Оптические свойства неорганических пигментов

Одним из важнейших оптических свойств является цвет неорганического пигмента. От него зависит окрас лакокрасочного покрытия. Благодаря цвету, покрытие приобретает привлекательный внешний вид, кроме того, он может оказывать влияние и на защитные свойства.

Вот, например, покрытие белого цвета будет отражать от своей поверхности весь падающий свет, и покрытие не будет нагреваться.

По цвету, все неорганические пигменты подразделяются на:

· хроматические и

· ахроматические.

 

Хроматические – это все окрашенные, т.е. цветные пигменты.

К ахроматическим относятся неокрашенные вещества, т.е. белые, черные и нейтрально серые.

Важной характеристикой белых пигментов является их белизна (насколько их цвет приближается к идеально белому).

Цвет ахроматических пигментов характеризируют показатели отражения или поглощения.

Цвет всех хроматических (окрашенных) пигментов можно охарактеризовать тремя показателями:

· яркостью,

· насыщенностью и

· цветовым тоном.

Количеством отраженного света характеризируется яркость (или светлота).

Чистота цвета или насыщенность – это степень приближение цвета к спектральному.

Длинной волны, которая доминирует в спектре отражения пигмента, определяется цветовой тон.

Показатель преломления оказывает влияние на укрывистость (одна из важнейших технических характеристик), т.е. и на целесообразность его применения, экономичность пигмента. Данный показатель полностью зависит от кристаллического строения пигмента. Показатель преломления увеличивается с увеличением плотности упаковки структурных единиц кристалла.

Укрывистость пигмента – это его способность создавать непрозрачный слой лакокрасочного материала (такой, что обрабатываемая поверхность не видна под слоем ЛКМ). С увеличением укрывистости пигмента уменьшается расход лакокрасочного материала, а сам ЛКМ удешевляется. Выражается укрывистость массой пигмента, которая приходится на единицу укрываемой поверхности.

Укрывистость пигмента можно определить, использовав явления поглощения и отражения света. Хроматические сильно окрашенные пигменты, черные – поглощают свет, а светлые слабоокрашенные и белые, наоборот, отражают.

Показатель преломления пленкообразующих веществ около 1,4 – 1,8. Если показатель преломления пигмента больше 1,65 – то он называется кроющим.

 

Если величина показателя преломления пигмента близка к значению пленкообразующего вещества – такой пигмент называется лессирующим (неукрывающим).

Коррозионная и атмосферная стойкость неорганических пигментов

Пигмент, как и все составляющие лакокрасочного материала, должен быть термостойким и светостойким, т.к. он оказывает влияние на атмосферостойкость готового покрытия (в большинстве случаев играет основную антикоррозионную функцию).

Все пигменты по влиянию на антикоррозионные свойства лакокрасочного материала можно разделить на: нейтральные, ингибиторы и стимуляторы. Пигменты-стимуляторы при нарушении целостности лакокрасочного покрытия будут только интенсифицировать процесс коррозии, нейтральные пигменты не окажут никакого действия, а ингибиторы коррозии будут защищать поверхность.

Их используют для приготовления известковых и клеевых красок, шпаклевок и цветных строительных растворов.

К этой группе пигментов относят:

· мел природный молотый белого цвета;

· охру сухую желтого цвета (глина с содержанием более 15 % оксида железа);

· сурик железный (Fe₂0₃, FeO) коричнево-красного цвета, обладающий высокой свето- и антикоррозионной стойкостью;

· мумию естественную сухую (бокситную, светлую и темную), имеющую светло-коричнево-красный цвет;

· графит серый;

· глауконит зеленый и

· пероксид марганца черного цвета.

Пигменты искусственные минеральные получают путем химической переработки минерального сырья(производятся промышленным путем по специальным технологиям)

 

 

БЕЛЫЕ

 

диоксид титана Ti0₂ белого цвета, получаемый из титановых руд;

белила цинковые, получаемые возгонкой металлического цинка с последующим окислением паров цинка; они обладают хорошей укрывистостью, светостойкостью, не ядовиты;

литопон белого цвета, представляющий собой смесь сернистого цинка и сернокислого бария; он недостаточно устойчив против действия атмосферы, применяют преимущественно для внутренних работ;

 

ЧЕРНЫЕ И СЕРЫЕ

 

сажа газовая — продукт сжигания газов (ацетилена), является наиболее легким пигментом, имеет высокую кроющую и красящую способность, устойчива к действию кислот и щелочей.

Графит- чистый кристаллический углерод, природный минерал или графитовый концентрат из руд, серого цвета с металлическим жирным блеском, чешуйчатого строения.

 

КРАСНЫЕ

сурик свинцовый красного цвета получают прокаливанием свинцового глета при температуре 450 °С; обладает стойкостью к действию щелочей, но растворяется в кислотах, хорошо защищает сталь от коррозии; применяют в масляных красках, антикоррозионных грунтовках по металлу и дереву;

ЖЕЛТЫЕ

 

крон цинковый малярный сухой светло-желтого (лимонного) цвета, представляющий собой двойное соединение оксида хромитов цинка с хромовокислым калием или натрием; содержит небольшое количество основных сернокислых или хлористых солей цинка; применяют в масляных, клеевых и грунтовых красках по металлу;

Охра -природный пигмент, состоящий из гидрата окиси железа с примесью глины.

Сиена натуральная - природный железоокисный жёлто-коричневый пигмент, гидрат окиси железа с примесью глинистых минералов и двуокиси марганца. Одна из разновидностей охр, отличающаяся от неё большим количество железа и почти полным отсутствием глины

 

 

 

КОРИЧНЕВЫЕ   

 Умбра - минеральный коричневый пигмент из глины, окрашенной о́кислами железа и марганца. По составу натуральная умбра близка к охре, от которой отличается высоким содержанием марганца — от 6 до 16 % в пересчёте на оксид марганца(IV)

Натуральная                                                       жженая

 

СИНИЕ

 

 

ультрамарин синего цвета, обладающий средней свето- и щелочестойкостью; применяют в масляных красочных составах, в цветных растворах и известковых красках;

 

Синий кобальтХимически кобальтовый синий пигмент представляет собой оксид кобальта (II) -оксид алюминия или алюминат кобальта (II), CoAl 2 O 4. Кобальтовый синий светлее и менее насыщен, чем пигмент берлинский синий (на основе цианида железа). Он чрезвычайно стабилен

 

Железная лазурь - один из самых ранних искусственных пигментов современной эпохи. Цвет лазури варьируется от светло-синего до темно-синего. Она обладает высокой красящей способностью, светостойкостью, стойкостью к атмосферным воздействиям, стойкостью к кислотам, но легко разлагается даже самыми слабыми щелочами.

 

ЗЕЛЕНЫЕ

 

оксид хрома Сг₂0₃ зеленого цвета обладает стойкостью к действию кислот, щелочей, света и высоких температур; получают нагреванием измельченной смеси К₂О₂О₇ с каким-либо восстановителем (порошком древесного угля, серы); применяют во многих красках;

Цинковая сухая зелень - пигмент, аналогичный свинцовой зелени.Неорганический синтетический пигмент, получаемый при механическом смешивании цинкового крона, железной лазури и наполнителя — барита. Цинковая зелень обладает более ярким и чистым цветом и большей стойкостью к действию солнечного света по сравнению со свинцовой зеленью.

Свинцовая сухая зеленьнеорганический синтетический пигмент, получаемый при смешивании свинцового лимонного крона, железной лазури и наполнителя — барита и талька.
Промышленность выпускает свинцовую зелень светлую и темную, № 1 и № 2. В зелени № 1 содержится 50%, а в зелени № 2— 75% барита или талька.Пигмент обладает высокой красящей способностью, укрывистостью (от 20 до 42 г/м2) и антикоррозионными свойствами. Свинцовая зелень, как и все пигменты, содержащие свинец, темнеет от сероводорода и краснеет от щелочи.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

Металлические порошки применяют наряду с минеральными искусственными пигментами: это

· алюминиевая пудра — тонкий порошок металлического алюминия — для наружной окраски металлических конструкций и для декоративной окраски;

 

· пудра золотистая — бронзовый порошок — для декоративной окраски

 

 

Органические пигменты представляют собой синтетические красящие вещества органического происхождения, они обладают высокой красящей способностью и чистотой цвета. Органические пигменты нерастворимы или малорастворимы в воде и других растворителях.

Органические пигменты в лакокрасочной промышленности получили менее широкое распространение по сравнению с их неорганическими сородичами. Это обуславливается тем, что органические пигменты несколько уступают неорганическим по своим характеристикам.

Пигменты органического происхождения отличаются очень высокой интенсивностью. Эмали и краски, на их основе, привлекают своей насыщенностью, яркостью и глубоким цветом.

Но стойкость органических пигментов к коррозии, укрывистость, устойчивость к воздействию света, атмосферной коррозии оставляют желать лучшего. Кроме того, данные вещества, используемые в лакокрасочной промышленности, чувствительны к воздействию химических реагентов.

Органические пигменты могут обладать самым разным окрасом, от светлых желтых тонов до черного. Но превалирующее большинство – это зеленые, красные и синие цвета. Среди неорганических веществ очень мало тех, которые окрашивают краски и эмали в яркие цвета, или же они достаточно дорогие и малодоступны. Благодаря ярким органическим пигментам на рынке лакокрасочных материалов представлена более широкая цветовая гамма. В химическом отношении пигменты органического происхождения почти не имеют отличий от органических красителей, но большинство красителей могут растворяться во многих жидкостях. Пигменты при этом нерастворимы.

 

К числу органических пигментов, применяемых в красках, можно отнести следующие:

· пигмент желтый, светопрочный лимонного цвета;

· оранжевый прочный,

· красный,

· алый,

· пигмент голубой фталоцианитовый, светло-синего цвета;

· пигмент зеленый фталоцианитовый и др.