Пигменты представляют собой твёрдые частицы, практически нерастворимые в используемых плёнкообразователях, растворителях и разбавителях, способные к диспергированию и обеспечивающие достижение оптимальных свойств, предъявляемых к лакокрасочным материалам и покрытиям.
К основным характеристикам пигментов относят укрывистость, красящую способность (интенсивность), цвет, кристаллическую структуру, дисперсность, смачиваемость, способность к взаимодействию с плёнкооб-разователем, диспергируемость, свето- и атмосферостойкость, химическую стойкость. Перечень некоторых, наиболее широко используемых пигментов приведен в табл. 5.
Укрывистость пигмента обусловлена его природой. Например, диоксид титана рассеивает свет, тогда как сажа поглощает. Цветные пигменты имеют различную кроющую способность, причём у неорганических пигментов эта способность выше. Химическая природа пигментов предопределяет их стабильность к действию тепла, растворителей, кислот, щелочей и других химических веществ. Так, пигменты, являющиеся продуктами азоконденсации, имеют исключительную термостойкость и стабильность к растворителям. Пигменты могут быть кристаллическими и аморфными.
|
|
Кислотные красители в водных растворах диссоциируют с образованием цветных анионов. Основные красители в водных растворах диссоциируют с образованием цветных катионов. Протравные красители содержат заместители, приводящие к комплексообразованию с соединениями металлов, которыми обычно предварительно обрабатывается окрашиваемый материал.
Таблица 5 - Наиболее широко применяемые в настоящее время пигменты
Цвет | Неорганические пигменты | Органические пигменты |
Чёрный | Технический углерод (сажа) | Анилиновый черный |
Жёлтый | Хроматы свинца, цинка, бария, сульфид кадмия, моногидрат оксида железа | Никелевый желтый азо пигмент |
Синий, фиолетовый | Ультрамарин, железная лазурь, кобальт синий | Фталоцианиновый голубой |
Зелёный | Оксид хрома (III) | Фталоцианиновый зелёный |
Красный | Оксид железа (III), селенид кадмия, свинцовый сурик, красные свинцовые кроны6 | Толуидиновый красный |
Белый | Оксиды титана, цинка, сурьмы, карбонат свинца |
Форма и размер первичных частиц пигмента влияет на их способ упаковки в плёнке и оказывает влияние на оттенок цвета пигмента и полученного покрытия. Влияние размера частиц пигмента на укрывистость можно рассмотреть на примере льда. В виде массивной глыбы - материал прозрачен, но в виде порошка становится белым и непрозрачным (на границе лёд - воздух возникает многократное преломление из-за различий их показателей преломления). Размер частиц также влияет на оттенок цвета. Более мелкие частицы пигментов (менее 0,40 мкм) более яркие, с более чистым оттенком. Интенсивность окраски также зависит от размера частиц пигмента. Для органических пигментов чем меньше размер частицы для одного того же класса пигментов, тем выше интенсивность (хотя зависимость различна для разных пигментов).
|
|
От размера частиц зависит и блеск покрытия. Блеск достигается при размерах частиц пигмента, не превышающих 0,3 мкм (правильно выбранной концентрации). Большие размеры частиц уменьшают блеск, вплоть до получения матовой плёнки. Чем больше разница между показателями преломления пигмента и среды, в которой он диспергирован, тем выше укрывистость. Так, например, диоксид титана имеет более высокую кроющую способность, чем оксид цинка. Природа поверхности частицы пигмента является её наиболее важной особенностью. Она определяет лёгкость диспергирования пигментов, стабильность готовой жидкой краски. Чем более полярными и гидрофильными являются молекулы пигмента, тем они лучше диспергируются и обеспечивают большую стабильность красящего состава. Неорганические пигменты в целом значительно более полярны и гидрофильны, чем органические
Ультрамарин - (Na2О·Al2О3·mSiО2)x·Na2Sn;
железная лазурь - 3{[Fe4(CN)6]·0,6K4Fe(CN)6};
кобальт синий — СоОА12О3;
красные свинцовые кроны (PbCrCVPbO).
Модификация поверхности пигментов проводится с целью улучшения таких свойств, как их смачиваемость и диспергируемость в выбранных смолах и растворителях или разбавителях, стабильность краски, стойкость к флокуляции.