ПИГМЕНТЫ И НАПОЛНИТЕЛИ

• Пигмент в переводе с латинского переводится как «краска». Он представляет собой вещество мельчайшего помола, которое обладает красящей способностью. Данное вещество отличается от обычных красителей, которые добавляются практически во все виды современной продукции тем что оно не растворяется в воде. Также оно не растворяется в веществах, которые образуют пленку на поверхности отдельных видов материалов.

•Наряду с пигментами для наполнения применяют наполнители. Наполнители значительно дешевле большинства пигментов, поэтому их вводят для удешевления композиции.

•Наполнители могут оказывать активное воздействие на свойства ЛКМ и ЛКП. Например, они могут придавать краскам тиксотропные свойства, повысить

агрегативную и кинетическую устойчивость системы, улучшить розлив, повысить механическую прочность и защитные свойства покрытий.

• Наиболее распространены следующие наполнители: барит (тяжелый шпат) ВаSO4, каолин Аl2О3 · 2SiO2 · 2Н2O, тальк ЗМgO · 4SiO2 · Н2О, мел СаСО3, доломит СаСО3 · МgСО3.

•В последние годы в производстве эмалей применяют микронизированные наполнители: микробарит, микротальк, микрокальцит и микродоломит. Особое место занимает аэросил (искусственный кремнезем — чистый SiO2), применяющийся как

загуститель лаков и красок.

• У всех пигментов имеются свои особенности и характеристики. Они обладают уникальными свойствами, которые проявляются в:

•Физических параметрах. Все вещества, относящиеся к разряду пигментов, состоят из большого количества кристалликов небольших размеров. Они достаточно плотные и твердые. У каждого пигмента имеется свой оттенок. Формы и размеры частиц являются различными. В зависимости от этого параметра есть крупнодисперсные и мелкодисперсные вещества. У пигментов низкие показатели растворимости.

•Химических параметрах. Все пигменты обладают высоким уровнем устойчивости к воде и различным химическим веществам. Они практически в них не растворяются.

•Физико-химических параметрах. Пигменты обладают разными уровнями смачиваемости. Они имеют различную степень адсорбации.

•Технологических параметрах. У пигментов имеется разная степень интенсивности цвета. Не все они способны вступать в реакцию с другими видами реагентов

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ КЛАССИФИЦИРУЮТСЯ:

• а) по цвету – ахроматические (белые, черные, серые) и хроматические (цветные) пигменты;

• б) по химическому составу

• - элементы – технический углерод, алюминиевая пудра, цинковая пыль;

• - оксиды – диоксид титана, оксид цинка, железооксидные пигменты;

• - соли – карбонаты (свинцовые белила), хроматы (свинцовые и цинковые кроны), сульфиды (литопон, кадмиевые пигменты), фосфаты (фосфаты кобальта, фосфат цинка), комплексные соли (железная лазурь), алюмосиликаты (ультрамарин) и др.;

• в) по способу получения – природные, прокалочные и осаждённые;

• г) по назначению – декоративные, защитно-декоративные и целевого назначения.

• Органические пигменты обладают только декоративными свойствами и классифицируются по цветам и классам органических соединений.

• Дисперсность (размер частиц), обычно выражается как средний диаметр (размер) преобладающих частиц. Для неорганических пигментов находится в пределах 0,01-5мкм, а для органических 0,01- 1мкм.

• Белые пигменты Диоксид титана – ТiO2 Цинковые белила — ZnO Литопон—ZnS+ВаS04 (смесь, содержащая около 30% ZnS) Свинцовые белила — 2РbСО3 • Рb(ОН)2

• Желтые пигменты

Крон свинцовый желтый — РbСrO4

Крон свинцовый лимонный и других светлых тонов—РbСrO4 • nРbSO4 Хромат цинка и калия — К2СrO4 • 3ZnСrO4 • Zn(ОН)2 • 2Н2O

Крон стронциевый — SrСrO4 Кадмий золотисто-желтый—СdS

Пигмент железооксидный желтый—FeО(ОН) Охра — алюмосиликат железа

• Красные и коричневые пигменты

Крон свинцовый оранжевый — РbСrO4 • РbО Сурик свинцовый — Рb3O4 Кадмий красный и оранжевый — СdS • nCdSe

Пигмент железооксидный красный — Fe2О3 (95-98 %) Мумия светлая — 25-30 % Fe2О3, темная — 35-70 % Fe2О3 Сурик железный — Fe2О3 (75-87 %)

• Синие пигменты

Ультрамарин — (Na2О • Аl2О3 • mSiO2)xNa2Sn

• Зеленые пигменты

Оксид хрома (III) —СrО3 Изумрудная зелень—Сr2О3 • nН2О

Медянка — Сu(СН3СОО)2 • nСu(ОН)2 • mН2О

• Черные пигменты

Углерод технический (сажа) (88-99,9 % углерода)

РАСТВОРИТЕЛИ И РАЗБАВИТЕЛИ

• Растворители и разбавители — летучие органические жидкости, применяемые для растворения пленкообразующих веществ, а также для разбавления лакокрасочных материалов до рабочей вязкости перед нанесением на окрашиваемую поверхность. В процессе изготовления и применения лакокрасочных материалов (получения покрытий) растворители улетучиваются, образуя, как правило, токсичные пары. Поэтому в производственных помещениях должны быть приняты меры по технике безопасности: приточно-вытяжная вентиляция, герметизация технологических процессов во избежание превышения допустимых концентраций паров растворителей в воздухе.

•Различают следующие группы растворителей, применяемых в лакокрасочной промышленности: алифатические углеводороды (гексан,

гептан); ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол); скипидар; спирты (этиловый и бутиловый); кетоны (ацетон, метилэтилкетон, циклогенсанон); эфиры простые и сложные (этилцеллозольв, этилацетат, бутилацетат); хлорзамещенные углеводороды (хлорбензол, дихлорэтан) и смеси алифатических и ароматических углеводородов (уайт-спирит, бензин, сольвент). Кроме того, существует широкий ассортимент составных промышленных растворителей в виде различных смесей (645, 646, 647, Р-4, Р-5, Р-14, РЭ и другие марки).

• Пластификаторы — органические продукты, придающие лакокрасочным пленкам (покрытиям) необходимую эластичность, повышенную стойкость к действию света, теплоты или холода. К пластификаторам предъявляют следующие требования: низкая летучесть, бесцветность, отсутствие запаха, хорошая совместимость со

смолами, коллоксилином и растворителями, нейтральность.

В производстве лаков и эмалей чаще всего применяют дибутилфталат, диоктилфталат, трикрезилфосфат, совол и касторовое масло.

• Сиккативы — соединения некоторых металлов в виде сухих оксидов или органических солей в органических растворителях, преимущественно в уайт- спирите.

Сиккативы служат катализаторами, ускоряющими процесс высыхания олиф, лаков, эмалей, красок, грунтовок и шпатлевок. Наиболее употребительные сиккативы — свинцовые, марганцевые и кобальтовые и менее распространенные — цинковые, железные и др. В зависимости от природы органической кислоты сиккативы подразделяют на нафтенаты— соли нафтеновых кислот, линолеаты — соли жирных кислот льняного масла, резинаты — соли смоляных кислот (в основном абиетиновой кислоты канифоли), таллаты — соли жирных кислот таллового масла.

По технологии изготовления различают плавленые сиккативы, получаемые нагреванием (сплавлением) масла или смолы с оксидами или солями металлов, и осажденные сиккативы, получаемые химическим взаимодействием водных растворов металлических солей с мылами, т. е. с натриевыми солями жирных, абиетиновых и

нафтеновых кислот.

• Для получения ЛКМ могут быть использованы различные виды пленкообразующих систем, в том числе растворы в органических растворителях, водные дисперсии,

органодисперсии и 100%-ные пленкообразующие системы.

• Растворы пленкообразующих в органических растворителях.

При растворении полимеров и олигомеров в органических растворителях образуются термодинамически равновесные однофазные системы с молекулярной дисперсностью компонентов (истинные растворы). Содержание растворителей в них может изменяться в широких пределах (от 10% до 90% масс.).

Достоинства. Они могут быть легко приготовлены из подавляющего большинства пленкообразующих веществ, причем технология их изготовления очень проста. Такие системы, как правило, имеют очень хорошую способность растекаться по поверхности, что обусловлено низким поверхностным натяжением органических растворителей. Органические растворители в процессе формирования покрытия довольно легко улетучиваются из пленки, поскольку теплота их парообразования невысока.

Недостатки. Прежде всего они пожароопасны и токсичны из-за наличия в их составе летучих органических жидкостей. Кроме того, при применении этих материалов в процессе отверждения покрытий происходят безвозвратные потери растворителей, которые часто составляют 50-60% и даже более от массы лакокрасочного материала.

Выбор растворителей для пленкообразующих систем проводится с учетом растворяющей способности органических жидкостей, технологических свойств ЛКМ, экономических факторов, а также требований техники безопасности и экологии.

• Полимерные органодисперсии.

Полимерными органодисперсиями называют двухфазные пленкообразующие системы, в которых дискретной (дисперсной) фазой являются полимерные частицы коллоидных размеров, а непрерывной фазой (дисперсной средой) – органические жидкости.

Пленкообразующие системы органодисперсного типа в последнее время получили распространение в связи с более широким использованием лакокрасочной промышленности высокомолекулярных синтетических полимеров, плохо растворимых в органических растворителях. Основное достоинство органодисперсий на основе этих полимеров в сравнении с системами растворного типа – сравнительно низкая вязкость (менее 0,05 Па*с) при относительно высоком содержании основного вещества (50- 60%), которая не зависит от величины молекулярной массы полимера.

В виде органодисперсий в качестве ЛКМ позволило значительно расширить возможные пути использования отдельных видов полимеров (особенно плохо растворимых в органических растворителях) в лакокрасочной промышленности, а в большинстве случаев также заменить дорогостоящие и токсичные растворители на более дешевые и менее вредные, значительно сократить количество вредных выбросов в атмосферу и улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

Органодисперсии получают двумя способами. По первому, наиболее широко распространенному, органодисперсии получают диспергированием в органических жидкостях тонких порошков полимеров. Другим способом, является дисперсионная полимеризация в органической фазе, выполняющей в дальнейшем роль разбавителя в органодисперсии.

• Водные дисперсии полимеров.

Под водными дисперсиями полимеров подразумевают полимерные дисперсии, в которых обязательным компонентом дисперсионной среды является вода. Использование водных полимерных дисперсий в качестве пленкообразующих систем позволяет в значительной мере решить проблемы окружающей среды, санитарно-гигиенических условий труда, а также существенно снизить стоимость ЛКМ. В то же время ассортимент пленкообразующих, которые могут быть использованы в виде водных дисперсий, значительно шире, чем для водных растворов.

Различают водные дисперсии лиофобные, лиофильные и переходного типа (водные лиофобные дисперсии часто называют гидрофобными, а лиофильные – гидрофилными). Для отнесения водных дисперсий к тому или иному типу используется величина межфазного поверхностного натяжения. В качестве пленкообразующих систем в основном используются водные дисперсии лиофобного и лиофильного типов.

• 100% -ные пленкообразующие системы.

Одно из самых перспективных направлений развития ЛК промышленности – создание 100%-ных пленкообразующих систем. Их применение дает возможность полностью исключить вредные выбросы в атмосферу, что является, по существу, решением важной экологической проблемы – охрана окружающей среды. В то же время они весьма экономичны из-за отсутствия в их составе органических растворителей, безвозвратно теряющихся в процессе пленкообразования.

При применении таких систем становится возможным получать однослойные покрытия толщиной до 200 мкм с высокими защитными и декоративными свойствами.

В настоящее время находят применение 100%-ные пленкообразующие системы трех типов:

- полимерные порошки; - жидкие олигомеры или их растворы в реакционноспособных

мономерах (системы без растворителей); - активные мономеры, образующие полимер на подложке.