Ультрамарин

Ультрамарин представляет собой синтетический алюмосиликат натрия с включением полисульфидов натрия. Ультрамарин может быть белым, зеленым, синим, фиолетовым и красным. Все пигменты имеют одинаковую кристаллическую решетку и отвечают общей формуле:

п (Na₂O×Al₂O₃× m SiO₂) Na₂S_x,

где п = 2 - 3: т = 2 - 3; х = 1 - 5.

От полисульфидов натрия зависит цветовая характеристика ультрамарина.

Практическое значение имеет высококремнистый многосернистый продукт насыщенного синего цвета, отвечающий составу:

2(Na₂O×Al₂O₃×3SiO₂)×Na₂S₄.

Ультрамарин противокоррозионными свойствами не обладает, малоукрывист (лессирует), термо- и светостоек, но фотоактивен и может вызывать меление покрытий, поэтому непригоден для атмосферостойких покрытий. Устойчив к щелочам, но разрушается кислотами с выделением сероводорода. Безвреден. Широко применяется для подсинивания — устранения желтого оттенка белых лакокрасочных покрытий, строительных материалов, пластмасс, текстиля, бумаги, сахара и других материалов. Основное количество ультрамарина расходуется при получении строительных материалов (33%), пластмасс (23%), различных красок (32%).

Красящая способность ультрамарина зависит от дисперсности. С уменьшением среднего размера частиц с 2,5 до 0,2 мкм красящая способность удваивается. На рис. 1 приведены кривые распределения частиц по размерам; каждой фракции соответствует определенная красящая способность.

Рис. 1. Зависимость красящей способности (в % к эталону) ультрамарина от его дисперсного состава.

В зависимости от назначения выпускаются различные марки ультрамарина с размером частиц от 0,2 до 40 мкм. Спектры отражения двух сортов ультрамарина приведены на рис. 2.

Рис. 2. Спектры отражения ультрамарина двух сортов.

Процесс производства ультрамарина осуществляется термическим способом в две стадии. Тонко измельченную шихту, состоящую из алюмосиликата-каолина Аl₂О₃×3SiO₂×2H₂O, аморфного диоксида кремния (инфузорной земли), соды, серы, кокса или пека (битума), брикетируют и подвергают восстановительному обжигу без доступа воздуха. Вначале при температуре 450 °С образуются полисульфиды и удаляется вода, затем при 780 - 800 °С получается промежуточный продукт — зеленый ультрамарин имеющий примерный состав: Na₈Al₄Si₆S₄О₂₄. На второй стадии окислительного обжига при доступе воздуха и температуре 450 °С происходит превращение зеленого ультрамарина в синий и удаление избытка серы. Обжиг шихты в настоящее время проводится последовательно в двух вращающихся печах непрерывного действия. Обожженный полуфабрикат подвергается мокрому размолу, промывке от водорастворимых солей, гидросепарации и сушке. Отходящие газы подвергаются сложной очистке от соединений серы и пыли.