Пигменты и наполнители реферат

Обновлено: 05.07.2024

Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через несколько часов отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3
§ 1. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КРАСОЧНОГО СОСТАВА 4
1. Связующие (пленкообразующие) вещества 5
2. Пигменты 6
3. Растворители и разбавители 9
§ 2. ПОЛИМЕРНЫЕ КРАСОЧНЫЕ СОСТАВЫ 10
1. Полимерные краски 10
2. Полимерные эмульсионные (латексные) краски 11
3. Полимерцементные краски 18
§ 3. ЛАКИ И ЭМАЛЕВЫЕ КРАСКИ 18
1. Лаки 18
2. Эмалевые краски 19
3. Лакокрасочные защитные покрытия 19
4. Обмазки и замазки 21
§ 4. ОЛИФЫ И МАСЛЯНЫЕ КРАСКИ 22
1. Олифы 22
2. Масляные краски 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………24
Список литературы. 25

Работа содержит 1 файл

лакокрасочные материалы реферат.rtf

ВВЕДЕНИЕ 3

§ 1. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КРАСОЧНОГО СОСТАВА 4

1. Связующие (пленкообразующие) вещества 5

2. Пигменты 6

3. Растворители и разбавители 9

§ 2. ПОЛИМЕРНЫЕ КРАСОЧНЫЕ СОСТАВЫ 10

1. Полимерные краски 10

2. Полимерные эмульсионные (латексные) краски 11

3. Полимерцементные краски 18

§ 3. ЛАКИ И ЭМАЛЕВЫЕ КРАСКИ 18

1. Лаки 18

2. Эмалевые краски 19

3. Лакокрасочные защитные покрытия 19

4. Обмазки и замазки 21

§ 4. ОЛИФЫ И МАСЛЯНЫЕ КРАСКИ 22

1. Олифы 22

2. Масляные краски 23

Список литературы. 25

ВВЕДЕНИЕ

К лакокрасочным материалам относятся:

1) грунтовки и шпаклевки для подготовки поверхности к окраске; нанося их, получают однородные и ровные поверхности;

2) красочные составы (краски), применяемые в вязко-жидком или пастообразном виде, образующие покрытия нужного цвета;

3) связующие вещества и пигменты, из которых изготовляют красочные составы;

4) лаки, создающие пленку, отличающуюся блеском;

5) растворители и разжижители лаков и красок;

6) пластификаторы, отвердители полимерных красок и другие специальные добавки.

Лакокрасочные материалы применяют для архитектурной отделки фасадов зданий, они придают помещениям красивый вид, создают в них необходимые санитарно-гигиенические условия. Нередко лакокрасочные материалы помогают предохранить материал конструкции от разрушительных воздействий среды. Отделочный слой фасада здания первый встречает действие дождя, ветра, агрессивных газов, содержащихся в воздухе, изменения температуры среды. Придавая лакокрасочному покрытию водоотталкивающие свойства и эластичность, можно значительно увеличить срок безремонтной службы самой отделки, повысить долговечность конструкции и улучшить эксплуатационные качества зданий. Все шире применяют лакокрасочные материалы специального назначения. Одни из них являются химически стойкими, ими покрывают металлические и железобетонные конструкции для предохранения от коррозии, другие необходимы для защиты древесины (антисептические и огнезащитные краски для дерева).

Имеются жароупорные лаки, которыми окрашивают промышленное оборудование. Санитарно-техническое оборудование, металлические трубопроводы также нуждаются в защитной окраске.

Лакокрасочная промышленность выпускает в основном готовые материалы, перед их употреблением добавляют лишь растворители или разбавители. Сборные конструкции и детали должны поступать с заводов на строительство с полной готовностью, т. е. в окончательно отделанном виде. Для этого на заводах сборных строительных конструкций предусматривается конвейерная линия отделки элементов.

§ 1. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КРАСОЧНОГО СОСТАВА

В таблице 1 представлен состав красок и указаны назначения основных компонентов.

Наличие каждого из компонентов не обязательно во всех красках. Например, краски для глянцевых покрытий не содержат наполнителей, которые являются грубодисперсными неорганическими частицами. Последние используются в красках для матовых покрытий, например в автомобильной промышленности.

Таблица 1. Состав красок

Компоненты красок		Типичная функция
Раствор связующего (гомогенная фаза)

Пигмент (дисперсная фаза)

Растворитель или разбавитель

Добавки (могут относится как гомогенной, так и к дисперсной фазам)

Основной пигмент (тонкодисперсные частицы, органические или неорагнические)

Наполнитель (грубодисперсные частицы неорганической природы)

Обеспечивает возможность нанесения краски. Отсутствует в некоторых композициях, таких как порошковые краски и 100%-ные полимеризующиеся системы

Компоненты в незначительных количествах, разнообразные по природе и эффектам, например катализаторы, сиккативы, добавки, улучшающие розлив

Обеспечивает укрывистость, цвет и другие оптические или визуальные эффекты. Наиболее часто используется для эстетических целей. В грунтовках пигмент может обеспечивать противокоррозионные свойства

Имеет многочисленные функции, включая повышение укрывистости (в дополнение к основному пигменту); для облегчения шлифовки, например, поверхностей грунтовки

1. Связующие (пленкообразующие) вещества

Связующими веществами в красочных составах являются следующие материалы: полимеры -- в полимерных красках, лаках, эмалях; каучуки -- в каучуковых красках; производные целлюлозы -- в нитролаках; олифы -- в масляных красках; клеи (животный и казеиновый) -- в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества -- в цементных, известковых, силикатных красках.

Полимеры применяют в красках и лаках вместе с растворителем, а также в сочетании с олифой или цементом (полимерцементные красочные составы).

Применение синтетических полимеров значительно сократило расход растительных масел на приготовление строительных красок и дало возможность выпускать но

вые виды долговечных и экономичных красочных составов. Хотя некоторые полимерные краски и лаки еще дороги, все же стоимость окраски 1 м 2 поверхности полимерными составами, отнесенная к одному году эксплуатации, часто бывает ниже стоимости отделки другими строительными красками (известковыми и др.). Широкое применение полимерных лаков и эмалей привело к почти полному отказу от импорта дорогих природных смол (шеллака, копалла, даммара), ввозимых из Индии и других стран. Прежде основным сырьем лакокрасочной промышленности являлись природные смолы и растительные масла.

Связующее вещество -- главный компонент красочного состава, который определяет консистенцию краски, прочность, твердость и долговечность образующейся пленки. Связующее выбирают, учитывая и прочность его сцепления (адгезию) с основанием после затвердевания. Защитные свойства лакокрасочного покрытия по отношению к металлу, бетону или другому материалу зависят как от связующего, так и от примененного пигмента. Например, алюминиевый пигмент замедляет коррозию стали, в то время как малярная сажа ее ускоряет.

2. Пигменты

Органические пигменты -- это малярная сажа, графит и синтетические красящие вещества, обладающие высокой красящей способностью. К ним относятся пигменты: желтый и оранжевый светопрочные, алый, голубой.

Пигменты бывают природные (мел, охра, мумия, железный сурик, киноварь) и искусственные. К искусственным пигментам, получаемым путем химической переработки сырья, относят белила, кроны, ультрамарин, малярную лазурь и др.

Белые пигменты. К ним относятся белила, мел, известь, алюминиевая пудра.

Титановые белила представляют собой тонкий порошок диоксида титана TiO₂. Их считают лучшими из современных белил: они светостойки, обладают хорошей кроющей способностью, неядовиты. Применяют для изготовления масляных, эмалевых и других наружных и внутренних красок по металлу, дереву, штукатурке. Цинковые белила (в основном оксид цинка ZnO) светостойки, неядовиты. Однако, как и свинцовые белила, недостаточно стойки к действию щелочей.

Свинцовые белила -- белый порошок основного карбоната свинца 2РbСО₃*Pb(ОН)₂. Вследствие токсичности их применяют редко. Темнеют при действии сероводорода, сернистого газа и других сернистых соединений. Поэтому свинцовые белила нельзя, например, смешивать с ультрамарином. Литопоновые белила, состоящие из осажденных ZnS и BaSO₄, на свету желтеют. В связи с чем их применяют в смеси с голубым пигментом лишь для внутренних покрасок.

Мел широко используется как пигмент и наполнитель для разбеливания цветных пигментов. Чаще всего входит в состав клеевых окрасок помещений, силикатных красок, побелок потолков.

Воздушную известь применяют, главным образом, для побелки фасадов зданий.

Желтые пигменты -- кроны и охры. Цинковый крон (хромат цинка) применяют и основном для антикоррозионных окрасок металлических покрытий. Свинцовые кроны (на основе хромата и сульфата свинца) -- это пигменты, имеющие цвет от лимонною до оранжевого. Желтые кроны изменяют свой цвет под действием раствора щелочей (краснеют). Свинцовые кроны токсичны, работа с ними требует соблюдения требований охраны труда.

Охры, называемые иногда; земляными красками, состоят из гидроксида железа с примесью глины. Цвет охры может быть от светло-желтого и золотистого до темно-желтого в зависимости от содержания оксида железа и примесей. Прокаленная охра приобретает коричневый или красный цвет.

Коричневые пигменты. Эта группа пигментов включает умбру и ряд смешанных пигментов, получаемых из железного сурика и мумии. Умбра, как и охра, относится к числу земляных красок. Это тонкий порошок глины, окрашенный в природных условиях Fе₂Оз, МnО₂ и другими примесями в различные оттенки коричневого цвета.

Применение в лакокрасочных материалах белых пигментов и наполнителей. Получение диоксида титана и области его применения. Использование цинковых и свинцовых белил, способствующих улучшению технологических свойств красок и увеличению срока службы.

Рубрика	Химия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	28.07.2015
Размер файла	212,2 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Реферат на тему: Декоративно-защитные пигменты

1. Белые пигменты и наполнители

По масштабам производства и применения в лакокрасочных материалах белые пигменты занимают первое место, они составляют 65 70 % не только для изготовления пигментированных лакокрасочных материалов белого цвета, но и всех цветных (колерных) красок светлых (пастельных) тонов. Белые пигменты и наполнители входят в состав пигментных смесей в количестве 80 95 % (масс.) и по мере возрастания красящей способности цветных пигментов содержание базисного белого пигмента в колерных красках возрастает. Белые пигменты широко применяются также в производстве пластмасс, химических волокон, резины, бумаги, полиграфических красок, строительных материалов, керамики, неорганических глазурей и эмалей, косметических и других изделий.

Из большого числа неорганических веществ белого цвета в качестве пигментов нашли практическое применение лишь немногие технические продукты, отвечающие определенному комплексу физических, химических, технических, экономических и санитарно-технических требований. К ним относятся: диоксид титана (анатазной и рутильной формы), цинковые белила, литопон (смесь сульфида цинка и сульфата бария) и свинцовые белила. В табл 1 приведены важнейшие показатели белых пигментов.

Таблица 1 - Физико-технические свойства важнейших белых пигментов

Название и химический состав

Диоксид титана пигментный TiO₂

Цинковые белила ZnO

Плотность, кг/м 3

Насыпной объем V_нас10 3 , м 3 /кг

Размер частиц, мкм

оптимальный

Удельная поверхность, м 2 /г

Укрывистость, г/м 2

Разбеливающая способность, усл. ед.

Несмотря на более высокую стоимость диоксида титана, в расчете на конечный продукт -- готовое лакокрасочное покрытие, этот пигмент оказывается экономичнее других. Рутильная форма пигментного диоксида титана обеспечивает длительный срок службы покрытий в атмосферных условиях, в то время как анатазная форма диоксида титана, цинковые белила и литопон долговечны только в покрытиях, применяемых внутри помещений. Свинцовые белила дают особо стойкие покрытия, даже при эксплуатации их в морской воде, но они ядовиты, поэтому их производство и применение ограничены законом. Происходит планомерное изменение структуры вырабатываемых пигментов в пользу наиболее эффективного пигмента -- диоксида титана. Другие белые пигменты имеют целевое назначение и применяются весьма ограниченно: типографские белила (гидроксид алюминия), алюминат цинка, фосфат цинка, сульфопон, титанаты цинка, магния, бария и кальция, циркониевые, сурьмяные, висмутовые и другие белила. К перспективным белым пигментам относят: метаборат бария, боросиликат кальция и бария, молибдат кальция и цинка. По-видимому, в будущем керновые (оболочковые) белые пигменты заменят применяемые в настоящее время монолитные титановые и цинковые пигменты.

1.1 Диоксид титана

Диоксид титана (двуокись титана) TiO₂ полиморфен, он кристаллизуется в двухсингониях: брукит -- в ромбической, рутил и анатаз -- в тетрагональной, но последние различаются строением кристаллической решетки. В обоих случаях каждый атом титана находится в центре октаэдра и окружен 6 атомами кислорода. Пространственное же расположение октаэдров разное: в анатазе на каждый октаэдер приходится 4 общих ребра, в рутиле только два (рис. 1).

Рис. 1 Атомные модели диоксида титана рутильной (а) и анатазной (б) формы: атомы титана, атомы кислорода.

Элементарная ячейка анатаза состоит из четырех молекул, а рутила только из двух:

Благодаря более плотной упаковке ионов в кристаллах рутил превосходит анатаз по стабильности, плотности, твердости, показателю преломления, диэлектрической постоянной и обладает пониженной фотохимической активностью. При температуре 915°С анатаз переходит в рутил. Полностью этот процесс заканчивается при 950 °С, но полученный при этом рутил отличается высокой абразивностью и низкой дисперсностью. Поэтому раньше в качестве пигмента применялся только анатаз. В 1949 г. была найдена возможность управления кристаллизацией введением рутилизирующих добавок, а в последующем зародышей, что позволило снизить температуру перехода анатаза в рутил до 850 °С и получать первичные частицы размером 0,15 0,20 мкм округлой формы. Ионы Zn 2+ , Mg 2+ , Al 3+ , Sn 2+ являются стабилизаторами рутильной формы, ионы SO₄ 2 , РО₄ 3 -- анатазной. В присутствии даже малых количеств соединений фосфора переход анатаза в рутил становится невозможным. Рутилизирующие зародыши получают, обрабатывая гидратированный диоксид титана после пятой стадии промывки раствором едкого натра. При этом образуется тетратитанат натрия Na₂Ti₄O₃, который обрабатывают соляной кислотой, и пептизируют продукт гидролиза, предварительно освобожденный от ионов SO₄ 2 . Такие зародыши вводятся перед прокаливанием.

Рутил, прокаленный при температуре около 1000 °С и содержащий примеси Fe, Cr, Ni, Mn, проявляет свойство фототропии. При освещении он становится коричневым, в темноте вновь светлеет. Это объясняется окислением примесных металлов в высшие оксиды вследствие выделения кислорода при освещении ТiO₂ с деформированной решеткой.

Минимальное количество примесей, внедрение которых в кристаллическую решетку рутила вызывает изменение окраски, составляет (в г на 1 г ТiO₂): 310 5 Fe₂O₃ -- желтая окраска; 1,510 6 Сr₂O₃ -- коричневая: 310 5 МnO₂ -- серая: 710 5 V₂O₅ -- серо-голубая. Диоксид титана, особенно его гидраты, легко адсорбирует оксиды и гидроксиды железа, которые придают желтую окраску анатазу уже при содержании 0,009 %, рутилу 0.003 %.

Диоксид титана химически инертнен, нерастворим в слабых кислотам и щелочах и органических растворителях. Не ядовит, ПДК в воздухе рабочих зон 10 мг/м 3 Диоксид титана может применяться со всеми видами пленкообразователей и растворителей. Пригоден для водоэмульсионных, воднодисперсионных и порошковых красок. Пигментный диоксид титана широко используется для окрашивания в массе изделий из резины, пластмасс, линолеума, бумаги и химических волокон. Лакокрасочная промышленность потребляет 63 65 % всего вырабатываемого пигментного диоксида титана, промышленность пластмасс 12 %, бумажная промышленность 14 %. Помимо пигментного диоксида титана, содержащего 82 95 % (масс.) TiO₂, вырабатывается диоксид титана для твердых сплавов, стекол, керамики с более высоким содержанием TiО₂. Мировое производство пигментного диоксида титана в 1980 г. составило 2,1 млн. т, из них более 75 % рутильной формы.

Сырье, для получения диоксида титана. Для переработки в пигментный диоксид титана используются минералы: природный рутил, содержащий 92 95 % (масс.) TiO₂ и примесь Fe₂О₃, придающую ему красный цвет (рутил красный); ильменит FeOTiO₂ или измененный ильменит-- арканзит Fe₂О₃3TiO₂; титаномагнетиты, состоящие из зерен ильменита и магнетита и содержащие 8 12 % (масс.) TiO₂.

В чистом виде титансодержащие минералы встречаются редко. Для освобождения от примесей других минералов и пустой породы измельченные руды подвергают магнитному и другим видам обогащения и получают концентраты. Ниже приведен типовой химический состав титаномагнетитовых концентратов, % (масс.):

Наиболее ценным и перспективным сырьем являются титановые шлаки, получаемые при доменной и особенно электрометаллургической переработке титансодержащих руд и концентратов. Содержание ТiO₂ в злаках достигает 80 85 % в легко растворимой в серной кислоте форме.

1.2 Цинковые белила

Цинковые белила марок ЦБ 04 в зависимости от способа и режима получения представляют собой смесь частиц различной формы и размеров: игольчатые (длина более чем в 10 раз превышает ширину частиц) --2--20%; призматические (длина менее чем в 10 раз больше ширины) 70--90%; кубические (длина близка к ширине) 2--15%. Удельная поверхность S_уд колеблется от 2 до 30 м 2 /г.

Оксид цинка имеет амфотерный характер, он растворим как в кислотах, так и в щелочах, но нерастворим в воде. Сильнее проявляется его основной характер. При хранении во влажной атмосфере поглощает диоксид углерода и постепенно на поверхности частиц образуется слои основного карбоната цинка (ZnOH)₂CO₃, что ухудшает пигментные свойства оксида цинка и увеличивает содержание в нем водорастворимых солей. Со свободными жирными кислотами оксид цинка образует соли -- мыла. Цинковые мыла являются ПАВ, они способствуют смачиванию, диспергированию и структурированию красочных систем. С пленкообразующими веществами, имеющими высокие кислотные числа, цинковые белила не могут применяться, так как при большом содержании цинковых мыл происходит загустевание и даже необратимое затвердевание красок при хранении. Цинковые белила несовместимы и с поливинилацетатными дисперсиями, так как ионы цинка могут вызывать их коагуляцию.

Цинковые белила широко применяются для многих видов лакокрасочных материалов, предназначенных для покрытий, которые эксплуатируются внутри помещений. Большое количество (до 50%) высокодисперсных химически активных цинковых белил используется в резинотехнической промышленности.

Цинковые белила, вырабатываемые из чистого рафинированного цинка (ЦБ-0, ЦБ-1, ЦБ-2), малотоксичны; ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м 3

Различают прямые пирометаллургические способы производства оксида цинка из обоженных рудных концентратов или вторичного сырья, содержащих 30--60 % ZnO, косвенные способы -- из чистого цинка, а также гидрометаллургические способы -- из растворов солей цинка.

1.3 Литопон

Нормальным литопоном называется эквимолекулярная смесь пигмента -- сульфида цинка и наполнителя -- сульфата бария, полученная соосаждением из растворенных в воде солей:

BaS + ZnSO₄ > ZnS BaSO₄.

Высокопроцентный литопон содержит вдвое больше ZnS и может быть получен по реакции

2BaS + ZnSO₄ + ZnCl₂ > 2ZnS BaSO₄ + BaCl₂.

Литопон не светостоек, под воздействием солнечных лучей он при обретает серую окраску, которая очень медленно в темноте может исчезнуть. Потемнение наблюдается только в присутствии ZnO и влаги и объясняется протеканием на свету реакции:

2ZnO +ZnS > 3Zn + SO₂.

Выделившийся металлический цинк и придает пигменту серую окраску. С течением времени он может окислиться в ZnO белого цвета, и тогда серый оттенок пигмента исчезает. Присутствие в сырье кобальта снижает температуру прокаливания и уменьшает возможность образования ZnO. Для получения так называемого светостойкого литопона после прокаливания из него удаляют ZnO, растворяя его слабой (2%-ной) соляной или серной кислотой с последующей отмывкой. Поскольку эта операция удорожает продукт, она проводится не всегда.

Литопон нейтрален, в воде нерастворим, щелочи на него не действуют, неорганические кислоты могут разлагать ZnS с выделением H₂S. С жирными кислотами масел химически не взаимодействует. Прочность пленок, пигментированных литопоном, определяется свойствами самого пленкообразователя.

Литопон применяется для пигментирования лакокрасочных мате риалов на основе любых пленкообразователей; особенно пригоден он для воднодисперсионных красок, так как не вызывает коагуляции.

Из-за недостаточной свето- и атмосферостойкости покрытия, пигментированные литопоном, пригодны к эксплуатации только внутри помещений.

Литопон практически безвреден и находит применение в производстве клеенки, санитарных и бытовых изделий из резины.

1.4 Свинцовые белила

Свинцовые белила (основной карбонат свинца) имеют переменный состав: соотношение РbСО₃: Рb(ОН)₂ меняется от 3:2 до 5:2; наилучшие пигментные свойства соответствуют соотношению 2: 1, т. е. составу 2РbСО₃ Рb(ОН)₂.

Как средний, так и основной карбонаты свинца кристаллизуются одинаково в гексагональной системе. Однако средний карбонат свинца пигментными свойствами не обладает.

Основной карбонат свинца мало растворим в воде, сравнительно легко растворяется в кислотах и щелочах. Благодаря наличию основных групп реагирует с пленкообразователями, содержащими карбоксильные группы, что способствует структурированию пленкообразователя в покрытиях, повышению деформационно-прочностных, изолирующих и водоотталкивающих свойств покрытий. Свинцовые белила обладают невысокой укрывистостью, но высокой свето-, атмосферо- и водостойкостью. В случае масляных пленкообразователей основной карбонат свинца реагирует с жирными кислотами масел и образует на поверхности частиц нерастворимые мыла, которые не смачиваются водой (гидрофобны), поэтому покрытия обладают высоким глянцем и водоотталкивающим свойством. Свинцовые белила не пропускают коротковолновую часть солнечного спектра в толщу покрытия, предохраняют пленку от деструкции и сохраняют ее защитные и декоративные свойства в течение 10--15 лет даже в жестких условиях морского тропического климата. Свинцовые белила являются одним из самых эффективных противокоррозионных пигментов. Взаимодействуя с коррозионно-активными газами (Сl₂, SO₃, H₂S), они значительно замедляют процесс коррозии металла под лакокрасочным покрытием (от сероводорода покрытия темнеют вследствие образования черного сульфида свинца).

Свинцовые белила весьма токсичны и дороги. ПДК в воздухе рабочей зоны 0,01 мг/м 3 . Производство и применение свинцовых белил в СССР с 1930 г. ограничено специальным законом. Однако, поскольку нет равноценной по атмосферостойкости замены свинцовых белил, для окраски морских судов, мостов и других инженерных конструкций в ограниченном количестве выпуск свинцовых белил продолжают.

1.5 Белые наполнители

Наполнители являются активными компонентами пигментированных лакокрасочных материалов. Они оказывают положительное влияние на распределение частиц пигментов, структуру и реологические свойства красок, увеличивают твердость, атмосферостойкость покрытий. Наполнители вводят в краски и грунтовки в количестве 25--100% от массы пигментов. В шпатлевках, как правило, они применяются самостоятельно. В грунтовках и шпатлевках могут применяться и окрашенные наполнители, но основное значение имеют белые наполнители, не обладающие способностью селективно поглощать свет.

Природные минеральные пигменты — неорганические компоненты красок.

С древнейших времен и поныне пигменты для красок приготовляются из молотых природных яркоокрашенных минералов (главным образом для темперы в станковой живописи, а также для гуаши и масляных красок).

Синтетические пигменты и некоторые компоненты, не имеющие аналогов в природе, производятся промышленным путем по специальным технологиям.

Назначение и свойства пигментов

Пигменты и наполнители предназначены для придания малярным составам цвета, непрозрачности, улучшения механических свойств и долговечности в эксплуатации.

Пигментами называют цветные тонкоизмельченные минеральные или органические вещества, нерастворимые или малорастворимые в воде и органических растворителях; в качестве пигментов применяют также металлические порошки (пудры). Пигменты бывают природные и искусственные, минеральные и органические.

Каждый пигмент имеет свой цвет и обладает определенными свойствами. К числу общих свойств пигментов относят укрывистость, красящую способность, тонкость помола, светостойкость, огнестойкость, стойкость против химических воздействий, атмосферостойкость.

Укрывистость пигмента характеризуют расходом его на 1 м 2 окрашиваемой поверхности.
Красящая способность — это свойство пигмента передавать свой цвет в смеси его с белыми, черными и синими пигментами.
Тонкость помола пигмента оказывает сильное влияние как на укрывистость, так и на красящую способность. С увеличением тонкости помола возрастают укрывистость и красящая способность.
Светостойкость — способность пигмента сохранять свой цвет под действием света. Это свойство очень важно для наружных покрасок зданий и сооружений.
Стойкость против химических воздействий — способность некоторых пигментов сохранять свой цвет под действием щелочей и других реагентов.
Атмосферостойкость — способность пигментов сопротивляться совместному действию температуры, влаги, углекислоты и других агентов внешней среды. Сурик железный, например, обладает хорошей атмосферостойкостью.
Огнестойкость пигментов — способность выдерживать действия высоких температур без разрушения и изменения цвета. Органические пигменты лишены огнестойкости; минеральные пигменты по-разному реагируют на изменение температуры.
Антикоррозионная способность — способность в сочетании со связующими защитить металлы от коррозии. Например, железный сурик и свинцовые белила обладают антикоррозионными свойствами, а сажа, наоборот, способствует развитию коррозии.

Виды пигментов

Пигменты минеральные природные получают путем обогащения и измельчения на специальных установках природных материалов (руды, глины). Их используют для приготовления известковых и клеевых красок, шпаклевок и цветных строительных растворов. К этой группе пигментов относят: мел природный молотый белого, цвета; охру сухую желтого цвета (глина с содержанием более 15 % оксида железа); сурик железный (Fe₂0₃, FeO) коричнево-красного цвета, обладающий высокой свето- и антикоррозионной стойкостью; мумию естественную сухую (бокситную, светлую и темную), имеющую светло-коричнево-красный цвет; графит серый; глауконит зеленый и пероксид марганца черного цвета.

Пигменты искусственные минеральные получают путем химической переработки минерального сырья. Такими пигментами являются:

диоксид титана Ti0₂ белого цвета, получаемый из титановых руд;
белила цинковые, получаемые возгонкой металлического цинка с последующим окислением паров цинка; они обладают хорошей укрывистостью, светостойкостью, не ядовиты;
литопон белого цвета, представляющий собой смесь сернистого цинка и сернокислого бария; он недостаточно устойчив против действия атмосферы, применяют преимущественно для внутренних работ;
крон цинковый малярный сухой светло-желтого (лимонного) цвета, представляющий собой двойное соединение оксида хромитов цинка с хромовокислым калием или натрием; содержит небольшое количество основных сернокислых или хлористых солей цинка; применяют в масляных, клеевых и грунтовых красках по металлу;
сурик свинцовый красного цвета получают прокаливанием свинцового глета при температуре 450 °С; обладает стойкостью к действию щелочей, но растворяется в кислотах, хорошо защищает сталь от коррозии; применяют в масляных красках, антикоррозионных грунтовках по металлу и дереву;
ультрамарин синего цвета, обладающий средней свето- и щелочестойкостью; применяют в масляных красочных составах, в цветных растворах и известковых красках;
оксид хрома Сг₂0₃ зеленого цвета обладает стойкостью к действию кислот, щелочей, света и высоких температур; получают нагреванием измельченной смеси К₂О₂О₇ с каким-либо восстановителем (порошком древесного угля, серы); применяют во многих красках;
сажа газовая — продукт сжигания газов (ацетилена), является наиболее легким пигментом, имеет высокую кроющую и красящую способность, устойчива к действию кислот и щелочей.

Металлические порошки применяют наряду с минеральными искусственными пигментами: это алюминиевая пудра — тонкий порошок металлического алюминия — для наружной окраски металлических конструкций и для декоративной окраски; пудра золотистая — бронзовый порошок — для декоративной окраски по металлу.

Органические пигменты представляют собой синтетические красящие вещества органического происхождения, они обладают высокой красящей способностью и чистотой цвета. Органические пигменты нерастворимы или малорастворимы в воде и других растворителях.

К числу органических пигментов, применяемых в красках, можно отнести следующие: пигмент желтый, светопрочный лимонного цвета; оранжевый прочный, красный, алый, лак рубиновый, пигмент голубой фталоцианитовый, светло-синего цвета; пигмент зеленый фталоцианитовый и др. Органические пигменты используют для придания тона красочным композициям на различных связках. Однако щелочестойкость их сравнительно низкая, несколько ниже оказывается и светостойкость.

Виды и назначение наполнителей

В качестве наполнителей для приготовления растворов и выравнивающих составов используют каолин, молотый тальк, песок, пылевидный кварц, андезит, диабаз, асбестовую пыль, волокно и другие материалы.

Роль пигментов и наполнителей в ЛКМ

При введении в лаки пигментов и наполнителей получают пигментированные лакокрасочные материалы. Роль этих веществ в композициях очень важна.

С одной стороны, пигменты дают возможность получить все множество цветов и оттенков эмалей и красок. С другой стороны, многие пигменты для красок это химически активные вещества, способные участвовать в образовании пленки, делать ее прочнее, долговечнее.

Чрезвычайно важна роль пигментов и в повышении антикоррозионных свойств лакокрасочных материалов.

Наполнитель — это целевая добавка. Так, при введении в систему талька, частички которого имеют плоскую форму, материал не только упрочняется, но и повышается его атмосферостойкость.

Молотая слюда улучшает термостойкость, препятствует растрескиванию пленки при высоких температурах.

В зависимости от назначения материала состав пигментной части изменяется как качественно, так и количественно.

Виды пигментированных материалов

Существует несколько видов пигментированных материалов, это: грунтовки, шпатлевки (шпаклевки) и покрывные эмали, краски.

Этим термином обозначают группу материалов, представляющих собой суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в пленкообразующем веществе, образующих после высыхания непрозрачную однородную пленку.

Суспензия (взвесь) смесь веществ, из которых одно (твердое) распределено в виде мельчайших частичек в другом (жидкости) во взвешенном состоянии.

Грунтовки предназначаются для нанесения первого слоя покрытия, поэтому к ним предъявляются высокие требования. Они должны обеспечивать хорошее сцепление пленки (адгезию) с окрашиваемой поверхностью и с покрывными материалами, наносимыми по грунтовке (межслойная адгезия). Кроме того, грунтовки должны надежно защищать поверхность изделий и иметь высокую коррозионную стойкость. Для этого в состав грунтовки вводят специальные пигменты.

Существует несколько типов грунтовок:

Изолирующие грунтовки обеспечивают низкую проницаемость пленки, препятствуя проникновению влаги, агрессивных сред к окрашенной поверхности. Обычно в такие грунтовки добавляют железный сурик, цинковые белила (оксид цинка) и др.
Пассивирующие грунтовки содержат в составе пигменты, способные пассивировать металл. Это в первую очередь различные хроматы и фосфаты, при введении которых в грунтовку даже в небольших количествах на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка, предотвращающая коррозию.
Протекторные грунтовки содержат в своем составе до 90 % металлических пигментов (порошки цинка, сплав цинка с магнием, свинец). Защита металла протекторными грунтовками обусловлена тем, что при контакте с электролитом лакокрасочный материал, содержащий порошок цинка, цементируется продуктами коррозии цинка, образуя уплотненный слой пленки, который становится непроницаемым.
Фосфатирующие грунтовки применяются для фосфатирования поверхности изделий из черных и цветных металлов. Грунтовки облегчают пассивацию металла, фосфатируют его и способствуют значительному повышению адгезии пленки как к черным, так и к цветным металлам. Обычно эти грунтовки состоят из двух компонентов основы и кислотного разбавителя, содержащего ортофосфорную кислоту.
Грунтовки-преобразователи ржавчины наносят непосредственно на поверхность, с которой не удалены продукты коррозии (ржавчина, окалина). В состав грунтовок входит ортофосфорная кислота, которая превращает эти продукты в нерастворимые фосфаты железа. Эти грунтовки одновременно с преобразованием ржавчины создают на поверхности полимерную пленку, придающую коррозионную стойкость всему покрытию.

Грунтовки чрезвычайно важные материалы. К сожалению, часто пренебрегают рекомендациями и требованиями по окраске, когда в качестве первой окрасочной операции предлагается грунтование, а это приводит к снижению срока службы покрытия, ускорению коррозии подложки, необходимости более частой перекраски и в конечном счете к перерасходу более дорогих покрывных материалов, увеличению стоимости окрасочных работ.

Подсчитано, что при правильной окраске в общем количестве лакокрасочных материалов грунтовки должны составлять до 30%.

Следует отметить, что грунтовки не обладают высокими декоративными свойствами, поэтому практически не используются самостоятельно в качестве отделочных материалов.

Шпатлевки — высоконаполненные материалы, представляющие собой вязкую пастообразную массу, состоящую из смеси пигментов с наполнителями в пленкообразующем веществе.

Шпатлевки предназначены для заполнения неровностей и углублений, сглаживания окрашиваемой поверхности.

Как правило, шпатлевку наносят на предварительно загрунтованную поверхность, реже на металл. Для того чтобы шпатлевки хорошо просыхали по всей толщине, не давали усадки и легко шлифовались, содержание наполнителей в шпатлевке должно быть высоким.

В быту применяются алкидные (ошибочно называемые масляными), нитратцеллюлозные, эпоксидные и другие шпатлевки.

Для больших ремонтных работ наиболее удобны алкидные шпатлевки, обладающие хорошим комплексом свойств.

Для ремонта небольших повреждений, если требуется быстрое выполнение работы, применяются быстросохнущие нитрошпатлевки. Но надо учитывать, что они содержат большее количество растворителя и поэтому дают усадку. К числу безусадочных шпатлевок относятся эпоксидные и полиэфирные. Они хорошо известны автомобилистам. Это высококачественные шпатлевки, но дорогие. Кроме того, к их недостаткам можно отнести двухкомпонентность, что создает неудобства в работе, и ограниченную жизнеспособность после введения отвердителя.

Для строительных работ, выравнивания больших поверхностей сейчас выпускаются шпаклевки на основе водных дисперсий полимеров, однако для подготовки металлических поверхностей их можно использовать только после грунтования.

Эмали и краски предназначаются для получения верхних слоев покрытия, к которым предъявляются высокие и разнообразные требования по декоративности и стойкости к воздействию внешних факторов.

Краска — это суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в масле, олифе, эмульсии, латексе или другом пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную окрашенную однородную пленку. Ранее этот термин применялся преимущественно к композициям на основе высыхающих масел и олиф. Он сохранился применительно к лакокрасочным материалам строительного назначения (клеевые,вододисперсионные,силикатные и др.), материалам для неметаллических подложек (художественные краски, краски для кожи). Этот термин применяется и для порошковых составов (сухие краски, порошковые краски для металла).

Свойства красок, учитывая разнообразие применяемых пленкообразователей, весьма различны. Они применяются для защиты поверхностей и изделий, эксплуатируемых в самых разных условиях, однако в отличие от эмалей образуют покрытия с меньшей декоративностью.

По физико-механическим характеристикам пленок (твердости, эластичности) и защитным свойствам эмали превосходят масляные и вододисперсионные краски.

Эмали, содержащие, как правило, большое количество пленкообразователя (синтетического лака) и малое количество наполнителя, обладают повышенной декоративностью.

Очень часто различие между красками и змалями ошибочно сводят к блеску: эмали блестят, краски же матовые. Такая упрощенная трактовка терминов встречается, к сожалению, и в литературе по лакам и краскам для быта.

Ассортимент лаков синтетических пленкообразователей чрезвычайно разнообразен. Но число лаков, используемых для производства эмалей, учитывая их разнообразные сочетания для получения заданных свойств, во много раз больше.

В настоящее время пигменты и наполнители находят применение в различных сферах деятельности. Основными покупателями продукции являются предприятия, выпускающие на рынок строительные и лакокрасочные материалы, а также компании нефтяной, химической промышленности и металлургии.

Пигментаминазывают цветные тонкоизмельченные минеральные или органические вещества, нерастворимые или малорастворимые в воде и органических растворителях; в качестве пигментов применяют также металлические порошки (пудры). Пигменты бывают природные и искусственные, минеральные и органические. Каждый пигмент имеет свой цвет и обладает определенными свойствами.

К числу общих свойств пигментов относят укрывающую и красящую способность, тонкость помола, свето– и огнестойкость, стойкость против химических воздействий, атмосферостойкость.

Укрывающую способностьпигмента характеризуют его расходом на 1 м 2 окрашиваемой поверхности.

Красящая способность– это свойство пигмента передавать свой цвет в смеси его с белыми, черными и синими пигментами.

Тонкость помолапигмента оказывает сильное влияние как на укрывающую, так и на красящую способность. С увеличением тонкости помола укрывающая и красящая способности возрастают.

Светостойкость– способность пигмента сохранять свой цвет под действием света. Это свойство очень важно для наружных покрасок зданий и сооружений.

Стойкость против химических воздействий– свойство некоторых пигментов сохранять свой цвет под действием щелочей и других реагентов.

Атмосферостойкость– способность пигментов сопротивляться совместному действию температуры, влаги, углекислоты и других агентов внешней среды.

Огнестойкость пигментов– свойство выдерживать действия высоких температур без разрушения и изменения цвета. Органические пигменты лишены огнестойкости; минеральные пигменты по-разному реагируют на изменение температуры.

Антикоррозионная способность– способность в сочетании со связующими материалами защитить металлы от коррозии. Например, железный сурик и свинцовые белила обладают антикоррозионными свойствами, а сажа, наоборот, способствует развитию коррозии.

Минеральные природные пигменты получают путем обогащения и измельчения на специальных установках природных материалов (руды, глины). Их используют для приготовления известковых и клеевых красок, шпаклевок и цветных строительных растворов. К этой группе пигментов относят: природный молотый мел белого цвета, сухую охру желтого цвета (глина с содержанием более 15 % оксида железа), сурик железный (Fe ₂0 ₃, FeO) коричнево-красного цвета, обладающий высокой свето– и антикоррозионной стойкостью, мумию естественную сухую (бокситную, светлую и темную), имеющую светло-коричнево-красный цвет, серый графит; глауконит зеленый и пероксид марганца.

Искусственные минеральные пигменты получают путем химической переработки минерального сырья. Такими пигментами являются:

1) диоксид титана ТiO ₂белого цвета, добываемый из титановых руд;

2) цинковые белила, получаемые возгонкой металлического цинка с последующим окислением паров цинка; они обладают хорошей укрывающей способностью, светостойкостью, не ядовиты;

3) литопон белого цвета, представляющий собой смесь сернистого цинка и сернокислого бария; он недостаточно устойчив против действия атмосферы, этот пигмент применяют преимущественно для внутренних работ;

4) крон цинковый малярный сухой светло-желтого (лимонного) цвета, представляющий собой двойное соединение оксида хромитов цинка с хромовокислым калием или натрием; применяют этот пигмент в масляных, клеевых и грунтовых красках по металлу;

5) свинцовый сурик красного цвета получают прокаливанием свинцового глета при температуре 450 °C; он обладает стойкостью к действию щелочей, но растворяется в кислотах, хорошо защищает сталь от коррозии; применяют этот пигмент в масляных красках, антикоррозионных грунтовках по металлу и дереву;

6) ультрамарин синего цвета, обладающий средней свето– и щелочестойкостью; его применяют в масляных красочных составах, в цветных растворах и известковых красках;

7) оксид хрома Сr ₂0 ₃зеленого цвета обладает стойкостью к действию кислот, щелочей, света и высоких температур; его применяют во многих красках;

8) сажа газовая – продукт сжигания газов (ацетилена); является наиболее легким пигментом, имеет высокую укрывающую и красящую способность, устойчива к действию кислот и щелочей.

Металлические порошки применяют наряду с минеральными искусственными пигментами: это алюминиевая пудра – тонкий порошок металлического алюминия – для наружной окраски металлических конструкций и для декоративной окраски; пудра золотистая – бронзовый порошок – для декоративной окраски по металлу и др. пигменты.

Органические пигменты представляют собой синтетические красящие вещества органического происхождения, обладающие высокой красящей способностью и чистотой цвета. Они нерастворимы или малорастворимы в воде и других растворителях. К числу органических пигментов, применяемых в красках, относятся пигмент желтый светопрочный лимонного цвета, оранжевый прочный, красный, алый, лак рубиновый, пигмент голубой фталоцианитовый светло-синего цвета, пигмент зеленый фтало-цианитовый и др.

Органические пигменты используют для придания тона красочным композициям на различных, чем у других, связках. Однако щелочестойкость их сравнительно низкая, несколько ниже и светостойкость.

Наполнителяминазывают нерастворимые минеральные вещества, в большинстве случаев имеющие белый цвет и добавляемые в лакокрасочные материалы для экономии пигментов и для придания этим материалам особых свойств, например повышенной прочности, кислотостойкости, огнестойкости и т. д. В качестве наполнителей для приготовления растворов и выравнивающих составов используют каолин, молотый тальк, песок, пылевидный кварц, андезит, диабаз, асбестовую пыль, волокно и другие материалы.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Наполнители

Наполнители В качестве наполнителя настоятельно не рекомендуется использовать вату, ватин, а также различные лоскуты и обрезки ткани. Этими материалами практически невозможно набить изделие равномерно. Оно получается неровным, бугристым и к тому же очень тяжелым. Очень

СУБСТРАТЫ И НАПОЛНИТЕЛИ

СУБСТРАТЫ И НАПОЛНИТЕЛИ Каким требованиям должен отвечать материал, используемый в качестве субстрата? Это должно быть вещество со следующими свойствами:а) с довольно крупными частицами, которые не высыпались бы между рейками обрешетки или между ячейками

Читайте также: