Российский рынок железоокисных пигментов

Российский рынок железоокисных пигментов

Основную массу пигментов, применяемых в лакокрасочной промышленности, составляют неорганические пигменты.

К неорганическим пигментам относятся железоокисные пигменты.

На российском рынке преобладают железоокисные пигменты импортного производства. Наша компания входит в тройку лидеров по импорту железоокисных пигментов.

На российском рынке преобладают пигменты китайского производства, причем   Китай продолжает наращивать свое присутствие

Структура импорта по странам

В Китае порядка 100 заводов занимаются производством железоокисных пигментов. При этом только 5 заводов можно назвать крупными.

На протяжении нескольких лет нами велась работа по выбору поставщика, производящего продукцию стабильно высокого качества. Силами лаборатории было протестировано множество образцов пигментов различных производителей.

Наиболее востребованными являются железоокисные пигменты красных марок, затем желтые марки, коричневые, зеленые, черные и оранжевые марки.

Распределение потребностей железоокисных пигментов по цветам

Ассортимент китайских железоокисных пигментов нашей компании представлен следующими марками:

Красные железоокисные:

Пигмент красный ж/о Н110

Пигмент красный ж/о Н130

Пигмент красный ж/о 130S

Пигмент красный ж/о 138

Пигмент красный ж/о MR11

Пигмент красный ж/о Н190-6

Пигмент красный ж/о NS100

Желтые железоокисные:

Пигмент желтый ж/о G313

Оранжевый железоокисный:

Пигмент оранжевый ж/о 960

Коричневые железоокисные:

Пигмент коричневый ж/о 510

Пигмент коричневый ж/о 520

Пигмент коричневый ж/о 530

Пигмент коричневый ж/о 663

Пигмент коричневый ж/о 686

Пигмент коричневый ж/о 860

Пигмент коричневый ж/о 868

Черныежелезоокисные:

Пигмент черный ж/о 722

Зеленый железоокисный:

Пигмент зеленый ж/о 5605

В нашем ассортименте есть и железоокисные пигменты, производимые российскими предприятиями и предприятиями стран ближнего зарубежья:

- Красные железооксиные: марка К (г. Армянск)

- Желтый железооксиный: марка Ж-1 (Узбекистан)

Среди железоокисных пигментов, постоянный оттенок имеют лишь чешские, китайские и европейские пигменты. Отечественные и узбекские пигменты дают гарантированный цвет в объемах только одной партии. Цветовое различие между разными партиями может достигать больших значений вплоть до ΔЕ =6. Также их необходимо контролировать на уровень рН. Существенный минус отечественных пигментов – ограниченный цветовой выбор.

Желтые железоокисные пигменты китайского производства, которые закупает наша компания абсолютно идентичны друг другу по цветовым характеристикам в разных партиях. Зафиксирован один стандартный образец, которому соответствуют все выпускаемые партии. Они имеют постоянный цвет при ΔЕ=1. Такой показатель подчеркивает то, что китайские пигменты производятся в режиме автоматиp управления цветом готовой продукции. И дополнительно на базе нашей лаборатории также проводится входной контроль поставляемых пигментов, таким образом dE=1.

На качество пигментов влияет его химический состав и дисперсность. Эти параметры главным образом влияют на красящую способность. Так, уменьшение массовой доли соединений железа в пигменте всего на 1% может привести к уменьшению интенсивности до 10%, поэтому, чем больше хромофорных групп в пигменте (а, следовательно, меньше посторонних примесей), тем лучше его качество. Оттенок и интенсивность окраски зависят от размера частиц. Интенсивность окраски красных железоокисных пигментов максимальна при среднем размере частиц около 0,4 мкм и уменьшается с увеличением или уменьшением размера частиц. Многообразие оттенков красного железоокисного пигмента достигается путем варьирования формы и размера частиц пигмента. Это с успехом используют Западные и Азиатские компании. Форма частиц пигмента светлых оттенков – игольчатая и пластинчатая, темных – зернистая. Размер частиц для светлых оттенков составляет 0,35-0,45 мкм; средних 0,50-0,70 мкм; вишневых 1,5-2,5 мкм.

Распределение частиц по размеру имеет решающее значение для чистоты цвета. Пигменты с узким распределением частиц по размеру обладают высокой чистотой цвета, тогда как пигменты с широким распределением дают ненасыщенный цвет. 

Влияние размера частиц становится еще более очевидным при рассмотрении кроющей способности. Железоокисные пигменты с размером частиц меньше 0,05 мкм являются прозрачными, укрывистость максимальна при размере частиц около 0,4 мкм и уменьшается при увеличении размера частиц. Укрывистость выражается через расход весового количества пигмента на единицу поверхности (г/м2). Практически, чем меньше укрывистость пигмента, тем меньше его потребуется. Т.о. этот показатель определяет экономическую эффективность использования того или иного пигмента. На практике лучше использовать качественный более дорогой пигмент, но в меньшем количестве, чем дешевый пигмент с большим расходом на весовую часть.

Химический состав, размер и форма частиц, зависит от способа производства пигментов. Известно достаточно много способов получения железоокисных пигментов.

На Западе производство железоокисных пигментов связано с анилиновым производством.

Исходным сырьем для получения анилина, основного сырья для производства органических пигментов и красителей, является нитробензол. Его восстанавливают чугунной стружкой. При этом стружка окисляется с образованием Fe3O4 или FeOOH.

 

9Fe+4C6H5NO2+4H2O→3Fe3O4+4C6H5NH2

2Fe+C6H5NO2+H2O→2FeOOH+C6H5NH2

4Fe3O4+O2→6Fe2O3

Западные компании осуществляют этот процесс таким образом, что получаемые оксиды могут быть использованы в качестве высококачественных пигментов. В результате красный пигмент можно получить термическим окислением ранее полученного Fe3O4.

Таким способом красный пигмент получает компания Байер.

Существует способ получения красного железоокисного пигмента путем термического разложения железного купороса, который является отходом от получения диоксида титана сернокислым способом.

FeSO4*7H2O→ FeSO4*H2O+6 H2O

FeSO4*H2O→α- Fe2O3+H2O+SO2+SO3

Преимуществом данного способа получения является его дешевизна. Пигмент обладает чистым и достаточно насыщенным тоном, очень низким показателем укрывистости, и практически нейтральной (рН=6,6) реакцией среды. Массовая доля окислов железа в этом продукте достигает 97%.

Возможен, также способ получения высококачественного красного пигмента путем прокаливания желтого железоокисного пигмента при температуре 600-650°С.

2FeO(OH)→ Fe2O3+H2O

Такой способ достаточно прост, однако недостатком является более высокая стоимость сырья.

Аммиачный способ получения желтого железоокисного пигмента из сульфата железа реализован в России, Чехии, Китае. Раствор FeSO4, содержащий затравочные частицы, нагревают до 80°С и через реакционную массу продувают смесь аммиака с воздухом. Процесс продолжают приблизительно двое суток. Затем пигмент отделяют от маточного раствора, промывают и сушат.

Затравка:

FeSO4+2NH3+H2O→Fe (OH) 2+ (NH4)2SO4          

2Fe (OH) 2+1/2O2→2 α- FeO(OH)+H2O

Получение пигмента:

2 FeSO4+4NH3+1/2O2+3H2O→2 α- FeO(OH)+2(NH4)2SO4

Черный железоокисный пигмент можно получить прокаливанием или осаждением. При прокаливании желтого железоокисного пигмента при температуре 450°С FeO(ОН) переходит в Fe2O3, восстанавливая который водородом, получают Fe3O4.

Коричневый пигмент представляет собой смесь красных и черных оксидов железа. Его можно получить прокаливанием или осаждением так же, как в случае получения черных пигментов. Широко применим способ механического смешения в определенных соотношениях красного и черного пигмента. Благодаря близкой дисперсности красного и черного пигментов можно получать коричневые пигменты, характеризующиеся однородным гранулометрическим составом.

Оранжевый пигмент производится путем смешивания красного и желтого железоокисных пигментов. Этот пигмент характеризуется высокими окрашивающими свойствами, укрывистостью и интенсивностью.

Зеленые пигменты производится путем смешивания желтого железоокисного пигмента и голубого фталоцианинового пигмента. Они светостойки и имеют прочную окрашивающую способность. 

Другая промышленная химия