§ 2. Пигменты

Пигменты представляют собой тонкие цветные порошки, не растворимые в связующем веществе и растворителе. От них зависит не только цвет, но и долговечность лакокрасочного покрытия. Подобно заполнителю в строительных растворах и бетонах, пигмент уменьшает усадочные деформации пленки при ее твердении («высыхании») и при колебаниях влажности окружающей среды. Искусственные пигменты с большой красящей способностью разбавляют белым тонкодисперсным наполнителем, что удешевляет красочный состав. Наполнителями служат мел, молотый известняк или гипс, порошки сернокислого бария или талька, не снижающие атмосферостойкости покрытия.

Неорганические пигменты почти полностью состоят из окислов и солей металлов различного циста.

Красочные составы, выпускаемые заводами, а также приготовляемые на месте строительных работ, содержат чаще всего неорганические пигменты.

Органические пигменты — это сажа малярная, графит и синтетические красящие вещества *, обладающие высокой красящей способностью. К ним относятся: пигменты желтый и оранжевый светопрочные, пигмент алый, пигмент голубой.

Пигменты бывают природные (мел, охра, мумия, сурик железный, киноварь) и искусственные. К искусственным пигментам, получаемым путем химической переработки сырья, относят белила, кроны, ультрамарин, лазурь малярную и др.

Белые пигменты. К ним относят белила, мел, известь.

Титановые белила представляют собой тонкий порошок двуокиси титана ТЮг. Их считают лучшими из современных белил: они светостойки, обладают хорошей кроющей способностью, не ядовиты. Применяют для изготовления масляных, эмалевых и других наружных и внутренних красок по металлу, дереву, штукатурке.

Цинковые белила — в основном окись цинка ZnO — светостойки, не ядовиты, но так же, как и свинцовые белила, недостаточно стойки к действию щелочей.

Свинцовые белила — белый порошок основного углекислого свинца 2РС03-РЬ(ОН)г. Применяют их редко вследствие токсичности. Темнеют при действии сероводорода, сернистого газа и других сернистых соединений. Поэтому свинцовые белила нельзя, например, смешивать с ультрамарином.

Литопоновые белила, состоящие из осажденных сернокислого цинка и сернокислого бария, на свету желтеют. Поэтому их применяют в смеси с голубым пигментом для внутренних покрасок.

Мел широко используют как пигмент и наполнитель для разбеливания цветных пигментов. Чаще всего входит в состав клеевых окрасок помещений, силикатных красок, побелок потолков.

Известь воздушную применяют главным образом для побелки фасадов зданий.

Алюминиевый пигмент имеет пластинчатую форму частиц, благодаря которой получают плотное красочное покрытие, имеющее «панцирное» строение. Алюминиевая масляная окраска металлических конструкций предохраняет их от коррозии, поскольку образующаяся пленка водостойка, практически непроницаема для ультрафиолетовых солнечных лучей и долговечна.

Желтые пигменты — кроны и охры.

Крон цинковый (хромовокислый цинк) применяют в основном для антикоррозионных окрасок металлических покрытий.

Кроны свинцовые (соединения хромовокислого и сернокислого свинца) — это пигменты, имеющие цвет от лимонного до оранжевого. Желтые кроны изменяют свой цвет под действием раствора щелочей (краснеют). Свинцовые кроны токсичны, работа с ними требует соблюдения требований охраны труда.

Охры, называемые иногда земляными красками, состоят из гидрата окиси железа с примесью глины. Цвет охры может быть от светло-желтого и золотистого до темно-желтого в зависимости от содержания окиси железа и примесей. Прокаленная охра приобретает коричневый или красный цвета.

Коричневые пигменты. Эта группа пигментов включает умбру и ряд смешанных пигментов, получаемых из железного сурика и мумии с добавкой измельченной перекиси марганца и окиси хрома. Умбра, так же как и охра, относится к числу земляных красок. Это тонкий порошок глины, окрашенный в природных условиях Fe203, Mn02 и другими примесями в различные оттенки коричневого цвета.

Зеленые пигменты — окись хрома, зелень цинковая и другие смешанные пигменты.

Окись хрома Сг20з обладает многими достоинствами: устойчива к действию щелочей, кислот и повышенных температур. Для получения зеленовато-синих оттенков добавляют ультрамарин.

Зелень цинковую получают смешением кронов с малярной лазурью и наполнителем (BaSC>4). Она устойчива к действию щелочей.

Синие пигменты: ультрамарин и лазурь малярная.

Ультрамарин получают сплавлением каолина с содой и серой (или Na2S04 и углем). Наибольшее распространение нашел синий ультрамарин, служащий пигментом в строительных красках, применяемый также для окраски бумаги и в быту («синька» используется для подсинивания белья, льна). Состав ультрамарина приближенно выражается формулой Na4Al3Si3S20i2. Хотя он стоек к воде, мылу и слабым щелочам, кислоты обесцвечивают ультрамарин, разлагая его с выделением сероводорода и кремниевой кислоты.

Лазурь малярная представляет собой интенсивно синюю соль трехвалентного железа состава Fe4[Fe(CN6)b. В воде и кислотах лазурь практически нерастворима, но щелочи ее разлагают с выделением Fe(OH)3. Поэтому при нанесении на бетон или свежую штукатурку эта краска теряет свой цвет.

Красные пигменты. Из этой группы пигментов наиболее широко применяют сурик железный, мумию, сурик свинцовый.

Сурик железный — тонкий порошок окиси железа кирпично-красного цвета.

Мумия искусственная — пигмент, имеющий различные оттенки н зависимости от соотношения составных частей — окиси железа и сернокислого кальция.

Мумия природная — тонкий минеральный порошок, окрашенный в естественных условиях окислами железа в красный цвет. .

Сурик свинцовый — порошок красно-оранжевого цвета, содержащий в основном перекись свинца РЬО-РЬг03.

Редоксайд — красный железоокисный пигмент, стойкий к щелочном среде.

Черные и серые пигменты — сажа малярная, перекись марганца, тонкомолотый графит.

Сажа малярная представляет порошок почти чистого углерода. Пигменты, содержащие углерод в свободном состоянии (к ним относится сажа), образуют с железом гальваническую пару, ускоряющую коррозию стали.

Перекись марганца Мп02 (пиролюзит), получаемая из марганцевой руды, свето- и щелочестойкий, сравнительно дешевый пигмент.

Графит содержит 70 — 95% углерода, в измельченном виде применяется как серый пигмент.

Основные свойства пигментов. Дисперсность пигмента влияет на все его основные свойства. Чем мельче частицы пигмента, тем выше его укрывистость и красящая способность (до достижения оптимальной степени дисперсности). Полифракционный состав пигмента позволяет получить плотное красочное покрытие при минимальном расходе связующего вещества.

Укрывистость характеризует расход красочного состава (по массе) на единицу окрашиваемой поверхности.

Красящая способность — это свойство пигмента передавать свой цвет белому пигменту.

Маслоемкость характеризуется количеством (в г) олифы, необходимым для превращения 100 г пигмента в пастообразное состояние.

Светостойкость — свойство сохранять свой цвет при действии ультрафиолетовых лучей. Большинство природных пигментов (охра, сурик железный и др.) — светостойки. Литопоновые белила желтеют на свету, некоторые органические пигменты обесцвечиваются.

Атмосферостойкость — свойство длительное время противостоять воздействию атмосферных факторов: воды, кислорода воздуха, сернистых, и других газов, попеременному увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.

Химическая стойкость к действию щелочей и кислот. Ряд пигментов изменяет свой цвет или обесцвечивается при соприкосновении с щелочными растворами. Например, малярная лазурь в щелочной среде обесцвечивается, свинцовый желтый крон краснеет. Подобные пигменты не применяют для изготовления красочных составов, наносимых на поверхность свежего бетона или цементно-известковой штукатурки. Щелочестойкими являются почти все природные пигменты (охры, мумия, умбра, перекись марганца), а также многие искусственные пигменты (титановые белила, окись хрома, органические пигменты «алый» и «оранжевый»).

Для изготовления специальных кислотостойких красок применяют только кислотостойкие пигменты (графит, титановые белила, окись хрома).

Безвредность для здоровья работающих является важным требованием к пигменту. Пигменты, содержащие соединения свинца (свинцовые белила, крон и сурик свинцовые), токсичны и при их применении необходимо соблюдать установленные правила охраны труда,