Пигменты

Пигменты представляют собой тонкие цветные порош­ки, нерастворимые в связующем веществе и раствори­теле. От них зависит не только цвет, но и долговечность лакокрасочного покрытия. Подобно заполнителю в строительных растворах и бетонах, пигмент уменьшает усадоч­ные деформации пленки при ее твердении («высыхании») и при колебаниях влажности окружающей среды. Искус­ственные пигменты с большой красящей способностью разбавляют белым тонкодисперсным наполнителем, что удешевляет красочный состав. Наполнители: мел, моло­тый известняк или гипс, порошки сернокислого бария или талька, не снижающие атмосферостойкости покрытия. Неорганические пигменты состоят из оксидов и солей ме­таллов различного цвета. Красочные составы, выпускаемые заводами, а также приготовляемые на месте строи­тельных работ, содержат чаще всего неорганические 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.

Алюминиевый пигмент имеет пластинчатую форму частиц, благодаря которой получают красочное покры­тие, имеющее «панцирное» строение. Алюминиевая мас­ляная окраска металлических конструкций предохраняет их от коррозии, поскольку образующаяся пленка водостойка, практически непроницаема для ультрафиолетовых лучей и долговечна.

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.

Зеленые пигменты — оксид хрома, цинковая зелень и другие смешанные пигменты. Оксид хрома Сг₂О₃ обла­дает многими достоинствами: устойчив к действию ще­лочей, кислот и повышенных температур; для получения зеленовато-синих оттенков добавляют ультрамарин. Цин­ковую зелень получают смешением кронов с малярной лазурью и наполнителем (BaSO₄); она устойчива к дейст­вию щелочей.

Синие пигменты: ультрамарин и лазурь малярная. Ультрамарин получают сплавлением каолина с содой и серой (или Na₂SO₄ и углем). Наибольшее распространение нашел синий ультрамарин, служащий пигментом в строительных красках, применяемый также для окраски бумаги и в быту («синька» используется для подсинива­ния белья, льна). Состав ультрамарина приближенно вы­ражается формулой Na₄Al₃Si₃S₂O₁₂. Хотя он стоек к воде, мылу и слабым щелочам, кислоты обесцвечивают ультра­марин, разлагая его с выделением сероводорода и крем­невой кислоты. Малярная лазурь представляет собой интенсивно-синюю соль трехвалентного железа состава Fе₄[Fе(СN)₆]₃ В воде и кислотах лазурь практически нерастворима, но щелочи ее разлагают с выделением

Fe(OH)₃. Поэтому при нанесении на бетон или свежую штукатурку эта краска теряет свой синий цвет.

Красные пигменты. Из этой группы пигментов наибо­лее известны: железный сурик — тонкий порошок оксида железа кирпично-красного цвета, искусственная мумия — пигмент, имеющий различные оттенки в зависимости от соотношения составных частей Fe₂O₃ и CaSO₄, природная мумия — тонкий минеральный порошок, окрашенный в естественных условиях оксидами железа в красный цвет, свинцовый сурик — порошок красно-оранжевого цвета, содержащий в основном PbO*Pb₂O₃. Редоксайд — крас­ный железооксидный пигмент, стойкий к щелочной среде.

Черные и серые пигменты — малярная сажа, диоксид марганца, тонкомолотый графит. Малярная сажа — поро­шок почти чистого углерода. Пигменты, содержащие уг­лерод в свободном состоянии (к ним относится сажа), образуют с железом гальваническую пару, ускоряющую коррозию стали. Диоксид марганца МnО₂ (пиролюзит), получаемый из марганцевой руды, свето- и щелочестойкий, сравнительно дешевый пигмент. Графит содержит 70—95 % углерода, в измельченном виде применяется как серый пигмент.

Основные свойства пигментов. Дисперсность пигмен­та влияет на все его основные свойства. Чем мельче ча­стицы пигмента, тем выше его укрывистость и красящая способность (до достижения оптимальной степени дисперсности). Полифракционный состав пигмента позволя­ет получить плотное красочное покрытие при минимальном расходе связующего вещества. Укрывистость характеризует расход красочного состава (по массе) на единицу окрашиваемой поверхности. Красящая способ­ность — это свойство пигмента передавать свой цвет бе­лому пигменту.

Маслоемкость характеризуется количеством (в г) оли­фы, необходимым для превращения 100 г пигмента в па­стообразное состояние. Светостойкость — свойство со­хранять свой цвет при действии ультрафиолетовых лучей. Большинство природных пигментов (охра, железный су­рик и др.) светостойки. Литопоновые белила желтеют на свету, некоторые органические пигменты обесцвечивают­ся. Атмосферостойкость — свойство длительное время противостоять воздействию атмосферных факторов: во­ды, кислорода воздуха, сернистых и других газов, попе

ременному увлажнению и высыханию, нагреванию и ох­лаждению.

Антикоррозионные свойства характеризуют способ­ность пигмента (в сочетании с соответствующим связую­щим) образовать покрытие, защищающее сталь от коррозии (анодная защита). При окраске стальных конструкций следует использовать антикоррозионные пигменты. К числу таких пигментов относятся, например, алюминиевая пудра, цинковые белила, цинковые и свинцовые кроны, свинцовый и железный сурик. Алюминии в ряду напряжений металлов занимает место выше железа. При образовании гальванической пары алюминии становится анодом, стремится перейти в состояние ионов, а железо является катодом и не подвергается изменению; образующаяся пленка гидроксида алюминия защищает поверхность стальной конструкции. Другие из перечислен­ных пигментов, например свинцовый сурик, дают в смеси с маслом олифы нерастворимые соли жирных кислот, тоже предохраняющие металл от коррозии.

Химическая стойкость к действию щелочей и кислот. Ряд пигментов изменяет свой цвет или обесцвечивается при соприкосновении с щелочными растворами. Напри­мер, малярная лазурь в щелочной среде обесцвечивается, свинцовый железный крон краснеет. Подобные пигменты не применяют для изготовления красочных составов, наносимых на поверхность свежею бетона или цементно-известковой штукатурки. Щелочестойкими являются поч­ти все природные пигменты (охры, мумия, умбра, пере­кись марганца), а также многие искусственные пигменты (титановые белила, оксид хрома, органические пигмен­ты: алый и оранжевый). Для изготовления специальных кислотостойких красок применяют только кислотостойкие пигменты (графит, титановые белила, оксид хрома). Пиг­менты, содержащие соединения свинца (свинцовые бели­ла, свинцовые крон и сурик), токсичны и при их приме­нении необходимо соблюдать установленные правила ох­раны труда.