Окрашивание пигментами
ПИГМЕНТЫ (от лат. pigmen turn-краска), высокодисперсные порошкообразные красящие в-ва, практически нерастворимые (в отличие от красителей) в воде, орг. р-рителях, пленкообразователях и др. окрашиваемых средах. Подразделяют на орг. и неорг., ахроматин., к к-рым относятся черные, белые (только неорг. пигменты) и нейтрально-серые, и хроматич. (пигменты всех др. цветов).
Характеристики пигментов
Применяют пигменты в основном для изготовления лакокрасочных материалов (напр., эмалей, красок, в т. ч. полиграфич. и художественных), а также для крашения в массе пластмасс, резин, РТИ, синтетич. волокон, пленок, бумаги, искусств, кожи, строит, материалов, силикатных глазурей (только неорг. пигменты), косметич. препаратов и др. (см., напр., Крашение пластических масс, Крашение резино-технических изделий, Крашение бумаги, Крашение кожи).
Пигменты полидисперсны; гранулометрии, (дисперсионный) состав их оказывает большое влияние на оптич. и технико-эко-номич. характеристики. Определяющее значение имеет размер первичных частиц-кристаллов пигментов, возникающих и растущих в ходе его синтезами образующихся из них прочных агрегатов и агломератов.
Для каждого пигмента существует свой оптически оптимальный размер частиц (лежит в пределах 0,2-1,0 мкм), при к-ром основные оптич. св-ва - рассеяние, поглощение я отражение света (избирательное для хроматич. пигментов)-максимальны; поэтому расход такого пигмента для окраски минимален. Практически размер агрегатов пигментов составляет 0,2-40 мкм. Усредненным показателем дисперсности пигментов служит уд. пов-сть (Sуд), к-рая лежит в пределах 0,1-70 м2/г.
Свойства пов-сти частиц пигментов (свободная энергия, кол-во и сила активных центров кислотного и основного характера, изоэлектрич. точка, кол-во дефектов кристаллич. решетки-вакансий, дислокаций) определяют размеры и прочность агрегатов, адсорбционное взаимод. с окрашиваемой средой (величину и св-ва адсорбционно-сольватных межфазных слоев). Поверхностные св-ва пигментов регулируют технологией произ-ва, дополнит. обработкой и модифицированием пов-сти с помощью ПАВ.
Введение пигментов в окрашиваемые материалы (пигментиро-вание) сочетают с дезагрегацией, т.е. с разрушением больших рыхлых агломераторов и прочных агрегатов пигментов на более мелкие частицы, в пределе до первичных, и равномерным распределением их в объеме с образованием устойчивой микрогетерогенной системы.
Этот процесс диспер-гирования успешно осуществляется только в условиях:
- полного смачивания пов-сти пигментов компонентами окрашиваемой среды;
- наличия адсорбционного взаимод. с окружающей средой, содержащей ПАВ-диспергаторы, в присут. к-рых облегчаются и углубляются мех. разрушения агрегатов под действием сдвиговых усилий в смешивающих и перетирающих машинах;
- формирования межфазных адсорбционно-сольватных слоев достаточной толщины для стабилизации дисперсий пигментов от повторного сближения частиц, коагуляции и флокуляции.
Диспергирование проводят в р-рах или расплавах оли-гомеров или полимеров при определенных реологич. характеристиках окрашиваемых смесей, используя соответствующие машины, смесители и диспергаторы.
Для сохранения дисперсности пигментов от необратимой коагуляции и фазового срастания частиц при сушке используют водные пасты пигментов после их промывки и фильтрации для изготовления водоразбавляемых красок, окраски бумажной массы, строит. и др. материалов. Для пигментирования безводных материалов с помощью ПАВ отделяют воду и, смешивая и диспергируя, переводят пигменты в орг. среду (чаще всего в полимеры, а также в нелетучие р-рители, пластификаторы, олигомеры), получая т. наз. фляшинг-пасты, применяемые для диспергирования в пигментируемых материалах.
В целях улучшения пигментных, технол. и экологич. Cв-в, устранения слеживания и пыления, облегчения диспергирования пигменты переводят в т. наз. выпускные формы: легкодиспергируемые порошки, пасты (концентраты в связую-щих-носителях-чаще в олигомерах и полимерах), твердые частицы (стружки-чипсы), микрокапсулы, гранулы и таблетки. Выпускные формы не универсальны и применимы только для соответствующих их специфике материалов.
Неорганические пигменты
Неорганические пигменты помимо цвета придают пигментированным материалам непрозрачность и защищают полимеры от фотодеструкции. Твердые частицы неорг. пигментов, особенно игольчатой и чешуйчатой форм, структурируют и армируют лакокрасочные покрытия, увеличивая их прочность, твердость, водо- и атмосферостойкость. Многие неорг. пигменты химически защищают металлы от коррозии (их используют для изготовления грунтовок).
Органические пигменты
Органические пигменты имеют лишь декоративное значение. От неорг. пигментов они отличаются более широкой цветовой гаммой, более высокой чистотой и яркостью тона, очень высокой красящей способностью, но меньшей устойчивостью к воздействию орг. р-рителей, меньшей миграционно-, свето- и атмосферо-стойкостью.
Таблица. Неорганические пигменты.
| Цвет | Декоративно-защитные | Противокоррозионные | Целевого назначения* |
|---|---|---|---|
| Белые | Диоксид титана TiO2 (рутил, анатаз) Цинковые белила (оксид цинка) ZnO Литопон ZnS·BaSO4 | Свинцовые белила 2PbCO3·Pb(OH)2 Фосфат цинка Zn3 (PO4)2·nН2О | Типографские белила Al(OH)3; Al2O3 Светящийся сульфид цинка ZnS Алюминат цинка (светотехн.) ZnAl2O4 Титанаты Mg, Al, Zn(T) Борат бария BaB2O4·nН2О (Б) |
| Черные | Техн. углерод (сажи, черни) С Смешанный оксид железа (II, III) Fe3O4 | — | Титанаты Fe3+ , Cu2+ , Со2+ (T, X) |
| Серые | Алюминиевая пудра Al | Цинковая пыль Zn Свинцовый порошок Pb + PbO Железная слюдка Fe2O3 | |
| Желтые | Свинцовый крон лимонный 2PbCrO4·PbSO4 Свинцовый крон желтый 13PbCrO4·PbSO4 Цинковый крон малярный 3ZnCrO4·Zn(OH)2·K2CrO4·2H2O Желтый железооксидный FeO(OH) Природная и синтетич. охра FeO(OH)+Al2O3·2SiO2·2H2O | Стронциевый крон SrCrO4 Цианамид свинца PbCN2 Цинковый крон грунтовочный ZnCrO4·4Zn(OH)2 Силикохромат свинца 3PbO·PbCrO4 + + PbO·SiO2 Барнево-калиевый крон BaK2(CrO4)2 | Титанаты Ni2 + , Fe2+ (T,X) Кадмопон (CdS)3·BaSO4 (T, X) Сульфид кадмия CdS (T, X) |
| Красные | Железооксидные природные (сурик, мумия) и синтетические Fe2O3 Свинцово-молибдатный крон 7PbCrO4·PbSO4·PbMoO4 | Свинцовые сурик Pb3O4 Феррит цинка ZnFe2O4 Феррит кальция CaFe2O4 | Оксид меди (I) CuO (Б) Сульфид-селенид кадмия CdS·nCdSe (X) |
| Оранжевые | — | Свинцовый крон PbCrO4·PbO | — |
| Синие | Железная лазурь Fe4[Fe(CN)6]3·K4Fe(CN)6·nH2O Ультрамарин 2[Na2O·Al2O3·3SiO2]·Na2S4 | Алюминат кобальта CoO·Al2O3 (T,X) | |
| Зеленые | Оксид хрома Cr2O3 Изумрудная зелень Cr2O3 ·nН2О Зелени смешанные (желтые + синие) | Фосфат хрома CrPO4·nH2O | Титанат хрома CrTiO3 (T,X) Хромит кобальта CoO·Cr2O3 (T, X) Оксиды смешанные CoO·nZnO (T, X) |
Статьи по теме
Состав охры
Готовят 100 мл 1М раствора железного купороса и 100 мл раствора, содержащего 7,5 г гашеной извести. Оба раствора сливают при перемешивании и дают жидкости отстояться.
Голубые пигменты
Многие соли металлов, так же как и оксиды, являются пигментами художественных красок. Карбонат и сульфат кальция в виде мела, толченого известняка и гипса обычно используются для изготовления основы живописи — грунта.
Основные пигменты
Название элемента хрома происходит от греческого слова «хром», что означает «цвет», «краска». Оксид хрома - лишь одно из ярко окрашенных соединений элемента № 24.
Умбра натуральная
Умбра — минеральный коричневый пигмент из глины, окрашенной о́кислами железа и марганца. По составу натуральная умбра близка к охре, от которой отличается высоким содержанием марганца (от 6 до 16 % в пересчёте на оксид марганца).
Антикоррозионные средства
Антикоррозионные пигменты классифицируются на: цинковые крона, алюминий три-полифосфаты и слюдянистую окись железа.
Карбонат кальция
Кальция карбонат представляет собой твердые белые кристаллы без запаха и вкуса нерастворимые в воде, этаноле и легко растворимые в кислотах с выделением углекислого газа. Это неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция.
Железоокисные пигменты
Железоокисные пигменты представляют собой оксиды железа, которые встречаются в природе в минералах. Они являются основным компонентом красных глин и обеспечивают красно-коричневую окраску горных пород.
Белый пигмент
Диоксид титана – вещество белого цвета, с температурой плавления 1870 °С, не растворим в воде и кислотах. При нагревании окрашивается в желтый цвет, исчезающий после охлаждения.