Все о пигментах от А до Я: свойства, применение и добавки

Красящие пигменты

Сегодня лакокрасочная продукция является достаточно распространенной. Она предназначена не только для нанесения декоративного слоя на различные виды поверхностей, но и для защиты отдельных видов материалов от появления ржавчины или коррозии. Все лакокрасочные изделия представлены большой цветовой палитрой. Цвета краски приобретают благодаря определенным веществам, которые называются пигментами.

Характеристика пигментов

Пигмент в переводе с латинского переводится как «краска». Он представляет собой вещество мельчайшего помола, которое обладает красящей способностью. Данное вещество отличается от обычных красителей, которые добавляются практически во все виды современной продукции тем что оно не растворяется в воде. Также оно не растворяется в веществах, которые образуют пленку на поверхности отдельных видов материалов.

Существует несколько видов пигментов:

  • Природные минеральные. Они являются неорганическими окрашивающими веществами.
  • Биологические. Такие пигменты получили название биохромы. Они представляют собой природные красители, которые находятся в составе живых организмов.

В современном мире пигменты встречаются достаточно часто. Они представлены различными веществами, которые придают лакокрасочному изделию тот или иной оттенок. В некоторых случаях для получения того или иного оттенка краски производители лакокрасочных изделий смешивают разные пигменты.

В мире имеется большое количество представителей мира пигментации. В зависимости от того, в каких пропорциях они будут использованы, получатся разные цвета. Сегодня используются следующие вещества, которые относятся к разряду пигментов:

  • Диоксид титан, свинцовые белила, литопон, оксид цинка. Данные элементы являются источниками белого цвета. Однако сегодня вместо свинцовых белил в основном применяются титановые белила. Они не дают желтоватого подтона, которым обладают их предшественники.
  • Технический углерод, сажа, черные железоксидные эдлементы являются источниками черного оттенка.
  • Существует также ряд неорганических пигментов, которые дают цветные оттенки: охра является источником желтого цвета; железный сурик, свинцовый сурик и железокосидный пигменты являются представителями красного цвета; ультрамарин; диоксид хрома.
  • Органические пигменты представлены следующими веществами: азопигменты, фталоциониновые пигменты и многие другие.
  • Вещества, придающие металлический блеск, представлены главным образом всем известной серебрянкой.

Свойства пигментов

У всех пигментов имеются свои особенности и характеристики. Они обладают уникальными свойствами, которые проявляются в:

  • Физических параметрах. Все вещества, относящиеся к разряду пигментов, состоят из большого количества кристалликов небольших размеров. Они достаточно плотные и твердые. У каждого пигмента имеется свой оттенок. Формы и размеры частиц являются различными. В зависимости от этого параметра есть крупнодисперсные и мелкодисперсные вещества. У пигментов низкие показатели растворимости.
  • Химических параметрах. Все пигменты обладают высоким уровнем устойчивости к воде и различным химическим веществам. Они практически в них не растворяются.
  • Физико-химических параметрах. Пигменты обладают разными уровнями смачиваемости. Они имеют различную степень адсорбации.
  • Технологических параметрах. У пигментов имеется разная степень интенсивности цвета. Не все они способны вступать в реакцию с другими видами реагентов в системе.

Применение пигментов

Пигменты нашли широкое распространение в лакокрасочной промышленности. Они используются для того, чтобы так или иная краска приобрела необходимый оттенок. В зависимости от их использования краска может стать более интенсивной по оттенку и плотной.

Внимание: Лакокрасочное изделие получается будет обладать боде плотным покрытием, если показатель преломления пигмента будет выше, чем показатель преломления вещества, образующего пленку.

Добавление пигментов в лакокрасочную продукцию играет важную роль в производстве разного рода красок. Благодаря ним они приобретают определенные свойства, которые заключаются в устойчивости к образованию коррозии, устойчивости к условиям окружающей среды. Вместе с пигментами для придания определенных характеристик лакокрасочным материалам добавляются различные наполнители.

Сегодня пигменты применяются не только в лакокрасочной промышленности, но и в косметической. Они предоставляют возможность получать тени, помады и многие другие косметические средства насыщенных оттенков, с которыми можно создавать макияжи и выражать свою индивидуальность.

Статьи по теме

Синтез цвета

Процесс получения различных цветов с помощью нескольких основных (первичных) излучений или красок называется цветовым синтезом. Существует два принципиально различных метода цветового синтеза: аддитивный и субтрактивный синтезы.

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).

Биоцидные средства

Биоциды – вещества, действие которых направлено против живых организмов.

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.

Пигменты

Назначение.

Основное назначение пигментов – окрашивание материала, в который они введены. Обычно это бесцветная или белая глазурь, но окрашивать можно и ангобы, и керамические массы.

На основе пигментов можно самостоятельно приготовить подглазурные краски, краски высокого огня, надглазурные краски, для этого необходим флюс на соответствующую температуру.

В группу ПИГМЕНТЫ здесь включены также грануляты – зернистые окрашенные порошки для получения эффекта крапчатости глазури или черепка, а также подглазурные пастели – пигменты, отформованные с добавками глинистых компонентов в виде стержней.

ВЫБОР ДЛЯ КРУЖКОВ И СТУДИЙ. Пигменты предназначены для получения цветных составов сознательными действиями, предполагающими опыт работы и понимание материала. В связи с этим пигменты может использовать преподаватель, но не учащиеся.

Основные характеристики.

ХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА – перечисление основных существенных элементов пигмента. Например, циркон-ванадиевый бирюзовый имеет химическую систему Zr-Si-V.

И 17/800, и № 38, и ВК-2 дадут в глазури примерно один и тот же бирюзовый цвет, так как принадлежат к одной системе Zr-Si-V.

Где бы не был произведен этот пигмент, он будет иметь примерно тот же цветовой тон, максимальную температуру использования, интенсивность, особенности поведения в тех или иных глазурях. Химсистема позволяет разговаривать технологам любой страны на одном языке, без использования фирменных номеров типа “краска № 38”, “ВК-2”, “17/800” (указаны циркон-ванадиевые пигменты разных фабрик). Пигменты принципиально новой химсистемы по статистике появляются 1 раз в 40 лет.

МАКСИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА – температура, выше которой пигмент легко растворится в глазури, потеряв свой собственный цвет. Понятие “минимальная температура” для пигментов не используется. В чистом виде, в отсутствии агрессивного расплава глазури, пигменты обычно выдерживают существенно более высокие температуры.

СРЕДА. Цвет некоторых пигментов сильно зависит от среды обжига – окислительной или восстановительной. Большая часть пигментов предназначена для окислительной среды, есть пигменты, которые не чувствуют окислительно-восстановительного потенциала газовой среды.

ИНТЕНСИВНОСТЬ. Кобальтовые и кобальт-хромовые пигменты имеют высокую интенсивность, розовые, красные, пинки – низкую. Характерные концентрации, необходимые для получения глазурей максимально насыщенного цвета, указаны в описании каждого пигмента.

РЕКОМЕНДУЕМЫЙ СОСТАВ ГЛАЗУРИ. Эта информация имеет значение, если пигментом окрашивают глазури.

Ярко-малиновый пигмент 16/713 п в глазури S-0108 меняет свой цвет до неузнаваемости! (показана кракле-глазурь S-0108-03, 1060C)

При высоких температурах пигмент частично растворяется в глазури (по меньшей мере – наиболее мелкодисперсная часть пигмента). Обычно получающийся раствор имеет цвет, отличающийся от цвета пигмента. В итоге наблюдаемый после обжига цвет является суммой цвета пигмента и цвета раствора пигмента в глазури. Для минимальной растворимости необходимы благоприятные (для каждого пигмента – свои) составы глазури. Часто бывает достаточно исключить из состава глазури один из компонентов, чтобы получить чистый насыщенный цвет. О том, какой цвет получается при растворении в глазури оксидов металлов, можно прочитать в описании солей и оксидов.

Фон тарелки выполнен глазурью S-0126-03, имеющей правильный состав для пигмента 16/713 п. Яркий цвет сохраняется до 1230С.

ЦВЕТ. Как ни странно, эту характеристику мы поставили на последнее место. Если пигмент введен в нужную глазурь в нужной концентрации и обожжен в правильных условиях, цвет полученного покрытия автоматически получится правильным.

Особенности технологии.

–ВВЕДЕНИЕ В ГЛАЗУРИ. 1-ый способ – совместный помол. Все количество пигмента добавляют в мельницу вместе с глазурной шихтой и проводят стандартный помол (10-30 часов). Этим достигается максимальная однородность глазури. Для большей яркости предпочтительно загружать пигмент в мельницу за 0,5-1 час до окончания помола.

Шаровая мельница 150 литров.

Во 2-ом способе пигмент смалывают в течение 0,5-1 часа в уже смолотой глазури, при этом используют весь требуемый объем или часть объема глазури. В этом случае достигается хорошее перемешивание, более крупные частички, если они присутствуют в порошке пигмента, практически полностью измельчаются. Пример. Для приготовления 25 л желтой глазури необходимо ввести в глазурь 2 кг пигмента 10/125 п. Для этого от 25 л неокрашенной глазури отбирают 2 л, добавляют в них 2 кг пигмента (т.е. весь!) и чуть-чуть воды, эту смесь смалывают в фарфоровом барабане в течение 1 часа. Полученный концентрат выливают в оставшийся объем (т.е. в 23 л) глазури. Смесь хорошо перемешивают и процеживают.

Лабраторная мельница: герметичные фарфоровые барабаны (1-4 литра) вращаются на станине вместе с глазурью и помольными шарами.

3-ий способ самый простой: увлажненный порошок пигмента всыпают в жидкую глазурь и перемешивают миксером в течение 10-30 минут. Способ удобен для получения небольших количеств цветной глазури при высоком качестве пигмента или при допустимости мелкой цветной точки.

–ВВЕДЕНИЕ В АНГОБЫ, ЛИТЕЙНЫЕ МАССЫ. Так как ангобы и литейные массы много гуще глазурей, рекомендуется способ № 2. При введении пигментов в состав ангобов и масс результирующий цвет может быть иным. Как правило, в составе масс пигменты выдерживают несколько более высокую температуру обжига.

–ВВЕДЕНИЕ В ПЛАСТИЧНЫЕ МАССЫ. Во многие массы требуется введение вместе с пигментом небольшого количества флюса, например, S-0121, для усиления окраски. Пигмент и флюс смешивают с водой до получения суспензии консистенции жидкой сметаны. Пластичную массу разрезают на мелкие куски, заливают суспензией, хорошо перемешивают. Смесь гомогенизируют в глиномялке (если готовится большой объем массы) или многократной раскаткой в пласт. Однородность смешения оценивают на срезе: поверхность среза куска массы ножом должна казаться ровной по цвету, без разнотонных прожилок.

–ПРИГОТОВЛЕНИЕ КРАСОК. Некоторые пигменты можно использовать в качестве подглазурной или майоликовой краски без дополнительных добавок. Но обычно требуется смешение пигмента с флюсом и органическими материалами. Небольшие порции краски можно приготовить на стекле или в ступке: кончиком ножа, пипеткой и т.п. дозаторами выкладывают заданное количество пигмента, флюса, добавляют несколько капель воды или др. увлажняющей жидкости, смесь растирают мастихином, курантом или пестиком в ступке. Если пигмент или флюс содержат крупинки, смесь лучше протереть кистью через тонкое сито.

Читайте также:  Избранные статьи журнала NATULIFE.ru
Использование пигментов в качестве майоликовых красок с добавкой флюса. Нанесены по белой сырой эмали.

Рекомендуемые флюсы: для подглазурной росписи – та прозрачная глазурь, которой роспись будет покрыта; для майоликовой росписи – та белая эмаль, по которой будет производится роспись; универсальные – S-0121, S-1044. Соотношение пигмент:флюс может составлять 60:40, уточняется на практике. В краску можно ввести глицерин S-4659 для увеличения длины мазка, а также раствор КМЦ (S-4524), декстрина, крахмала, сахара и т.д. для предохранения краски от осыпания (в случае прикосновения руками, глазурования окунанием и т.д.). Известна практика закрепления подглазурных красок обжигом изделия при температуре около 900С. Это снимает проблему смывания краски в процессе глазурования.

Грануляты вводят в глазури или литейные массы без дополнительного помола. Непосредственно перед использованием глазурь следует хорошо перемешать. Грануляты, замешанные на прозрачной глазури, можно наносить кистью поверх основного слоя глазури. В этом случае после обжига зерна выглядят резче (контрастнее), чем в случае введения гранулятов в объем глазури.

Известные проблемы и способы их разрешения.

Основная проблема при применении пигментов – как получить требуемый цвет. К сожалению, далеко не все цвета, различаемые человеческим глазом, возможно получить в керамическом исполнении.

Реальные образцы с известными концентрациями пигментов в известных глазурях, обожженные при известной температуре – можно посмотреть в офисе.

Особенности цветовых характеристик см. в описании конкретной подгруппы. Большой объем цветовой информации можно найти в описаниях базовых глазурей – S-0121, S-0118, S-0017 и т.д. Реальные образцы можно посмотреть в офисе Хорсс.

Требования безопасности.

1. Тонкодисперсная пыль. Даже если пигмент не содержит токсичных компонентов, пыль представляет опасность всегда. Пользуйтесь респиратором и вентиляцией при работе с порошками.

2. Токсичные вещества. Некоторые пигменты содержат в своем составе химически связанные оксиды кобальта, марганца, никеля, представляющие опасность при попадании в организм. По сравнению со свободными оксидами, химически связанные оксиды представляют меньшую опасность. Тем не менее, соблюдайте простое правило: НЕ ПИТЬ, НЕ ЕСТЬ, НЕ КУРИТЬ на рабочем месте.

Форма поставок.

Пигменты упакованы в двойные пластиковые пакеты. Стандартные упаковки – 10 г, 50 г, 200 г.

Подгруппы :

Белые “пигменты”

Белые “пигменты”. Эти материалы приведены здесь по той причине, что их часто именно здесь ищут. В точном смысле ни один из них пигментом не является. Для материалов, используемых в качестве белил в составе глазурей используется термин “глушители”, т.е. “делающие непрозрачным”.

Бирюзовые, хром-бирюзовые, голубые пигменты

Эти пигменты предназначены для получения светло-синей, голубой и бирюзовой окраски. В отличие от синего, голубые и бирюзовые тона ближе к зеленому, а не просто светлее, чем синий. Кроме пигментов, подобное окрашивание дают некоторые синие пигменты в низких концентрациях, а также соединения меди. В восстановительных условиях синевато-зеленое окрашивание достигается введением небольших количеств оксида железа (селадон).

Грануляты

Грануляты предназначены для получения крапчатого окрашивания глазурей или масс.

Желтые пигменты

Желтые пигменты служат для окрашивания глазурей, красок, масс. Кроме пигментов, желтый цвет могут давать оксиды титана, железа и (в некоторых условиях) никеля. См. Соли, оксиды.

Зеленые пигменты

Зеленые пигменты служат для окрашивания глазурей, красок, масс. Кроме пигментов, зеленый цвет могут давать оксиды меди и хрома. Так как зеленый цвет является смесью желтого и голубого цвета, многие зеленые оттенки, особенно салатовые, получают смешением соответствующим желтых, голубых, синих, бирюзовых пигментов.

Коричневые пигменты

Коричневые пигменты служат для окрашивания глазурей, красок, масс в цвет от темно-коричневого, почти черного, до светло-коричневого, почти желтого. Кроме пигментов, коричневый цвет могут давать оксиды железа, марганца, никеля и иногда хрома. Так как коричневый цвет всегда является смесью других цветов, многие коричневые оттенки получают смешением нескольких пигментов с преобладанием желтого.

Красные, оранжевые пигменты

Эти пигменты служат для окрашивания глазурей, красок, масс в цвет от светло-оранжевого до темного вишнево-красного. Кроме пигментов, красный цвет может давать оксид меди в восстановительных глазурях (т.н. “бычья кровь”), при низких температурах в окислительной среде – оксид железа Fe2O3.

Пастель подглазурная

Пастели – пигменты, отформованные в виде пишущего мелка. Смачиваются глазурью. Служат для получения подглазурного рисунка в “карандашной” технике.

Розовые, малиновые пигменты

Розовые пигменты предназначены в основном для окрашивания беложгущихся масс в розовый цвет, реже – для приготовления подглазурных красок. Розовые глазури легче получить из красных пигментов и глухих белых эмалей. Малиновые пигменты (пинки) предназначены для окрашивания глазурей, приготовления красок и ангобов. Некоторые составы глазури можно окрасить в малиновый цвет оксидом олова с добавлением оксида хрома.

Серые пигменты

Серые пигменты предназначены для получения стабильного светло-серого, голубовато-серого цвета глазурей, красок, ангобов. Серый цвет трудно получить, используя малые концентрации черных пигментов.

Синие пигменты

Синие пигменты необходимы для приготовления глазурей, ангобов, красок, имеющих цвет от светло-синего до темно-синего с оттенками в сторону зеленого или фиолетового в зависимости от баланса оксидов в пигменте. Кроме пигментов для получения синего цвета используют оксид кобальта и его смеси с оксидами хрома и меди.

Фиолетовые, сиреневые пигменты

Фиолетово-сиреневый цвет имеют пигменты единственной химсистемы олово-хром. Не предназначены для окрашивания масс. Сиреневые оттенки можно получить смешением малиновых или красных пигментов с синими в примерной пропорции 10 : 1.

Черные пигменты

Черные пигменты служат для окрашивания глазурей, ангобов, керамических масс в черный цвет. Черный цвет могут, помимо пигментов, давать тщательно сбалансированные смеси оксидов кобальта, хрома, железа, марганца, никеля, а также сочетания синих пигментов с темно-коричневыми.

Пигменты косметические. О пигментах и препаратах на их основе.

Пигменты – это неорганические или органические красители, природные или синтетические, которые практически нерастворимы в среде, которую окрашивают.

В парфюмерно-косметической продукции используются все виды пигментов (органические, неорганические, природные и синтетические). Все красящие вещества, используемые в качестве пигментов, имеют свои уникальные физические и химические свойства. Многие синтетические органические пигменты обладают слабым или резким, ярко выраженным химическим запахом. Но в силу того, что концентрация этих красящих веществ в готовом продукте как правило очень мала, то их собственный запах не оказывает никакого негативного эффекта на конечный продукт.

Изначально после получения и соответствующей очистки от примесей все пигменты представляют из себя порошки различной тонкости (помола). В некоторых косметических продуктах могут быть использованы сухие порошкообразные формы, но чаще всего пигменты предварительно подготавливают. На основе сухих порошков изготавливают концентрированные суспензии пигментов в различных дисперсионных средах, подходящих для дальнейшего введения в соответствующий косметический продукт. Дисперсионной средой может быть вода, а также различные водо- и жирорастворимые жидкие и мазеобразные вещества, которые не растворяют и не вступают в химическую реакцию с самим красящим пигментом. Кроме дисперсионной среды такие суспензии содержат различные стабилизирующие добавки, препятствующие их быстрому разделению. Большинство коммерческих предварительно подготовленных концентрированных пигментных суспензий имеют форму плотной подвижной массы. Такую концентрированную суспензию пигмента называют «пастой». Это совершенно не означает, что масса имеет реологические свойства и внешний вид, свойственный пастам. Применение паст для окрашивания готовых косметических продуктов позволяет достичь максимальной равномерности окрашивания, избежать присутствия микроскопических комочков сухих пигментов в продукте.

Однако, концентрированные коммерческие пасты так же редко находят применение в чистом виде. Потребитель чаще всего дополнительно разбавляет пигментную пасту подходящей дисперсионной средой (водой, глицерином, пропиленгликолем или их смесями). Дополнительное разведение пигментных паст до жидких суспензий позволяет увеличить точность дозирования, т.к. часто пигменты (особенно синтетические органические) имеют высокую интенсивность окраски даже при низких концентрациях. Кроме того, жидкие суспензии пигментов удобнее дозировать.

Стоит отметить, что жидкие суспензии нестабильны и через некоторое время (в зависимости от размера частиц и природы дисперсионной среды) начинают выпадать в осадок. Это «неудобное» явление в условиях земного притяжения неизбежно, но происходит оно с небольшой скоростью. Как правило, достаточно хорошо перемешать осевшую суспензию пигмента перед началом работы и уже в процессе работы, в течение нескольких часов, критического оседания наблюдаться не будет.

И пару слов о безопасности. Перед тем, как выбрать тот или иной пигмент или краситель для использования в готовом косметическом продукте, следует руководствоваться Техническим регламентом Таможенного Союза № ТР ТС 009/2001 «О безопасности парфюмерно-косметической продукции». У этого регламента есть Приложение № 3 «Перечень красителей, разрешенных для использования в парфюмерно-косметической продукции». Если выбранный Вами пигмент или краситель есть в этом перечне, то вы можете смело вводить его в рецептуру, с учетом ограничений по продуктам и дозировкам, указанным там же в приложении. А вот если выбранного пигмента или красителя в перечне не нашлось, то стоит воздержаться от использования данного красителя в готовом продукте и поискать эквивалентную замену.

У нас вы можете купить пигменты косметические и красители для изготовления мыла как для собственного производства, так и для мыловарения в домашних условиях.

Классификация и характеристики пигментов для краски: выкладываем по полочкам

Каждая краска состоит из нескольких составляющих. В основе лежит обычно клейкая масса, которая должна скрепляться с поверхностью. Также существует множество цветов красящих веществ. Это говорит о том, что есть различные пигменты краски, которые можно выбрать для любого вкуса.

Цвета пигментов

Для образования разных цветов могут использоваться следующие пигменты:

  • белый — мел, известь или белила;
  • желтый — крон, охра;
  • синий — ультрамарин, лазурь;
  • красный — сурик железный или свинцовый, мумие, киноварь;
  • зеленый — хромовая или свинцовая зелень.

Важнейшие представители

Пигменты являются твёрдыми компонентами композиционных лакокрасочных материалов — красок, эмалей, грунтовок, шпатлёвок и порошковых композиций.

Функции пигментов

Теперь поговорим о восполняющих пигментах, а также о том, что такое наполнители и удешевляющие элементы. Ведь они все в совокупности несут качество материала то же, но вот стоимость становится намного ниже.

Подобные вещества используются для самого большого числа элементов и материала. Они являются чем-то, что входит в состав практически всех современных красок, чтобы достичь нужных целей. Так как подобные пигменты имеют самую недорогую цену, то наряду с пигментами, которые мы рассмотрели выше, используют вспомогательные пигменты, чтобы достичь нужного эффекта.

В частности, вам может потребоваться создать пастельный цвет. Для этой цели используется основной пигмент, а именно, диоксид титана. Так получается эмульсионная краска белого цвета. Но данный элемент не может придать матовости краске. К тому же он вообще не для этого был придуман. Поэтому используются специальные частицы, которые немного грубодисперсные. Например, берут карбонат кальция. Когда его сочетают с указанным пигментом, то достигается белизна матового качества, чего невозможно получить из обычного основного пигмента.

Такой матовый цвет может быть использован для грунтовки, для промежуточных слоев. Обычно его используют для покраски автомобилей. После такого покрытия, которое не может быть основным, еще используется глянцевое. Как бы там ни было, но вспомогательные пигменты несут свой вклад не только в дешевизну краски, но и в дополнительные качества веществ.

Обычно подобные элементы являются бесцветными. И выбирают для добавления в уже имеющийся цвет именно бесцветные вспомогательные пигменты. Обычно их размеры невелики. Они находятся в пределах от доли до десятка микрон. Преломление выходит наряду с тем связующим веществом, в которое входит вспомогательный пигмент. Это означает, что покрыть подобным материалом поверхность сложно. Именно по этой причине удешевляющие добавки не могут использоваться самостоятельно, но только как добавление.

Если добавка выполнена в качестве пластинчатого типа, то она может защитить поверхность от воды. Материал становится водонепроницаемым. А это означает, что подобные вещества можно использовать в качестве антикоррозийного покрытия. Можно взять тальк, который часто применяют в автомобилях при их покрытии. Так можно добиться облегчения в шлифовке покрытия, которую нужно сделать перед тем, как нанести последний слой.

Обычно удешевляющая добавка добывается прямо из природных материалов. Поэтому они требуют предварительной очистки. Все зависит от того, какая цель преследуется при использовании вспомогательных пигментов. Правда, они не имеют определенных устойчивых свойств, которые есть у основного пигмента. Поэтому может меняться состав частиц, их размеры, дисперсность.

Часто используются синтетически вещества, которые представляют собой наполнители на основе полимеров. Они могут быть в виде шариков, которые имеют диаметр до тридцати микрометров. Внутри каждого бисерного шарика находится воздух, размеры у него вообще субмикронные. Правда, такие наполнители оказались слишком дорогими, поэтому не получили широкого применения. Их просто на просто никто не стал покупать. Но если есть конкретная цель в использовании данного вещества, то можно использовать и данные полимерные шарики.

Пигменты и наполнители

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 (Fe23, 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:

  1. диоксид титана Ti02 белого цвета, получаемый из титановых руд;
  2. белила цинковые, получаемые возгонкой металлического цинка с последующим окислением паров цинка; они обладают хорошей укрывистостью, светостойкостью, не ядовиты;
  3. литопон белого цвета, представляющий собой смесь сернистого цинка и сернокислого бария; он недостаточно устойчив против действия атмосферы, 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; содержит небольшое количество основных сернокислых или хлористых солей цинка; применяют в масляных, клеевых и грунтовых красках по металлу;
  5. 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;
  6. ультрамарин синего цвета, обладающий средней свето- и щелочестойкостью; применяют в масляных красочных составах, в цветных растворах и известковых красках;
  7. оксид хрома Сг23 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;
  8. 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

Наполнителями называют 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.

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.

Употребляемые термины «краска» и «эмаль» достаточно близки, но не тождественны.

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.

Эмалями называют суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в лаках, образующие после высыхания непрозрачную твердую пленку с различной фактурой (глянцевые, матовые, «муаровые» и др.) и 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.

Пигменты от Jeco Pigment

Свойства пигментов

Пигмент — это хрупкая или сыпучая часть коллоидной нерастворимой смеси, используемой при производстве веществ для окрашивания, строительных материалов, заправок для картриджей, некоторых видов бумаги и многого другого.

Свойства пигментов зависят не только от их прямого физического или химического состава, но и от способа производства, измельчения дисперсных частиц, которые являются главной составляющей готовой смеси.

Производство пигментов

Все пигменты делятся на органические и неорганические в зависимости от происхождения сырья из которого впоследствии производятся те или иные материалы.

Неорганическими они считаются, если изготавливаются из природных материалов или пород путем их тщательного измельчения, химического, физического или температурного воздействия (оксиды или гидроксиды и т.п.) или же искусственно синтезируются с заранее технически подготовленного сырья.

Органическими называют пигменты, которые являются по своей сути органическими соединениями, добываются из материалов растительного или животного происхождения, или аналогично предыдущим синтезируются. Однако для такой переработки используют исключительно органические (те, что происходят из живой природы) материалы.

Неорганические пигменты производятся путем измельчения минеральных веществ до состояния дисперсных частиц различных размеров, в зависимости от изменения которых будут меняться физические свойства и покрасочная способность веществ, в состав которых входят такие частицы. Возможно также их первичный синтез с материалов, которые специально к этому приспособлены.

Органические пигменты содержатся во всех живых организмах (животных и растениях). Находятся в молекулярном состоянии в виде так называемых хромофоров, которые влияют на выборочное поглощение света тем или иным спектром и определяют оптические свойства пигментов. Наиболее распространенными органическими пигментами являются каротиды и порфирины, что входят в состав многих растительных насаждений и живых тканей. Обычно они находятся в структурах клеток, реже в растворенном состоянии в жидких средах организма. При производстве органических пигментов путем физического воздействия и химических преобразований вышеуказанные пигменты добываются в чистом виде (после преобразований — в виде порошка). Иногда такие пигменты синтезируются искусственно, однако при этом также используются аналоги органических веществ.

Неорганические пигменты

Данный вид пигментов чаще всего применяется при производстве различных лаков, красок, как примеси к строительным материалам и тому подобное. Большим преимуществом смесей, при изготовлении которых используются такие пигменты, есть не только возможность замены цвета, независимо от нижнего слоя, но и то, что они имеют и другие положительные свойства. Сюда мы относим антикоррозионные свойства, относительная шумоизоляция, увеличение сохранения тепла, устранение роста растительных насаждений на покрытых поверхностях и тому подобное.

Описывая основные свойства пигментов данной группы следует отметить следующие основные из них:

  • покраска — возможность придания цвета или оттенка веществу, в состав которого входит пигмент;
  • дисперсность — размер частиц пигмента, который прямо пропорционален качеству готовой смеси (чем меньше размер, тем лучшими свойствами она обладает);
  • антикоррозийное свойство заключается в профилактике возникновения данного вида разрушений путем покрытия их краской, лаком или эмульсией, что содержит указанные вещества.

Известно, что краской считается коллоидный двух системный раствор, составляющие которого растворяются друг в друге (в противном случае речь идет об обычном красителе).

Свойства пигментов и их характеристика зависит главным образом не от химико-физического состава (хотя этот фактор также играет немаловажную роль), а от особенностей строения коллоидного раствора готовой смеси. Здесь важным является размер частиц, к которым раздроблен пигмент, а также связующее вещество. От его типа и способа взаимодействия с основной составляющей во многом зависит поверхностное натяжение, а отсюда как следствие — качество готового продукта и его основные характеристики.

Стоит также отметить то, что неорганические пигменты делятся в зависимости от цветовосприятия на хроматические (сюда относятся все яркие цвета, например, уникальный темно синий пигмент с фантастическими свойствами) и архоматические (отвечают лишь за черный и белый). Используют пигменты той группы, свойства которой больше подходят для обработки того или иного материала, ведь речь здесь идет не только о нужном цвет, но и других крайне важных качествах красителя.

Органические пигменты

Органическими пигменты считают из-за способа производства, как уже отмечалось ранее. Данные вещества также используются для выработки различных лаков и красок, однако их применение не столь распространено, как неорганических. Это обусловлено тем, что такие пигменты гораздо концентрирование, красители на их основе имеют очень насыщенные цвета, местами с кислотным оттенком.

Однако они уступают в технических характеристиках, так как не имеют антикоррозионных, изоляционных и других защитных свойств, а также не устойчивы к действию различных химических факторов. Сравнивая, можно отметить, что диоксид титана, который изготавливается из неорганических красителей деформируется только под влиянием концентрированной подогретой серной кислоты.
Химические свойства пигментов данной группы практически не отличаются от неорганических, однако их особенностью есть то, что при воздействии с некоторыми жидкостями смесь краски может растворяться, пигменты при этом остаются дисперсными.

Неорганические пигменты имеют переходные или неяркие, тусклые цвета, поэтому часто их используют в смеси с органическими. Последние делают краску ярче, меняют оттенок, улучшают цветовые характеристики того или иного красителя. Неорганические пигменты в свою очередь отвечают за защитные свойства, образуют противокоррозионую защиту. Поэтому сочетание этих групп пигментов есть довольно распространенным.
Органические пигменты используются значительно реже, поскольку имеют ряд особенностей по сравнению с неорганическими. Сюда относятся такие факторы, как специфичность цветовой гаммы, отсутствие или хуже качество защитных свойств красок на их основе, а также неустойчивость при некоторых естественных условиях и действиях химических факторов.

Свойства пигментов

Отвечая на вопрос «какими свойствами должны обладать пигменты?» стоит отметить, что все они делятся на физические, химические, физико-химические и технологические.

Каждую из этих групп свойств можно кратко описать следующим образом:
1. Физические:

  • дисперсность пигментов;
  • преломление света;
  • кристаллическое строение пигмента;
  • его твердость;
  • количество водорастворимых веществ и так далее.

2. Химические:

  • среда рН водного раствора;
  • способность к разнообразным реакций;
  • устойчивость к воздействию агрессивных веществ.

3. Физико-химические:

  • смачиваемость водой;
  • полярность пигмента;
  • светостойкость.

4. Технологические:

  • способность к закрашиванию;
  • емкость масла.

Физические свойства являются очень важными, поскольку от них напрямую зависят качественные характеристики будущего пигмента. Кристаллическое строение пигмента, например, определяет тот факт будет ли раствор смеси пигмента коллоидным.
Химические свойства пигментов базируются главным образом на способности таких веществ вступать в различные химические реакции. Имеется ввиду общая их реакционная способность как химических реагентов, а также потенциальная возможность участвовать в том или ином преобразовании. Главным показателем здесь является устойчивость к воде и другим растворам, которые могут участвовать в изменении состояния покрытой поверхности. Принимаются во внимание также кислотно-основные свойства пигментов, ведь они также влияют на качество будущей краски и способствуют созданию некоторые ее защитных свойств.

Физико-химические свойства пигментов по сути являются сочетанием двух вышеупомянутых групп. Такие особенности строения влияют на характеристику коллоидных красителей с позиции внешних свойств и реакционных способностей. От них во многом зависят химические и оптические свойства пигментов.
Под технологическими свойствами пигментов имеется ввиду показатели данной сферы, также влияют на качество готового изделия. Дело здесь идет о способности пигмента создавать на поверхности нужный цвет независимо от нижнего слоя (укривистость), интенсивность краски, с которой она меняет цвет поверхности на которую влияет. Важную роль также играют такие показатели, как совместимость с другими компонентами системы, устойчивость к атмосферным факторам и тому подобное.
Обобщая, следует отметить, что свойства пигментов прямо пропорциональны качеству будущего изделия. Чем лучше дисперсные частицы использовались при создании краски, тем качественнее она будет.

Читайте также:  Всё о витамине В6 - обзор пиридоксина
Добавить комментарий