3. Характеристика пігментів для лакофарбових матеріалів

Лакофарбові матеріали (ЛКМ) мають дві основні функції: декоративну і захисну. Вони оберігають дерево від гниття, метал - від корозії, утворюють тверді захисні плівки, які захищають вироби від руйнівного впливу атмосфери та інших впливів і подовжують термін їх служби, а також надають їм красивий зовнішній вигляд. Лакофарбові покриття довговічні. Для їх нанесення не потрібне додаткове, складне устаткування, і вони легше оновлюються. Тому такі покриття широко застосовуються як в побуті, так і в усіх галузях промисловості, на транспорті і в будівництві.

Властивості лакофарбних покриттів залежать не тільки від якості застосовуваних ЛФМ, а й від таких факторів, як спосіб підготовки поверхнідо забарвлення, правильний вибір і дотримання технологічного режиму забарвлення і сушки.

Захисна і декоративна функції лакофарбних матеріалів (ЛФМ) відомі дуже давно. З моменту появи ЛКМ як вони самі так і способи їх нанесення постійно удосконалюються. За останній час асортимент ЛКМ різко змінився: від натуральних фарб поступово перейшли до матеріалів на синтетичній основі, органічнорозтворювальним, з високим сухим залишком, порошковим 

2. Пігменти

Пігменти являють собою тонкі кольорові порошки, нерозчинні у речовині й розчиннику. Від них залежить не тільки колір, але і довговічність лакофарбового покриття. Подібно заповнювача в будівельних розчинах і бетонах, пігмент зменшує усадочні деформації плівки при її твердненні («висиханні») і при коливаннях вологості навколишнього середовища. Штучні пігменти з великою фарбувальної здатністю розбавляють білим тонкодисперсних наповнювачем, що здешевлює барвистий склад.

Наповнювачі: крейда, мелений вапняк або гіпс, порошки сірчанокислого барію або тальку, які не знижують атмосферостійкості покриття.Неорганічні пігменти складаються з оксидів і солей металів різного кольору.

Барвисті склади, що випускаються заводами, а також готуються на місці будівельних робіт, містять найчастіше неорганічні пігменти. Органічні пігменти - це малярська сажа, графіт і синтетичні барвники, що володіють високою фарбувальною здатністю. До них відносяться пігменти: жовтий і оранжевий светопрочности, червоний, блакитний. Пігменти бувають природні (крейда, вохра, мумія, залізний сурик, кіновар) і штучні.

До штучних пігментів, одержуваних шляхом хімічної переробки сировини, відносять білила, крони, ультрамарин, малярську лазур і ін Білі пігменти. До них відносяться білила, крейда, вапно, алюмінієва пудра. Титанові білила представляють собою тонкий порошок діоксиду титану TiO2.Їх вважають кращими із сучасних білил: вони светостойки, мають гарну покриває здатністю, неотруйні. Застосовують для виготовлення масляних, емалевих та інших зовнішніх і внутрішніх фарб по металу, дереву, штукатурці. Цинкові білила (в основному оксид цинку ZnO) светостойки, неотруйні. Однак, як і свинцеві білила, недостатньо стійкі до дії лугів.

Свинцеві білила - білий порошок основного карбонату свинцю 2РbСО ₃ * Pb (ОН) _2. Внаслідок токсичності їх застосовують рідко. Темніють при дії сірководню, сірчистого газу та інших сірчистих сполук. Тому свинцеві білила не можна, наприклад, змішувати з ультрамарин. Літопоновие білила, що складаються з обложених ZnS і BaSO _4, на світлі жовтіють. У зв'язку з чим їх застосовують у суміші з блакитним пігментом лише для внутрішніх фарбувань. Мел широко використовується як пігмент і наповнювач для разбеливании кольорових пігментів. Частіше за все входить до складу клейових забарвлень приміщень, силікатних фарб, побелок стель.

Повітряну вапно застосовують, головним чином, для побілки фасадів будівель. Алюмінієвий пігмент має пластинчасту форму частинок, завдяки якій отримують барвисте покриття, що має «панцирне» будова. Алюмінієва масляна фарбування металевих конструкцій оберігає їх від корозії, оскільки утворюється плівка водостійка, практично непроникна для ультрафіолетових променів і довговічна.

Жовті пігменти - крони і охри. Цинковий крон (хромат цинку) застосовують і основному для антикорозійних забарвлень металевих покриттів.Свинцеві крони (на основі хромату і сульфату свинцю) - це пігменти, що мають колір від лимонного до помаранчевого. Жовті крони змінюють свій колір під дією розчину лугів (червоніють).

Свинцеві крони токсичні, робота з ними вимагає дотримання вимог охорони праці. Вохри, звані іноді; земляними фарбами, складаються з гідроксиду заліза з домішкою глини. Колір охри може бути від світло-жовтого і золотистого до темно-жовтого в залежності від вмісту оксиду заліза і домішок. Прокаленная охра набуває коричневого або червоний колір.

Коричневі пігменти. Ця група пігментів включає умбру і ряд змішаних пігментів, одержуваних із залізного сурику і мумії. Умбра, як і охра, відноситься до числа земляних фарб. Це тонкий порошок глини, пофарбований у природних умовах Fе ₂ О _3, МnО ₂ і іншими домішками в різні відтінки коричневого кольору.

Зелені пігменти - оксид хрому, цинкова зелень і інші змішані пігменти. Оксид хрому Сr ₂ О ₃ володіє багатьма перевагами: стійкий до дії лугів, кислот та підвищених температур; для отримання зеленувато-синіх відтінків додають ультрамарин. Цинкову зелень одержують шляхом змішування кронов з малярною блакиттю і наповнювачем (BaSO _4); вона стійка до дії лугів.

Сині пігменти: ультрамарин і блакить малярна. Ультрамарин отримують сплавом каоліну із содою та сіркою (або Na ₂ SO ₄ і вугіллям).Найбільшого поширення знайшов синій ультрамарин, службовець пігментом в будівельних фарбах, застосовуваний також для фарбування паперу і в побуті («синька» використовується для підсинювання білизни, льону). Склад ультрамарину наближено виражається формулою Na ₄ Al ₃ Si ₃ S ₂ O _12.Хоча він стійкий до води, мила і слабких лугів, кислоти знебарвлюють ультрамарин, розкладаючи його з виділенням сірководню і кременевої кислоти. Малярська блакить представляє собою інтенсивно-синю сіль тривалентного заліза складу Fе ₄ [Fе (СN) _{6] 3.} У воді і кислотах блакить практично нерозчинні, але луги її розкладають з виділенням Fe (OH) _3. Тому при нанесенні на бетон або свіжу штукатурку ця фарба втрачає свій синій колір.

Червоні пігменти. З цієї групи пігментів найбільш відомі: залізний сурик - тонкий порошок оксиду заліза цегляно-червоного кольору, штучна мумія - пігмент, який має різні відтінки залежно від співвідношення складових частин Fe ₂ O ₃ та CaSO _4, природна мумія - тонкий мінеральний порошок, пофарбований у природних умовах оксидами заліза в червоний колір, свинцевий сурик - порошок червоно-оранжевого кольору, що містить в основному PbO * Pb ₂ O _3. Редоксайд - червоний железооксідний пігмент, стійкий до лужного середовища.

Чорні та сірі пігменти - малярська сажа, діоксид марганцю, тонкомолотий графіт. Малярська сажа - порошок майже чистого вуглецю.

Пігменти, що містять вуглець у вільному стані (до них відноситься сажа), утворюють з залізом гальванічну пару, котра прискорює корозію сталі. Діоксид марганцю МnО ₂ (піролюзит), що отримується з марганцевої руди, світло-і лугостійкі, порівняно дешевий пігмент. Графіт містить 70-95% вуглецю, в подрібненому вигляді застосовується як сірий пігмент. Основні властивості пігментів. Дисперсність пігменту впливає на всі його основні властивості. Чим дрібніше частинки пігменту, тим вище його покриваність і барвна здатність (до досягнення оптимального ступеня дисперсності).

Поліфракційний складу пігменту дозволяє отримати щільне барвисте покриття при мінімальному витраті сполучного речовини. Укривістостьхарактеризує витрата барвистого складу (по масі) на одиницю поверхні, що фарбується.

Фарбувальна здатність - це властивість пігменту передавати свій колір білому пігменту. Маслоємність характеризується кількістю (в м) оліфи, необхідним для перетворення 100 г пігменту в пасти. Світлостійкість - властивість зберігати свій колір при дії ультрафіолетових променів. Більшість природних пігментів (охра, залізний сурик і ін) светостойки.

Літопоновие білила жовтіють на світлі, деякі органічні пігменти знебарвлюються. Атмосферостійкість - властивість тривалий час протистояти впливу атмосферних факторів: води, кисню повітря, сірчистих та інших газів, попі ремінному зволоженню і висиханню, нагрівання і охолодження.

Антикорозійні властивості характеризують здатність пігменту (у поєднанні з відповідним сполучною) утворити покриття, що захищає сталь від корозії (анодна захист). При фарбуванні сталевих конструкцій слід використовувати антикорозійні пігменти. До числа таких пігментів відносяться, наприклад, алюмінієва пудра, цинкові білила, цинкові та свинцеві крони, свинцевий і залізний сурик. Алюмінії в ряді напруг металів займає місце вище заліза. При утворенні гальванічної пари алюмінії стає анодом, прагне перейти в стан іонів, а залізо є катодом і не піддається зміні; утворюється плівка гідроксиду алюмінію захищає поверхню сталевої конструкції. Інші з перерахованих пігментів, наприклад, свинцевий сурик, дають у суміші з маслом оліфи нерозчинні солі жирних кислот, теж охороняють метал від корозії.

Дорожній асфальтобетон / Гезенцвей Л.Б., Горелишев Н.В., Богуславський А.М., Корольов І.В.. Під ред. Л.Б. Гезенцвея. - М.: Транспорт, 1985. - 350 с.  Колишев В.І., Сілкін В.В., Маренич П.В. Асфальтобетонні та цементобетонні заводи дорожнього будівництва. - М., «Транспорт», 1976. - 224 с.  Корольов І.В., Фінашін В.М., Феднер Л.А. Дорожньо-будівельні матеріали. - М.: Транспорт, 1988. - 304 с.  Корольов І. В. Шляхи економії бітуму в дорожньому будівництві. - М.: Транспорт, 1986. - 149 с.