Области применения пигментов

Области применения пигментов

Водные системы в ЛКМ

Водоэмульсионные, воднодисперсионные, водорастворимые, водоразбавляемые - всё это названия красочных систем, которые в летучей части содержат воду. Изготавливаются с использованием дисперсий (эмульсий, латексов) гидрофобных (имеющих сродство к органическим средам) полимеров в воде, или же на основе мицеллярных растворов гидрофильных пленкообразователей в воде.В качестве стабилизаторов системы добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Для пигментов, используемых в водоразбавляемых (водоэмульсион­ных, воднодисперсионных) красках, основными требованиями являются:

  • низкое содержание водорастворимых солей;
  • стойкость к действию щелочей;
  • нейтральное значение рН водной вытяжки;
  • оптимальное значение влагоёмкости.

Из неорганических пигментов производстве водоэмульсионных красок находят применение:

  • двуокись титана (анатазная и рутильная формы);

     

  • литопон;
  • крона свинцовые;
  • крона стронциевые;
  • ультрамарин;
  • окись хрома;
  • железоокисный и земляные пигменты.

Не рекомендуется применять:

  • свинцовые белила;
  • цинковые белила;
  • цинковые крона;
  • лазурь железную (милори).

Алкидные лакокрасочные материалы

Алкидные лакокрасочные материалы образуют покрытия с хорошими декоративными и защитными свойствами, высокой твердостью и атмосферостойкостью. Их можно длительно эксплуатировать в атмосферных условиях и внутри помещения.

Требования к пигментам, используемых в алкидном связующем:

  • высокая степень дисперсности (до 24 мкм)
  • устойчивость к растворителям и разбавителям.

При производстве алкидных ЛКМприменяют:

  • органические пигменты (азопигменты, фталоцианиновые, хинакридоновые пигменты и др.);
  • железоокисные пигменты;
  • крона свинцовые;
  • крона цинковые;
  • белила цинковые;
  • двуокись титана;
  • ультрамарин;
  • лазурь железная (милори);
  • окись хрома;
  • углерод технический

Порошковые краски

Порошковые краски представляют собой смеси пигментов, наполнителей и сухих олигомерных или полимерных органических плёнкообразователей, которые при расплавлении образуют сплошные пленочные покрытия. Кроме того, в порошковые краски добавляют модификаторы, стабилизаторы и структурирующие вещества.

Требования к пигментам для порошковых красок:

  • высокая степень дисперсности (до 20 мкм);
  • укрывистость;
  • термостойкость до 280-300°С (при переработке и применении);
  • химическая инертность в условиях переработки.

При производстве порошковых красок применяют в основном неорганические пигменты, такие как:

  • двуокись титана;
  • железоокисные пигменты;
  • оксид хрома;
  • технический углерод.

Из органических пигментов находят применение:

  • фталоцианиновые голубой и зелёный;
  • высокопрочные полициклические пигменты;

Полиуретановые ЛКМ

Полиуретановые лакокрасочные материалы образуют покрытия, отличающиеся высокой абразивостойкостью, хорошими декоративными свойствами, атмосферо- и водостойкостью, стойкостью к действиям растворителей и других химических реагентов.

Полиуретановые покрытия характеризуются высокими электроизоляционными показателями и хорошей адгезией к черным и цветным металлам, дереву, коже, пластмассам, бетону, штукатурке.

Пигментами для полиуретановых лакокрасочных материалов служат:

  • двуокись титана (рутильная форма);
  • литопон;
  • железоокисные пигменты;
  • окись хрома;
  • ультрамарин;
  • технический углерод;
  • фталоцианиновые пигменты;

Пигменты, содержащие цинк (цинковые белила, крон цинковый), и свинцовые пигменты не применяются. Пигменты должны содержать минимальное количество влаги.

Кремнийорганические ЛКМ

На основе кремнийорганических полимеров выпускают широкий ассортимент термостойких, электроизоляционных и атмосферостойких лакокрасочных материалов. Они хорошо сохраняют внешний вид и блеск после длительного воздействия высоких температур (до 250 0С).

Введение пигментов и наполнителей в кремнийорганические лакокрасочные материалы способствует повышению термостойкости покрытий, твердости и механической прочности. Введение алюминиевой пудры позволяет повысить термостойкость покрытия до 450-5000С длительно и 700-7500С кратковременно.

В качестве пигментов применяются:

  • двуокись титана;
  • цинковые белила;
  • железоокисные пигменты (красные ж/о);
  • свинцовые крона;
  • окись хрома;

Нитроцеллюлозные ЛКМ

Нитролаки и эмали образуют покрытия, высыхающие при комнатной температуре в течение 1-1,5 ч. и обладающие хорошими защитными и декоративными свойствами. Нитроцеллюлозные лакокрасочные материалы получили широкое применение во многих отраслях промышленности, в строительстве, на транспорте и в быту. По атмосферостойкости, защитным и антикоррозионным свойствам покрытия на основе этих материалов, как правило,  уступают материалам на основе синтетических пленкообразующих веществ. Это обусловлено тем, что нитрат целлюлозы склонен к разложению под действием ультрафиолетовых лучей и тепла.

Цветные лаки содержат красители, растворимые в спирте и ацетоне.

Пигменты для пластмасс

Окрашивание пластика проводится «в массе» – когда материал находится в расплавленном состоянии, к нему добавляют пигмент или краситель. При этом происходит диспергирование (рассредоточение) частиц последнего  в массе полимера, что обеспечивает равномерность и насыщенность покраски.

К пигментам для полимеров предъявляют требования:

  • термостойкость;
  • миграционная устойчивость;
  • атмосферостойкость;
  • устойчивость к действию реагентов и пластификаторов;
  • жёсткость (текстура);
  • термостойкость в условиях переработки:
    • ПВХ - I80оC
    • ПЭ низкого давления - 220-240 оС
    • ПЭ высокого давления - 180-220оС
    • Полистирол и его сополимеры - 220-250 оС
    • Полиметилметакрилат - 180°С
    • Полиэфирные и эпоксидные смолы до 200°С
    • Полиамиды - 250 оС
  • насыпной объём;
  • содержание водорастворимых остатков;
  • остаток после мокрого просева;
  • содержание влаги;
  • рН;
  • маслоёмкость (для ПВХ).

Для окрашивания пластмасс используются:

  • фталоцианиновые пигменты;
  • хинакридоновые пигменты (фиолетовый 23);
  • диаксозиновые пигменты (красный 122, фиолетовый 19)
  • железоокисные пигменты
  • двуокись титана;
  • крона свинцовые.

Полистирол. Основным фактором, на который обращает внимание при подборе красителей для крашения этого полимера,  является термостойкость. Полистирольные пласт­массы перерабатывают при температурах 180-250°С, а иногда и при более высоких. При этих температурах оттенок некоторых органических пигментов и красителей может измениться. Химические реакции, протекающие между красящим веществом и остальными компонен­тами, входящими в пластмассу, также влияют на оттенок окрашенного материала.

Для крашения полистирола могут применяться практически все способы крашения, но обычно предпочитают сухой или экструзионный.

Полиолефины. Пигменты, применяемые для полиолефинов, должны обладать хоро­шей термостойкостью (особенно для крашения полиэтилена низкого давления и полипропи­лена, которые перерабатывают  при 220-250°С). Устойчивость красящих веществ к действию света имеет большое значение, так как полиолефины стареют под влиянием ультрафиолето­вых лучей. В полиолефинах наблюдается явление миграции красящего вещества.

Пигменты, предназначенные для крашения полиолефинов, должны быть устойчивы к действию щелочей, кислот и других реагентов. Те пигменты, которые употребляют для кра­шения упаковочного материала, должны быть нетоксичными. Пигменты должны легко рас­пределяться в полимере. Хорошие результаты дает применение пигментов в специальной выпускной форме – в виде гранул на основе низкомолекулярного полиэтилена.

В ассортимент пигментов, рекомендуемых для крашения полиэтилена и полипропи­лена, входят:

  1. органические пигменты: хинакридоновый красный 122, зеленый фта­лоцианиновые;
  2. неорганические пигменты.

Поливинилхлорид (ПВХ). Выбор красителей для ПВХ определяется в первую очередь их устойчивостью к миграции. Миграция пигментов в ПВХ обусловлена не только особен­ностями химического строения этого пластика, но и наличием в смоле специфических пла­стификаторов и других добавок. Миграция в ПВХ не всегда пропорциональна концентрации вводимого пигмента. Наблюдаются случай, когда ярко выраженная миграция происходит при очень малом содержании пигмента, а образцы с высокой концентрацией красящего ве­щества практически не обнаруживают миграции. Термообработка окрашенных изделий мо­жет увеличить степень миграции.

Пигменты, применяемые при крашении ПВХ, должны быть устойчивыми к темпера­турам переработки смолы (160-180°С). На термоустойчивость пигмента оказывают влияние введение в смолу пластификаторов и стабилизаторов. Наиболее приемлемой выпускной формой пигментов являются пасты, полученные на основе пластификаторов или других ор­ганических связующих веществ, вводимых в смолу при ее переработке в требуемое изделие.

В ассортимент пигментов, рекомендуемых для крашения ПВХ, входят:

  1. органические пигменты: красный хинакридоновый 122, зеленый фталоцианиновые;
  2. неорганические пигменты.

Строительные материалы

Использование пигментов в производстве бетонных изделий, цемента, бордюрного и отделочного цементного камня, окрашенного силикатного кирпича, облицовочной и тротуарной плитки, наливных полов, цветных мела, гипса, штукатурок и прочих строительных материалов позволяет придать изделиям красивый декоративный вид, расширить ассортимент готовой продукции, удовлетворив любые запросы потребителей. Выбор пигмента имеет решающее значение для качества и внешнего вида конечного продукта.

К пигментам для строительных материалов предъявляют требования:

  • рН водной суспензии пигмента (рН≥7);
  • щелочеустойчивость;
  • светостойкость;
  • термостойкость;
  • содержание водорастворимых веществ;
  • атмосферостойкость.

Пигменты для строительных материалов:

  • двуокись титана;
  • железоокисные пигменты;
  • фталоцианиновые пигменты;
  • окись хрома;
  • ультрамарин;
  • технический углерод;

Нещелочеустойчивые пигменты нельзя использовать для строительных материалов, например лазурь железную (милори).

Пигменты для крашения резины и резинотехнических изделий

Пигменты для крашения резины должны обладать:

  • устойчивостью к воздействию химических реагентов и реагентов;
  • устойчивостью к вулканизации;
  • светостойкостью;
  • атмосферостойкостью.

Пигменты для крашения резины:

  • хинакридоновые пигменты;
  • фталоцианиновые пигменты;
  • диаксозиновые пигменты;
  • пигмент оранжевый Ж и оранжевый К;
  • титановые белила;
  • крона свинцовые;
  • железоокисные пигменты;
  • окись хрома;
  • ультрамарин;
  • технический углерод.

Другая промышленная химия