9.1.3. Литопон

Нормальным литопоном называется эквимолекулярная смесь пигмента — сульфида цинка и наполнителя — сульфата бария, полученная соосаждением из растворенных в воде солей:

BaS + ZnSO₄ → ZnS  BaSO₄.

Высокопроцентный литопон содержит вдвое больше ZnS и может быть получен по реакции

2BaS + ZnSO₄ + ZnCl₂ → 2ZnS  BaSO₄ + BaCl₂.

Сульфид цинка кристаллизуется в двух сингониях: кубической сфалерит и гексагональной — вюртцит. Только вюртцит обладает высокими пигментными свойствами. При осаждении из раствора образуется сфалерит, который при 1020 °С переходит в вюртцит, но при такой температуре часть ZnS разлагается и переходит в ZnO. Добавка небольших количеств (0,005%) CoS снижает температуру перекристаллизации до 700 °С. Во избежание обратного перехода вюртцита в сфалерит расcкаленный продукт быстро охлаждают («гасят») в холодной воде, при этом пигментные свойства значительно улучшаются; возрастают укрывистость и красящая способность, снижается маслоемкость, улучшается цвет, облегчается диспергирование. Все эти изменения обусловлены распадом агрегатов, т. е. увеличением дисперсности при гашении.

Литопон не светостоек, под воздействием солнечных лучей он при обретает серую окраску, которая очень медленно в темноте может исчезнуть. Потемнение наблюдается только в присутствии ZnO и влаги и объясняется протеканием на свету реакции:

2ZnO +ZnS → 3Zn + SO₂.

Выделившийся металлический цинк и придает пигменту серую окраску. С течением времени он может окислиться в ZnO белого цвета, и тогда серый оттенок пигмента исчезает. Присутствие в сырье кобальта снижает температуру прокаливания и уменьшает возможность образо­вания ZnO. Для получения так называемого светостойкого литопона после прокаливания из него удаляют ZnO, растворяя его слабой (2%-ной) соляной или серной кислотой с последующей отмывкой. Поскольку эта операция удорожает продукт, она проводится не всегда.

Литопон нейтрален, в воде нерастворим, щелочи на него не действуют, неорганические кислоты могут разлагать ZnS с выделением H₂S. С жирными кислотами масел химически не взаимодействует. Прочность пленок, пигментированных литопоном, определяется свойствами самого пленкообразователя.

Литопон применяется для пигментирования лакокрасочных мате риалов на основе любых пленкообразователей; особенно пригоден он для воднодисперсионных красок, так как не вызывает коагуляции Из-за недостаточной свето- и атмосферостойкости покрытия, пигментированные литопоном, пригодны к эксплуатации только внутри помещений. Литопон практически безвреден и находит применение в производстве клеенки, санитарных и бытовых изделий из резины.

9.1.4. Свинцовые белила

Свинцовые белила (основной карбонат свинца) имеют переменный состав: соотношение РbСО₃: Рb(ОН)₂ меняется от 3:2 до 5:2; наилучшие пигментные свойства соответствуют соотношению 2: 1, т. е. составу 2РbСО₃  Рb(ОН)₂.

Как средний, так и основной карбонаты свинца кристаллизуются одинаково в гексагональной системе. Однако средний карбонат свинца пигментными свойствами не обладает.

Основной карбонат свинца мало растворим в воде, сравнительно легко растворяется в кислотах и щелочах. Благодаря наличию основных групп реагирует с пленкообразователями, содержащими карбоксильные группы, что способствует структурированию пленкообразователя в покрытиях, повышению деформационно-прочностных, изолирующих и водоотталкивающих свойств покрытий. Свинцовые белила обладают невысокой укрывистостью, но высокой свето-, атмосферо- и водостойкостью. В случае масляных пленкообразователей основной карбонат свинца реагирует с жирными кислотами масел и образует на поверхности частиц нерастворимые мыла, которые не смачиваются водой (гидрофобны), поэтому покрытия обладают высоким глянцем и водоотталки­вающим свойством. Свинцовые белила не пропускают коротковолновую часть солнечного спектра в толщу покрытия, предохраняют пленку от деструкции и сохраняют ее защитные и декоративные свойства в течение 10—15 лет даже в жестких условиях морского тропического климата. Свинцовые белила являются одним из самых эффективных противокоррозионных пигментов. Взаимодействуя с коррозионно-активными газами (Сl₂, SO₃, H₂S), они значительно замедляют процесс коррозии металла под лакокрасочным покрытием (от сероводорода покрытия темнеют вследствие образования черного сульфида свинца).

Свинцовые белила весьма токсичны и дороги. ПДК в воздухе рабочей зоны 0,01 мг/м³. Производство и применение свинцовых белил в СССР с 1930 г. ограничено специальным законом. Однако, поскольку нет равноценной по атмосферостойкости замены свинцовых белил, для окраски морских судов, мостов и других инженерных конструкций в ограниченном количестве выпуск свинцовых белил продолжают.