Справочник строительных материалов

Пигменты

Пигменты

Пигменты являются одной из составных частей красок и эмалей. От типа пигмента зависят цвет лакокрасочного покрытия, его укрывистость, а также устойчивость к действию атмосферных факторов, химических реагентов и высоких температур.

Пигменты обладают определённым цветом, так как они способны избирательно отражать лучи дневного света. Когда на пигмент падает световой луч, то часть лучистой энергии поглощается, а другая отражается, окрашивая пигмент в цвет отраженных лучей.

Пигмент, отражающий почти весь падающий на него свет, кажется белым, а пигмент, поглощающий падающие на него  световые лучи - черным.

Основными цветами следует считать три - красный, синий и желтый. Смешивая их между собой, можно получить фиолетовый, оранжевый, зеленый. В малярной технике такой способ наложения краски на краску носит название «лессировка».

Следует иметь в виду, что, смешивая пигменты между собой, мы получим равномерно окрашивающую краску, только тогда, когда показатели плотности пигментов близки.

Цветные краски - хроматические; сочетания черного и белого - ахроматические цвета.

Химический состав пигмента обуславливает его главные свойства: термос-тойкость, коррозионную и химическую устойчивость, цвет. Содержание водорастворимых солей в пигментах должно быть минимальным, так как под действием воды (дождь, погружение в морскую или речную воду) они вымываются, пленка становится пористой и разрушается.

Дисперсность пигмента характеризуется размерами его частиц, которые не должны превышать толщину пленки красочного покрытия, иначе поверхность будет неровной, шероховатой. Наилучшая укрывистость достигается при использовании частиц пигмента 0,2-10 мкм. Пигменты, как правило, отличают-ся высокой тонкостью помола и просеиваются сквозь сито 10000 отв./кв.см. Для определения дисперсности пигментов используют методы ситового, микроскопического и седиментометрического анализов.

Маслоёмкость - это способность частиц пигмента удерживать на своей поверхности  определенное количество масла. Выражается она в граммах на 100 грамм пигмента и колеблется обычно от 40 до 100. Посколку стоимость связующего обычно выше, чем пигмента, более экономичны пигменты с малой маслоемкостью. Кроме того, чем меньше связующего требуется для получения краски малярной консистенции, тем более долговечным будет покрытие (см. особенности твердения олифы). Для определения маслоемкости к пигменту добавляют по каплям масло, перемешивая при этом смесь стеклянной палочкой до тех пор, пока вся масса не превратится в комок.

Укрывистостью называют способность краски (или пигмента, затертого на олифе) при равномерном нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней. Укрывистость выражается в граммах краски (пигмента), необходимой для того, чтобы сделать невидимым цвет закрашива-емой поверхности площадью в 1 м2. Укрывистость пигментов считают отличной, если она составляет 20-60 г/м2. Например, у железного сурика она 35 г/м2, у охры - 180 г/м2. Укрывистость в основном зависит от формы и размера частиц, цвета пигмента. В ряде случаев фирмы указывают расход краски (укрывис-тость) в метрах квадратных с одного килограмма (литра) краски.

Кроме того, важное значение имеют такие свойства пигмента, как плотность, которая колеблется от 0,5 г/см3 (сажа), до 9,55 г/см3 (свинцовый сурик); интенсивность цвета, красящая способность, заключающаяся в способности пигмента передавать свой цветовой тон смеси с белым пигментом; светоус-тойчи-вость; безвредность для здоровья работающих; щелочестойкость (для силикатных, цементных и известковых красок); коррозийная стойкость и т.д.

Цвет - свойство тел вызывать определённое зрительное ощущение в соответ-ствии со спектральным составом и интенсивностью. Основные качества цвета - цветовой тон, насыщенность и светлота. Цвет лакокрасочных материалов зависит в основном от цвета пигментов, наполнителей и связующих. Цвет определяет визуальным и инструментальным методами (ГОСТ 16873-78).

Блеск - способность поверхности направленно отражать световой поток. Блеск лакокрасочных покрытий устанавливают фотоэлектрическим методом. Сущность метода заключается в измерении величины фототока, возбуждаемого в фотоприёмнике под действием пучка света, отражённого от поверхности испытываемого покрытия.

Светостойкость - свойство материала сохранять свой цвет под действием световых лучей. В процессе эксплуатации лакокрасочные материалы изменяют свой цвет под действием ультрафиолетовых лучей естественного света и источников искусственного освещения, излучающих ультрафиолетовые лучи. Лакокрасочные материалы заводского изготовления - готовые лакокрасочные материалы, а также пигменты, связующие и другие материалы, составляющие окрасочную плёнку, должны быть светостойкими. Это особенно важно для наружных лакокрасочных покрытий фасадов и кровель зданий, открытых металлических конструкций.

У лакокрасочных материалов и неорганических пигментов определяют условную светостойкость (ГОСТ 21903-76).

Атмосферостойкость - свойство лакокрасочного покрытия сопротивляться разрушающему действию солнечных лучей, дождя, мороза, снега, ветра, и других атмосферных факторов (например, газов и пыли, загрязняющих нижние слои атмосферы).

Для определения атмосферостойкости (ГОСТ 6992-68) образцы с лакокрасочным покрытием выдерживают в атмосферных условиях с последующей количественной оценкой стойкости покрытия по изменению декоративных и защитных свойств. Испытания проводят на атмосферных площадках, расположенных на открытом воздухе  на крыше здания или на земле.

Наибольшее распространение получили неорганические пигменты, они делятся на природные и искусственные. Природных сравнительно немного, добываются они из недр земли и в своем естественном виде готовы к употреблению. Они уступают искусственным по яркости и насыщенности цвета, но дешёвы, безвредны и весьма устойчивы к атмосферным и химическим воздействиям.

Природные минеральные пигменты

Мел - порошок белого цвета. Состоит в основном из углекислого кальция (CaCO3). Применяется в водных красках и шпатлевках.

Мумия - красный, с коричневым оттенком пигмент. Представляет собой алюмо-силикат, окрашенный окислами железа. Применяется со всеми видами связующих.

Сурик железный - коричневато-красного цвета, представляет собой размолотую в мелкий порошок железную руду и в основной массе состоит из оксида железа (78-85%). Отличается свето-  и атмосферотойкостью.

Охра - желтый пигмент, состоящий из глин, окрашенных 10-25% раствором Fe2O3. Дешевый и стойкий пигмент.

Умбра - коричневый, с зеленым оттенком пигмент, содержит до 50% оксида железа  и MnO.

Сиена - тёмно-желтый, по составу алюмосиликат с содержанием 45-70% оксида железа. Сиена жженая имеет каштановый цвет.

Киноварь - сернистая ртуть. Встречается в виде минерала красного цвета.

Боксит (от белого до красного цвета) состоит в основном из гидроксидов алюминия. Отличается высокой атмосферостойкостью, светостойкостью и укрывистостью.

Пиролюзит (от черного до серо-стального цвета) состоит из перекиси марганца. Применяется для производства водных красящих составов.

Графит - темно-серый минерал, состоящий из углерода. Используется для покрытия орячих металлических поверхностей.

Искусственные минеральные пигменты

Белые пигменты

Белила цинковые - по составу представляют собой оксид цинка с небольшим количеством примесей. Эти белила применяются как для внутренних, так и для наружных работ. Они обладают хорошей свето- и атмосферостойкостью. Укрывистость  - не более 100-110 г/м2, коэффициент отражения - 99,7%.

Белила литопон - тонкий порошок - продукт осаждения из раствора смеси ZnSO4 и BaSO4. Для получения атмосферостойких покрытий не пригоден, так как не обладает атмосферостойкостью (желтеет на свету). Укрывистость литопона не более 110 г/см3, коэффициент отражения - 97,8%. Для повыше-ния светостойкости литопона при его изготовлении добавляют к раствору сернокислого цинка 0,01-0,015% (от массы ZnSO4) сернокислого кобальта. При хранении в темноте сереет.

Белила титановые - порошок двуокиси титана.  Двуокись титана по своей укрывистости превосходит все другие белые пигменты. Она нейтральна и может быть введена во все пленкообразующие. Укрывистость составляет - 50-70 г/м2. Коэффициент отражения - 98,9%. Отличаются высокой долговечностью, но дороже других видов белил.

Белила свинцовые - углекислый свинец, атмосферостоек,  химически вреден, поэтому применяется для наружной отделки.

Желтые пигменты

Из желтых пигментов наибольшее техническое значение имеют кроны, обладающие высокими защитными (антикоррозийными) свойствами. Кроме того, кроны улучшают пластические свойства малярных составов, способствуют равномерному  распределению краски по окрашиваемой поверхности.

Крон свинцовый представляет собой хромат свинца (желтого цвета), а более светлый цвет -  смесь хромата свинца с различным количеством сульфата свинца. Укрывистость кронов колеблется  в пределах от 40 г/кв.м. (для желтого крона) до 190 г/м2 (для лимонного). Плотность желтого крона - 6,12 г/см3.

Крон цинковый - порошок светложелтого цвета. Чем больше в составе крона CaСO3 и К2О, тем ярче его цвет, чем больше ZnO, тем он белее. Укрывистость крона в пересчете на сухой пигмент  не более 120-170 г/м2 (в зависимости от марки). Плотность - 3,46 г/см3.

Крон стронциевый - лимонно-желтый порошок, обладает хорошей светос-тойкостью, превосходящей светостойкость свинцовых и цинковых кронов.

Красные пигменты

Сурик свинцовый - это искусственно получаемый оранжевый или красный порошок, ядовит. По составу представляет собой свинцовую соль орто-свинцовой кислоты. Обладает высокой коррозийной стойкостью. Используется в замазках - уплотнителях водопроводных труб.

Марс красный - красящим веществом в нем является оксид железа. Укрывистость его составляет 10-20 г/м2, плотность - 4-4,5 г/м3.

Сурик железный - искусственный пигмент, получаемый помолом колчеданных огарков, отличается высокой коррозийной стойкостью.

Синие пигменты

Лазурь малярная - искусственный пигмент, имеющий вид темно-синего порошка, Она устойчива к действию слабых кислот, но не устойчива к действию щелочей. Поэтому ее не используют в красках, предназначеных для нанесения по штукатурке, и в слабощелочных красках (латексных). Она представляет собой сложный цианид железа и щелочного металла.

Кобальт синий - содержит соли кобальта и алюминия, получается путем прокаливания при температуре - 1350 °С. Светостоек, стоек к действию щелочей и кислот. Ускоряет сушку масляных красок. Способен выдерживать высокие температуры и используется для окраски горячих поверхностей.

Ультрамарин - продукт обжига смеси каолина + кварца + соды (от синих до светло-лазурных тонов).

Берлинская лазурь - ярко-голубой пигмент (железная соль железистосине-родистой кислоты).

Зеленые пигменты

Оксид хрома - пигмент темно-зеленого цвета, нерастворимый в щелочах и кислотах. Применяется для приготовления химически устойчивых, жаро- и атмосферостойких красок. Его химический состав - оксид хрома с небольшими примесями водорастворимых солей. Плотность - 4,6 - 5,2 г/м3., температура плавления - 1990 °С.

Зелень изумрудная - гидроксид хрома.

Медянка - основная уксуснокислая соль меди. Ее часто применяют со свинцо-выми белилами. Чернеет от сероводорода. Под действием света меняет бирюзо-вый цвет на ярко-зеленый.

Кроме того, применяют зелень изумрудную, свинцовую, пинковую.

Черные пигменты

Сажа печная, нефтяная, газовая - продукт неполного сжигания различных углеродосодержащих веществ, является почти чистым углеродом. Обладает высокой атмосферо- и светостойкостью.

Кость жженая - содержит в своем составе 10% углерода. 84% кальция, 6% углекислого кальция. Получается обжигом без доступа воздуха обезжиренных грубоизмельченных костей животных.

Металлические пигменты или бронзы

Являются порошками меди, алюминия, сплавов никеля и цинка (мельхиор) и других цветных металлов, тонко измельченных на специальных мельницах.

В отличие от минеральных пигментов бронзовые порошки характеризуются пластинчатой формой частиц, обеспечивающих высокую укрывистость. Благо-даря такой форме эти частицы образуют в покрытии чешуйчатую поверхность, хорошо защищающую материал основания  от воздействия агрессивных сред.

По основным оттенкам бронзы делятся на серебристые и золотистые. Оттенки бронзы получаются путем химической обработки в спиртовых растворах с анилиновыми красителями. При этом могут быть получены бронзы различных оттенков: голубого, фиолетового, пурпурного.

В золотистой бронзе металлические чешуйки должны быть отполированы во вращающихся барабанах при помощи жирных полировочных составов.

Бронзирование металлических конструкций мостов, ферм, резервуаров, скульп-тур и т.д. хорошо предохраняет их от вредных внешних влияний.

Серебристый пигмент - алюминиевая пудра. Представляет собой почти чистый алюминий и содержит 3-4% парафина, предохраняющего его от окисления и устраняющего опасность самовозгорания и взрыва. Марки ПАК-1, ПАК-2, ПАК-3, ПАК-4. Укрывистость - 10 г/м2. Кроме того, применяют огнезащитные краски с использованием вспученного вермикулита (золотистого и серебристого цветов).

Искусственные органические пигменты

Органические красящие вещества обычно отличаются от неорганических большей дисперсностью, более высокой интенсивностью и яркостью цвета. Однако светотермохимическая стойкость их хуже.

Наибольшее применение находят органические черные пигменты: нигрозин, индулин; синие пигменты: ортолоциановый голубой, монастраль, индатрен; красные пигменты: литоль, ширлах; ганза желтый-лимонно-желтый с зелено-ватым оттенком; пигменты алый, красный, зеленый. Применяются также фарблаки - пигменты, получаемые путем осаждения анилиновых красителей на белую основу, такие как мел и белила.