Регулирование свойств поверхности пигментов.

Свойства поверхности пигментов могут быть направленно изменены с помощью ее специальной обработки, называемой модифицированием. Этот процесс может быть адсорбционным и химическим.

Адсорбционное модифицирование проводится органическими и неорганическими веществами. В качестве органических веществ используют обычно поверхностно-активные вещества (ПАВ), Они наносятся на пигменты с целью органофилизации их поверхности для улучшения диспергируемостн в пленкообразующих веществах. При этом также повышается устойчивость пигментной дисперсии. Адсорбционное модифицирование проводится за счет адсорбции анионоактивных ПАВ на пигментах с основным характером поверхности и катионоактивных ПАВ на пигментах с кислотным характером поверхности. Неоднородность поверхности пигментов обусловливает необходимость ком­плексной модификации.

Выбор ПАВ зависит от того, в каком пленкообразующем веществе будет использован пигмент. Универсальная совместимость пигмента с любым видом пленкообразующего практически не может быть достигнута.

Химическое модифицирование пигментов достигается проведением на поверхности химических реакций (дегидратации, этерификации, алкилирования, алкоксилирования и др.) Эти процессы отличаются от хемосорбции выделением побочных продуктов реакции. Наиболее широко для химического модифициро­вания используются кремнийорганические соединения. Например, для модифицирования TiO₂ используются хлорсиланы.

Модифицирование пигментов неорганическими добавками про­водят с целью улучшения цвета, повышения светостойкости, ин­тенсивности и других свойств. Этот процесс приводит, как прави­ло, к гидрофилизации поверхности и, следовательно, к ухудше­нию совместимости с пленкообразующими веществами. Поэтому модифицирование неорганическими веществами обязательно со­провождается модифицированием органическими веществами. Например, диоксид титана обрабатывают соединениями Zn, A1 и Si, а затем ПАВ.

Особым видом модифицированных пигментов являются пиг­менты, заключенные в полимерную оболочку (микрокапсулированные пигменты), легко совмещающиеся с пленкообразовате-лями.

Атмосферная и коррозионная стойкость

Лакокрасочные материалы применяют для окраски самых раз­нообразных машин, изделий, оборудования и сооружений, эксплуатируемых в различных климатических условиях. Естественно, что такие покрытия должны обладать атмосферостойкостью, т. е. стойкостью к воздействию комплекса таких факторов, как солнечная радиация, температура, влажность и т. п. Пигмент, входящий в состав лакокрасочного покрытия, оказывает активное влияние на его атмосферостойкость. Например, пигмент, входящий в состав атмосферостойкого покрытия, должен быть светостойким и относительно термостойким.

Лакокрасочные покрытия являются наиболее распространенным средством для защиты металлов от коррозии. В большинстве случаев основную антикоррозионную функцию в покрытиях выполняют пигменты. По влиянию на коррозионные процессы пигменты делятся на ингибиторы (антикоррозионные), нейтральные и стимуляторы. Покрытия, содержащие антикоррозионные пигменты, защищают металл от коррозии даже при их повреждении; содержащие нейтральные пигменты таким свойством не обладают, а покрытия, содержащие пигменты-стимуляторы, при повреждении могут интенсифицировать процесс коррозии.

Различают два основных вида коррозионных процессов: химический и электрохимический.

При химической коррозии металл непосредственно взаимодействует с коррозионными агентами: газами или неэлектролитами. Доступ этих веществ к поверхности металла значительно затрудняется пигментированием покрытия. Некоторые пигменты к тому же способны адсорбировать и химически свя­зывать коррозионно-активные газы, чем еще в большей степени затрудняют доступ их к металлу и, следовательно, значительно снижают скорость коррозионных процессов.

Наиболее частым видом коррозии является электрохимическая, которая протекает в среде электролита. Электрохимический процесс в отличие от химического основан на протекании анодной реакции, при которой атомы металла окисляются с по­следующей гидратацией ионов металла, и катодной реакции вос­становления ионов водорода. Скорость электродных реакций и определяет скорость коррозии. Пигменты, входящие в состав ан­тикоррозионного покрытия, либо изменяют кинетику электрод­ных реакций, либо подавляют ее.

Присутствие электролита может быть обусловлено наличием в пигменте водорастворимых примесей. По этой причине, как уже отмечалось, количество водорастворимых примесей в пигменте должно быть минимальным.

Пигменты могут в значительной степени влиять на электрод­ные процессы, т. е. на скорость электрохимической коррозии. Если, например, пигмент обладает окислительными или основ­ными свойствами (оксиды свинца, хроматы свинца, цинка, ка­лия-бария), он является пассиватором коррозии. Такой пигмент способствует повышению потенциала окрашиваемого металла (приближению его к потенциалам благородных металлов), умень­шению анодного тока и саморастворению металла.

Оценка атмосферостойкости и коррозионной стойкости пигментов производится, как правило, в комплексе с оценкой этих свойств лакокрасочных покрытий в целом. Так, атмосферостойкость покрытий испытывается либо в естественных условиях на специальных станциях, либо ускоренными лабораторными методами, имитирующими в той или иной мере натурные климати­ческие условия. При оценке атмосферостойкости покрытия учитывается и состояние пигмента (цвет) после испытаний.

Влияние пигментов на защитные (антикоррозионные) свойства лакокрасочного покрытия можно оценить по изменению величины электродных потенциалов поверхности окрашенного металла. Оценить влияние пигментов можно также при определении состояния лакокрасочного покрытия после комплекса специальных испытаний (определение пористости, паропроницаемости, влагопоглощения, солепроницаемости и др.).