Учебное пособие: Лакокрасочные материалы
Пожароопасность и токсичность органических растворителей, присутствие которых в лакокрасочном материале необходимо только на стадии нанесения, делает использование материалов с такими растворителями крайне нерациональным. Лучший растворитель – вода. Но и у нее есть недостатки: с ней нельзя работать при температуре ниже 0°С и она не способна растворять большинство масляных красок и эмалей. Последний недостаток преодолим путем замены растворов полимеров на их водные дисперсии, в которых вода является не растворителем, а разбавителем.
Современные тенденции развития лакокрасочной промышленности связаны именно с разработкой материалов, не содержащих органических растворителей, например, водоразбавляемых или порошковых.
16.2 Пигменты и наполнители
Пигменты. Качество пигментов характеризуется комплексом технологических и эксплуатационных свойств.
Красящая способность пигмента – способность передавать свой цвет при смешивании с белым пигментом. Чем больше красящая способность, тем меньше требуется пигмента для получения окраски нужного тона, и он может быть частично заменен наполнителем.
Кроющая способность (укрывистость) – способность пигмента, перекрывать цвет подложки. Это свойство обусловлено рассеянием света частицами пигмента и зависит от разности показателей светопреломления пигмента (nпиг ) и пленкообразующего вещества (nпл ). Чем она больше, тем больше укрывистость пигмента. Поскольку у органических пленкообразующих (олиф, полимеров) n<1,5..1,6, то укрывистыми будут пигменты с n>1,6. Укрывистость зависит также от дисперсности пигмента. Она оценивается расходом пигмента (г) на 1 м2 окрашиваемой поверхности, необходимым для закрытия контрастной окраски этой поверхности.
Безвредность пигментов. Эта проблема связана с тем, что некоторые пигменты содержат ядовитые вещества: соединения свинца, хрома и других тяжелых металлов; это необходимо учитывать при окраске интерьеров.
Природные минеральные пигменты. Их получают механическим обогащением, помолом или отмучиванием окрашенных горных пород (главным образом, глин). Эти пигменты имеют приглушенную окраску, но свето- и атмосферостойкость их очень высока.
Охра (желтый цвет), сурик железный (кирпично-красный цвет), мумия (коричневато-красный), умбра (коричневый, после прокаливания – красно-коричневый), сиена (темно-желтый, после прокаливания – каштановый).
Черные пигменты – перекись марганца (МnО2 ) – марганцевая руда пиролюзит и графит – модификация чистого углерода – дают красивую гамму тонов от серебристо-серого до черного; исключительно термо-, химически- и атмосферостойкий пигмент.
Белый пигмент – мел (СаСО3 ) применяется как наполнитель в шпатлевках.
Искусственные неорганические пигменты получают химической обработкой минерального сырья. Свето- и атмосферостойкость их ниже, чем у природных.
Белила титановые (ТiO2 ) – диоксид титана самый распространенный белый пигмент высокого качества (n = 2,72; укрывистость – 15...25г/м2 ); свето- и атмосферостоек; применяется для всех видов красок.
Пигменты на основе оксидов железа: желтый, железоокисный, красный железокисный (редоксайд). Они отличаются высокой укрывистостью, атмосферо- и светостойкостью.
Свинцовые и цинковые пигменты: крон свинцовый (лимонный, желтый и оранжевый), крон цинковый (лимонный и желтый) и сурик свинцовый (оранжево-красный). Эти пигменты (кроме сурика) менее стойки, чем железоокисные, и ядовиты (в особенности свинцовые).
Железная лазурь (милори) – ферроцианид железа и калия – пигмент синего цвета, применяется в смеси с белыми и желтыми (для получения зеленого цвета) пигментами; не щелочестоек.
Ультрамарин – алюмосиликат натрия, содержащий серу; щелоче- и светостоек; в кислых средах обесцвечивается.
Кобальт синий – пигмент очень высокого качества; из-за высокой стоимости применяется редко, как краска для керамики.
Оксид хрома (Сr2 О3 ), оливково-зеленого цвета, обладающий высокой свето- и атмосферостойкостью. Его применяют в смеси с наполнителями; используется для приготовления всех видов красок и эмалей.
Медянка (основная уксуснокислая медь) – интенсивно окрашенный зеленый пигмент; применяется в смеси с титановыми белилами для получения светло-зеленых красок. Недопустимо смешение с пигментами, содержащими цинк или сернистые соли (например, цинковыми белилами и литопоном). Светостойкость медянки ниже, чем у оксида хрома.
Зеленые пигменты можно получить смешиванием синих пигментов с желтыми; например, зелень цинковую – смесь цинкового крона с лазурью, применяют в красках для деревянных поверхностей; из-за низкой щелочестойкости не рекомендуется для окраски бетонных и оштукатуренных поверхностей и полностью не пригодна для известковых и силикатных красок.
Для красок используют газовую сажу, имеющую минимальное количество примесей. Сажа абсолютно свето- и химически стойка. Кроме сажи, особенно для цветных штукатурок, применяется щелочестойкий пигмент железная черная (закись – окись железа – FeO•Fe2 O3 ).
Металлические пигменты - это тонкодисперсные металлические порошки (алюминиевая, бронзовая пудра) с защитным покрытием; используют для защитных окрасок металлоконструкций и как второй пигмент в красках типа – металлик. В водных красках не применяется.
Органические пигменты – это органические красители, переведенные в нерастворимую форму. От неорганических они отличаются большей интенсивностью окраски, разнообразием и чистотой тонов, но меньшей свето-, атмосферо- и химической стойкостью. Наибольшее распространение получили азопигменты, фталоцианиновые и полициклические пигменты.
Азопигменты имеют непрерывную гамму цветов от зеленовато-желтого до бордо. Они устойчивы к действию щелочей.
Фталоцианиновые пигменты имеют синий, голубой и зеленый цвета. Это одна из самых устойчивых к ультрафиолетовому излучению, нагреву и химическим воздействиям группа органических пигментов, используемых для строительных целей
Наполнители – минеральные порошки, нерастворимые в связующем, более дешевые и доступные вещества. Их используют для экономии дорогостоящих пигментов, а также для улучшения малярно-технических и эксплуатационных свойств покрытий. В большом количестве их используют в шпатлевках. В зависимости от способа получения различают наполнители: