стойкостью. В красочных составах обычно используют черные пигменты (нигрозин), синие (индантрен), красные (литолынарлах) и др.

Наполнители — нерастворимые минеральные вещества, в большинстве случаев имеющие белый цвет и добавляемые в красочные составы для экономии пигментов и для придания им особых свойств, например повышенной прочности, кислото-, огнестойкости и т. д. В качестве наполнителей для красочных составов применяют каолин, молотый тальк, пылевидный кварц, асбестовую пыль, слюду и другие измельченные материалы.