Красящие пигменты
Сегодня лакокрасочная продукция является достаточно распространенной. Она предназначена не только для нанесения декоративного слоя на различные виды поверхностей, но и для защиты отдельных видов материалов от появления ржавчины или коррозии. Все лакокрасочные изделия представлены большой цветовой палитрой. Цвета краски приобретают благодаря определенным веществам, которые называются пигментами.
Характеристика пигментов
Пигмент в переводе с латинского переводится как «краска». Он представляет собой вещество мельчайшего помола, которое обладает красящей способностью. Данное вещество отличается от обычных красителей, которые добавляются практически во все виды современной продукции тем что оно не растворяется в воде. Также оно не растворяется в веществах, которые образуют пленку на поверхности отдельных видов материалов.
Существует несколько видов пигментов:
В современном мире пигменты встречаются достаточно часто. Они представлены различными веществами, которые придают лакокрасочному изделию тот или иной оттенок. В некоторых случаях для получения того или иного оттенка краски производители лакокрасочных изделий смешивают разные пигменты.
В мире имеется большое количество представителей мира пигментации. В зависимости от того, в каких пропорциях они будут использованы, получатся разные цвета. Сегодня используются следующие вещества, которые относятся к разряду пигментов:
Свойства пигментов
У всех пигментов имеются свои особенности и характеристики. Они обладают уникальными свойствами, которые проявляются в:
Применение пигментов
Пигменты нашли широкое распространение в лакокрасочной промышленности. Они используются для того, чтобы так или иная краска приобрела необходимый оттенок. В зависимости от их использования краска может стать более интенсивной по оттенку и плотной.
Внимание: Лакокрасочное изделие получается будет обладать боде плотным покрытием, если показатель преломления пигмента будет выше, чем показатель преломления вещества, образующего пленку.
Добавление пигментов в лакокрасочную продукцию играет важную роль в производстве разного рода красок. Благодаря ним они приобретают определенные свойства, которые заключаются в устойчивости к образованию коррозии, устойчивости к условиям окружающей среды. Вместе с пигментами для придания определенных характеристик лакокрасочным материалам добавляются различные наполнители.
Сегодня пигменты применяются не только в лакокрасочной промышленности, но и в косметической. Они предоставляют возможность получать тени, помады и многие другие косметические средства насыщенных оттенков, с которыми можно создавать макияжи и выражать свою индивидуальность.
Статьи по теме
Синтез цвета
Процесс получения различных цветов с помощью нескольких основных (первичных) излучений или красок называется цветовым синтезом. Существует два принципиально различных метода цветового синтеза: аддитивный и субтрактивный синтезы.
Голубые пигменты
Многие соли металлов, так же как и оксиды, являются пигментами художественных красок. Карбонат и сульфат кальция в виде мела, толченого известняка и гипса обычно используются для изготовления основы живописи — грунта.
Основные пигменты
Умбра натуральная
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).
Биоцидные средства
Биоциды – вещества, действие которых направлено против живых организмов.
Антикоррозионные средства
Антикоррозионные пигменты классифицируются на: цинковые крона, алюминий три-полифосфаты и слюдянистую окись железа.
Карбонат кальция
Кальция карбонат представляет собой твердые белые кристаллы без запаха и вкуса нерастворимые в воде, этаноле и легко растворимые в кислотах с выделением углекислого газа. Это неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция.
Железоокисные пигменты
Железоокисные пигменты представляют собой оксиды железа, которые встречаются в природе в минералах. Они являются основным компонентом красных глин и обеспечивают красно-коричневую окраску горных пород.
Белый пигмент
Диоксид титана – вещество белого цвета, с температурой плавления 1870 °С, не растворим в воде и кислотах. При нагревании окрашивается в желтый цвет, исчезающий после охлаждения.
Классификация и характеристики пигментов для краски
Пигменты для красок — это разбавленные особыми веществами тонко перемолотые порошки, добавляемые в лакокрасочные составы. Разноцветная краска (колер) производится за счет перемешивания разных пигментов.
Цвета пигментов
Для образования разных цветов могут использоваться следующие пигменты:
Виды пигментов
Пигментирующие вещества делятся на натуральные и искусственные. Натуральные также подразделяются на органические и неорганические. Природных веществ относительно немного, однако в строительстве они применяются активно, поскольку их использование обходится дешевле, чем производство искусственных компонентов.
Натуральные пигменты
Минеральные красители
Пигменты на натуральной основе извлекаются из металлов и окислов. К числу источников для получения красителей относятся такие неорганические элементы с соответствующими цветами:
Минеральные красители характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к свету, хорошей смешиваемостью и сочетаемостью со связующими.
Характеристики некоторых неорганических красителей:
Органические красители
Органика извлекается из насекомых и растений. Такие красители, в отличие от минеральных, растворимы в воде, маслах и спирте. Для органики характерна меньшая прочность в сравнении с минеральными красителями. Поскольку эти пигменты не создают красочного слоя, а проникают в структуру поверхности, они чаще всего применяются при окраске тканей.
Распространенным представителем органики является краплак, извлекаемый из корней марены или крапа. Еще одно вещество растительного происхождения — индиго, получаемое из вайды. Современная промышленность также производит синтетическое индиго. Из морских моллюсков получают пигмент светло-коричневого цвета. Методом прокаливания из органического сырья можно получить черные красящие вещества.
Искусственные пигменты
Синтетические красящие вещества отличаются максимальной устойчивостью к влажности, атмосферным осадкам, свету и газам. Они характеризуются яркостью оттенков. Благодаря таким качествам искусственные пигменты давно заняли лидирующее место среди всех красителей.
Красители синтетического происхождения делятся на неорганические или минеральные. Неорганические пигменты производят путем сложных химических реакций. Синтетические неорганические пигменты характеризуются постоянством химической структуры, ярким и чистым цветом.
Стоимость изготовления таких компонентов стоит довольно дорого по сравнению с натуральными красящими веществами. Применяются неорганическая синтетика в строительной отрасли для создания неводных лакокрасочных составов.
Минеральные синтетические красители создаются в результате сочетания 2-3 составляющих. По методу производства такие пигменты подразделяют на осажденные из растворов металлов и солей или изготовленные прокаливанием.
Ультрамарин
Относится к классу синтетических неорганических красителей. Имеет в своем составе алюмосиликат натрия и серу. Ультрамарин часто применяется в строительной отрасли в малярных красках, водных и неводных лакокрасочных составах. Такими красками окрашиваются бетон, металл, дерево, а также оштукатуренные поверхности. В чистом виде ультрамарин применяется крайне редко, а если это случается, то цель обычно состоит в нейтрализации желтой окраски извести или мела.
Ультрамарин может применяться как лессировочный краситель. Пигмент отличается устойчивостью к воздействию света и щелочей. Однако добавление красящего вещества в растворы извести нежелательно, так как вещество в этом случае теряет цвет. Ультрамарин подходит для взаимодействия со всеми разновидностями связующих при осуществлении внутренних и наружных отделочных работ.
Киноварь
Краситель характеризуется ярко-красным окрасом, но бывает и темных тонов. Киноварь может применяться для производства всех видов красок, используемых для покраски бетонных, кирпичных, оштукатуренных и деревянных поверхностей. Допустимо использование, как для внутренних, так и для наружных отделочных работ.
Пигменты и свойства красок
Важным элементом лакокрасочного материала считается связующее вещество. Его функция — соединение частиц красителя и закрепление их на поверхности. Связующие вещества оказывают влияние и на цвет, поскольку все они отличаются коэффициентами преломления лучей света.
Очень важным показателем для масляной краски является маслоемкость красителей. Маслоемкость — это показатель количества масла, которое понадобится для изготовления краски на определенный объем пигмента. Показатель маслоемкости зависит от суммарной площади поверхности частиц, а кроме того, от физико-химических характеристик масла, применяемого в роли связующего.
Следующий существенный показатель, на который влияют пигменты — скорость высыхания краски. Часть красителей, к примеру, кобальт и свинцовые белила, делают процесс сушки более интенсивным. Некоторые же пигменты (газовая сажа, краплак и др.), наоборот, замедляют высыхание.
Пигмент должен соответствовать определенному эталону цветового фона, который определяется структурой его частиц, их возможностями по преломлению, отражению и поглощению лучей света.
Еще одно требование к красителю — необходимая степень дисперсности. Под этим качеством понимается степень измельченности, которой добиваются механическим дроблением, отстаиванием, осаждением в смеси растворов (мокрый метод) или за счет нагревания в особых печах (сухой метод). Чем ниже дисперсность, тем прозрачнее лакокрасочный материал, как и наоборот.
Дисперсность красителя в некоторых красках определяет их оттенок. К примеру, тонко измельченные цинковые белила дают синий оттенок, а сиена увеличивает насыщенность тона. В масляных составах повышенная дисперсность приводит к снижению показателя пластичности.
Дисперсность влияет и на другой показатель пигмента — укрывистость. Эта характеристика показывает количество красителя, необходимое на квадратный метр окрашиваемой поверхности. При этом подразумевается, что под слоем краски не будет видна находящаяся ниже поверхность или грунт. Показатель укрывистости зависит от внутренней структуры кристаллов, которым свойственны разные коэффициенты преломления лучей света.
Красители с невысокой дисперсностью находятся в основе корпусных и кроющих лакокрасочных составов, а пигменты с высокой дисперсностью имеются в составах лессировочных (более прозрачных) красок.
Интенсивность, как характеристика пигмента, это его способность менять тональность слоя краски при взаимодействии с другими пигментами. Наибольшая интенсивность свойственна красителям органического типа с высокой степенью дисперсности.
Пигменты и наполнители
Природные минеральные пигменты — неорганические компоненты красок.
С древнейших времен и поныне пигменты для красок приготовляются из молотых природных яркоокрашенных минералов (главным образом для темперы в станковой живописи, а также для гуаши и масляных красок).
Синтетические пигменты и некоторые компоненты, не имеющие аналогов в природе, производятся промышленным путем по специальным технологиям.
Назначение и свойства пигментов
Пигменты и наполнители предназначены для придания малярным составам цвета, непрозрачности, улучшения механических свойств и долговечности в эксплуатации.
Пигментами называют цветные тонкоизмельченные минеральные или органические вещества, нерастворимые или малорастворимые в воде и органических растворителях; в качестве пигментов применяют также металлические порошки (пудры). Пигменты бывают природные и искусственные, минеральные и органические.
Каждый пигмент имеет свой цвет и обладает определенными свойствами. К числу общих свойств пигментов относят укрывистость, красящую способность, тонкость помола, светостойкость, огнестойкость, стойкость против химических воздействий, атмосферостойкость.
Виды пигментов
Пигменты минеральные природные получают путем обогащения и измельчения на специальных установках природных материалов (руды, глины). 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. Такими пигментами являются:
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 по металлу.
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.
К числу органических пигментов, применяемых в красках, можно отнести следующие: пигмент желтый, светопрочный лимонного цвета; оранжевый прочный, красный, алый, лак рубиновый, пигмент голубой фталоцианитовый, светло-синего цвета; пигмент зеленый фталоцианитовый и др. Органические пигменты используют для придания тона красочным композициям на различных связках. Однако щелочестойкость их сравнительно низкая, несколько ниже оказывается и светостойкость.
Виды и назначение наполнителей
Наполнителями называют нерастворимые минеральные вещества, в большинстве случаев имеющие белый цвет и добавляемые в лакокрасочные материалы для экономии пигментов и для придания этим материалам особых свойств, например повышенной прочности, кислотостойкости, огнестойкости и т. д.
В качестве наполнителей для приготовления растворов и выравнивающих составов используют каолин, молотый тальк, песок, пылевидный кварц, андезит, диабаз, асбестовую пыль, волокно и другие материалы.
Роль пигментов и наполнителей в ЛКМ
При введении в лаки пигментов и наполнителей получают пигментированные лакокрасочные материалы. Роль этих веществ в композициях очень важна.
С одной стороны, пигменты дают возможность получить все множество цветов и оттенков эмалей и красок. С другой стороны, многие пигменты для красок это химически активные вещества, способные участвовать в образовании пленки, делать ее прочнее, долговечнее.
Чрезвычайно важна роль пигментов и в повышении антикоррозионных свойств лакокрасочных материалов.
Наполнитель — это целевая добавка. Так, при введении в систему талька, частички которого имеют плоскую форму, материал не только упрочняется, но и повышается его атмосферостойкость.
Молотая слюда улучшает термостойкость, препятствует растрескиванию пленки при высоких температурах.
В зависимости от назначения материала состав пигментной части изменяется как качественно, так и количественно.
Виды пигментированных материалов
Существует несколько видов пигментированных материалов, это: грунтовки, шпатлевки (шпаклевки) и покрывные эмали, краски.
Этим термином обозначают группу материалов, представляющих собой суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в пленкообразующем веществе, образующих после высыхания непрозрачную однородную пленку.
Суспензия (взвесь) смесь веществ, из которых одно (твердое) распределено в виде мельчайших частичек в другом (жидкости) во взвешенном состоянии.
Грунтовки предназначаются для нанесения первого слоя покрытия, поэтому к ним предъявляются высокие требования. Они должны обеспечивать хорошее сцепление пленки (адгезию) с окрашиваемой поверхностью и с покрывными материалами, наносимыми по грунтовке (межслойная адгезия). Кроме того, грунтовки должны надежно защищать поверхность изделий и иметь высокую коррозионную стойкость. Для этого в состав грунтовки вводят специальные пигменты.
Существует несколько типов грунтовок:
Грунтовки чрезвычайно важные материалы. К сожалению, часто пренебрегают рекомендациями и требованиями по окраске, когда в качестве первой окрасочной операции предлагается грунтование, а это приводит к снижению срока службы покрытия, ускорению коррозии подложки, необходимости более частой перекраски и в конечном счете к перерасходу более дорогих покрывных материалов, увеличению стоимости окрасочных работ.
Подсчитано, что при правильной окраске в общем количестве лакокрасочных материалов грунтовки должны составлять до 30%.
Следует отметить, что грунтовки не обладают высокими декоративными свойствами, поэтому практически не используются самостоятельно в качестве отделочных материалов.
Шпатлевки — высоконаполненные материалы, представляющие собой вязкую пастообразную массу, состоящую из смеси пигментов с наполнителями в пленкообразующем веществе.
Шпатлевки предназначены для заполнения неровностей и углублений, сглаживания окрашиваемой поверхности.
Как правило, шпатлевку наносят на предварительно загрунтованную поверхность, реже на металл. Для того чтобы шпатлевки хорошо просыхали по всей толщине, не давали усадки и легко шлифовались, содержание наполнителей в шпатлевке должно быть высоким.
В быту применяются алкидные (ошибочно называемые масляными), нитратцеллюлозные, эпоксидные и другие шпатлевки.
Для больших ремонтных работ наиболее удобны алкидные шпатлевки, обладающие хорошим комплексом свойств.
Для ремонта небольших повреждений, если требуется быстрое выполнение работы, применяются быстросохнущие нитрошпатлевки. Но надо учитывать, что они содержат большее количество растворителя и поэтому дают усадку. К числу безусадочных шпатлевок относятся эпоксидные и полиэфирные. Они хорошо известны автомобилистам. Это высококачественные шпатлевки, но дорогие. Кроме того, к их недостаткам можно отнести двухкомпонентность, что создает неудобства в работе, и ограниченную жизнеспособность после введения отвердителя.
Для строительных работ, выравнивания больших поверхностей сейчас выпускаются шпаклевки на основе водных дисперсий полимеров, однако для подготовки металлических поверхностей их можно использовать только после грунтования.
Эмали и краски предназначаются для получения верхних слоев покрытия, к которым предъявляются высокие и разнообразные требования по декоративности и стойкости к воздействию внешних факторов.
Употребляемые термины «краска» и «эмаль» достаточно близки, но не тождественны.
Краска — это суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в масле, олифе, эмульсии, латексе или другом пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную окрашенную однородную пленку. Ранее этот термин применялся преимущественно к композициям на основе высыхающих масел и олиф. Он сохранился применительно к лакокрасочным материалам строительного назначения (клеевые,вододисперсионные,силикатные и др.), материалам для неметаллических подложек (художественные краски, краски для кожи). Этот термин применяется и для порошковых составов (сухие краски, порошковые краски для металла).
Свойства красок, учитывая разнообразие применяемых пленкообразователей, весьма различны. Они применяются для защиты поверхностей и изделий, эксплуатируемых в самых разных условиях, однако в отличие от эмалей образуют покрытия с меньшей декоративностью.
Эмалями называют суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в лаках, образующие после высыхания непрозрачную твердую пленку с различной фактурой (глянцевые, матовые, «муаровые» и др.) и декоративностью.
По физико-механическим характеристикам пленок (твердости, эластичности) и защитным свойствам эмали превосходят масляные и вододисперсионные краски.
Эмали, содержащие, как правило, большое количество пленкообразователя (синтетического лака) и малое количество наполнителя, обладают повышенной декоративностью.
Очень часто различие между красками и змалями ошибочно сводят к блеску: эмали блестят, краски же матовые. Такая упрощенная трактовка терминов встречается, к сожалению, и в литературе по лакам и краскам для быта.
Ассортимент лаков синтетических пленкообразователей чрезвычайно разнообразен. Но число лаков, используемых для производства эмалей, учитывая их разнообразные сочетания для получения заданных свойств, во много раз больше.
В настоящее время пигменты и наполнители находят применение в различных сферах деятельности. Основными покупателями продукции являются предприятия, выпускающие на рынок строительные и лакокрасочные материалы, а также компании нефтяной, химической промышленности и металлургии.
Красящие вещества
Вещества с определенными физическими, химическими и технологическими свойствами называются пигментами. Они не растворяются ни в воде, ни в органических веществах, ряд из них имеет способность передачи своего окраса. В совокупности все характеристики пигментов позволяют получать декоративные или защитные покрытия, причем независимо от назначения. В основном их применяют, изготавливая эмаль, краску, шпатлевку, грунтовку и иные пигментированные материалы.
Выделяют два вида этого вещества:
Рассмотрим подробнее особенности каждой группы.
Использование неорганических пигментов
Основное их применение – это лакокрасочная промышленность. Кроме указанной выше способности придания лакокрасочным материалам оптических и декоративных свойств, неорганические пигменты регулируют изоляционные, противокоррозионные и ряд других показателей.
С их помощью возможно получение различных специальных покрытий:
Все лакокрасочные материалы, использующие пигменты, непосредственно зависят от присутствия в них пигментированного вещества. Различия в структурах легко объясняются тем, как взаимодействуют между собой пигментные частицы и полимерная фаза лакокрасочных материалов. Введением пигментных частиц можно влиять на различные качества покрытий, к примеру:
Для сведения – при использовании пигментов защитные свойства покрытия повышаются, так же происходит увеличение адгезионной прочности, а анодные процессы, напротив, уменьшаются.
Все это обусловлено различными характеристиками пигментов. Исходя из них, проведена классификация по следующим показателям:
Однако довольна распространена ситуация, когда одна группа содержит пигменты, обладающие разными характеристиками, поэтому следует учитывать, что деление весьма условное, и обычно разделяют данные вещества, исходя из следующих характеристик:
Особенности пигментных веществ неорганического происхождения
В результате исследований выявлено, что основной характеристикой таких пигментов, влияющей на другие показатели, является ее структурная особенность. Кроме структуры пигменты отличаются следующими свойствами:
Химическими
Они непосредственно зависят от состава, который в свою очередь практически не является чистым и содержит, как правило, несколько элементов. К примеру, у свинцовых белил есть особенность быстро разрушаться, если даже на нее воздействовать довольно слабыми кислотами, а белый диоксид титана наоборот очень устойчив и для его разрушения потребуется сильноконцентрированная серная кислота. Для изменений различных характеристик и придания им специфики состав неорганических пигментов изменяют, добавляя разные примеси – это могут быть магний, кальций, кремний, а так же ряд других поверхностно-активных веществ.
Кристаллическими
Данные свойства обусловлены тем, что частички пигментов являются кристаллами, которые имеют свою геометрическую форму и характерные особенности. Например, анизотропные качества пигментов вызваны оптическими, магнитными, тепловыми и электрическими свойствами таких кристаллов, а также их прочностью и скоростью, с которой они растут. От кристаллического состояния зависит и изоморфизм и полиморфизм. При синтезе возможно добавление специальных веществ, обеспечивающих определенную кристаллизацию пигментных частиц.
Оптическими
Прямая зависимость от цветового окраса пигментного вещества, влияет на окрас и защитные свойства лакокрасочных материалов. К примеру, если у покрытия белый окрас, то оно не нагревается, отражая падающие лучи.
Показателями плотности
Показателями твердости
При высоких показателях твердости требуется больше усилий для размельчения. Данное свойство влияет так же на физико-механические показатели лакокрасочных материалов. Так при применении железооксидного пигмента лакокрасочные материалы отличаются повышенной абразивностью.
Особенностями вида
Бывает кубическая, игольчатая, сферическая, зернистая, чешуйчатая, пластинчатая формы, смотря каким образом получен пигмент и какая проводилась обработка. Воздействует на характеристики атмосферостойкости, укрывистости и маслоемкости пигментных веществ. У чешуйчатых и игольчатых пигментов наиболее оптимальный набор характеристик.
Дисперсностью
Характеризует насколько раздроблены частицы, данное свойство растет пропорционально их измельчению, при этом увеличивается удельная поверхность. Существуют монодисперсные порошки, в которых частицы только одного размера, и полидисперсный вариант порошка – в нем присутствуют разные частицы. Дисперсность характеризует оптические и защитные свойства лакокрасочного покрытия. При максимальном измельчении, которое проводится обычно с применением струйных мельниц, пигмент называется микронизированный или микроизмельченный.
Органические пигментные вещества
Это менее распространенная группа, если сравнить с неорганическими пигментами, а объясняется их меньшее применение тем, что они обладают не столь высокими качествами. Зато органические пигменты имеют высокую интенсивность – эмаль или краска с ними более насыщены и ярко окрашены. Однако другие показатели не на высоте, к тому же на них могут воздействовать химические реагенты.
У пигментов органического происхождения нет ограничений в цвете, тогда как неорганические вещества, способные придать яркий окрас, практически недоступны либо имеют высокую стоимость.
Что касается химических свойств, то они такие же как и в органических красителях, разве только не растворяются в жидкости.
Лакокрасочная промышленность использует такие пигменты, чтобы придать цвет краскам и эмалям. Не редко практикуется и добавление органических пигментов к пигментам неорганического происхождения.
Разновидности органических пигментных веществ
По техническим характеристикам выделяется два вида пигментов органического происхождения:
Если рассматривать с химической стороны, то органические пигменты бывают:
В процессе изготовления лакокрасочных материалов чаще всего пользуются следующими лаками:
антрахиноновыми.
Например, использование пигмента синего антрахинонового не ограничивается только лакокрасочной промышленностью, его применяют и в полиграфическом деле, а так же некоторых других областях.
фталоцианиновыми.
азопигментными.
Наиболее популярная группа, так как имеет большую цветовую гамму, отличную насыщенность и яркость. Широкий цветовой диапазон – от желтого до темно-фиолетового. Распространены не только в лакокрасочной промышленности, но и в других отраслях, например, при изготовлении карандашей.
пигментными.
Как было сказано выше, возможно три способа их получения. Практическое получение получили краплаки, основанные на ализарине – это оксиантрахиноновые красители. На их основе производят нитроэмали, масляные краски, используют их и в полиграфической отрасли.
Таблица. Основные технологические типы органических пигментов и способы их приготовления из природных красителей.
Характерен для красителей, химически инертных и не растворимых в связующих живописи, например индиго. Краситель извлекают из первичного красильного сырья** в нейтральной форме, очищают от примесей и высушивают. Сухой краситель без дополнительной модификации использовали в живописи как обычный пигмент, смешивая его со связующим.
Краситель извлекают из первичного или вторичного сырья в соответствующих растворителях. Раствор красителя со связующим равномерно перемешивается и в таком виде используется как цветной лак в живописи или прикладном искусстве. При высыхании лак дает прозрачную, однородную, равномерно окрашенную пленку. В таком лаке фактически нет пигмента, так как его окраска получается так же, как при крашении текстильных волокон прямым красителем, за счет межмолекулярных взаимодействий красителя со связующим. Лаки такого типа просты в приготовлении и сравнительно дешевы, но их окраска малоинтенсивна, а светостойкость довольно низкая.
К такому экстракту добавляют раствор комплексообразующих солей. Красители дают с их катионами нерастворимые лаки, интенсивно окрашенные, которые по своей природе могут отличаться от лаков типа 3. Комплексообразующие катионы дают с щелочами нерастворимые гидрооксиды этих катионов: гиббсит Аl(ОН)3 или Sn(OH)2. В результате совместного и практически одновременного образования лаков и гидрооксидов на поверхности частиц гидрооксидов осаждается толстая, рыхлая, часто неоднородная пленка лака что отличает данный тип от типа 4. Осадок тщательно промывают чистой водой, не содержащей катионов жесткости (см. тип 3) до нейтральных рН, сушат и используют как обычный пигмент.
Если в процессе экстракции краситель длительно контактирует с щелочью, а готовый пигмент недостаточно отмыт от нес, то красители могут разрушаться, и поэтому пигменты данного типа отличаются низкой устойчивостью и светопрочностью. Тем не менее этот способ наиболее часто упоминается в рецептуре, так как он довольно прост и позволяет получать интенсивно окрашенные пигменты из любых красителей — как из водорастворимых, так и из гидрофобных.
Этот вариант отличается от предыдущего тем, что вначале краситель экстрагируется из первичного сырья в растворе солей Аl, а затем к экстракту добавляют вышеупомянутые щелочи. Этот способ, очевидно, годится только для красителей, дающих с Аl 3+ хорошо растворимые комплексы, например для ализарина из марены, карминовой кислоты из кошенили, кермесовой кислоты из кермеса, лаккаевых кислот из гумми-лака.
При взаимодействии растворимых комплексов красителей, свободных красителей (экстрагированных из сырья наряду с комплексами красителей) и щелочей в растворе протекают приблизительно те же процессы и образуются те же продукты, что и для типа 5. Однако, возможно, что природа лака для типов 5 и 5а будет отличаться.
Пигменты типа 5а более стойки, чем пигменты типа 5, так как в первом случае краситель не контактирует с щелочью в процессе экстракции, а в процессе осаждения щелочь взаимодействует не со свободным красителем, а с его более прочным алюминиевым комплексом.
Если в концентрированный водный раствор красителя после его экстракции из первичного сырья добавить белковое связующее (рыбий клей или желатину), а затем прибавить раствор соли комплексообразующих катионов Аl или Sn, то вместо нерастворимого двойного комплекса «краситель-катион», как и для типа 3, образуются интенсивно окрашенные и растворимые тройные комплексные соединения «краситель- комплексообразующий катион-связующее».
Если в процессе получения пигмента типа 5 к щелочному экстракту вместо водного раствора солей комплексообразующих катионов добавить водный раствор желатины или рыбьего клея с этими же солями, то при взаимодействии ионизированных красителей (А), щелочей (Б), комплексообразующих катионов (В) и связующего (Г) одновременно образуются несколько продуктов:
1. Лак красителя с комплексообразующими катионами, как для типа З или 5 (при избытке А и В)
2. Тройной комплекс «краситель-комплексообразующий катион-связующее» (при избытке А и Г).
3. Нерастворимые гидрооксиды комплексообразующих катионов (при избытке Б и В).
4. Нерастворимое денатурированное связующее (при избытке Б и Г).
Окрашенные продукты 1, 2 и денатурированное связующее осаждаются на поверхности частиц гидрооксидов в виде рыхлых, толстых, неоднородных пленок с неопределенным составом. Осадок тщательно промывается чистой водой до нейтральных рН, высушивается и используется как обычный пигмент. Пигменты данного типа окрашены довольно интенсивно и сравнительно дешевы, но обладают низкой химической стойкостью и светопрочностью. Они часто использовались для фальсификации высококачественных органических пигментов типа 3.
Если в процессе получения пигмента по типу 5а к экстракту красителя добавить желатину или рыбий клей, а затем раствор щелочи, то образуется приблизительно такой же набор продуктов, как и в предыдущем типе. Однако поскольку краситель в этом случае меньше контактирует с щелочью, то пигмент получается более стойким и светопрочным, чем для типа 7. Данный способ применим только для красителей, дающих с катионом Аl хорошо растворимые комплексы.
материалы по теме
В Томске создали пигменты широкого применения
Эксперты лаборатории гетерогенных металлических систем, которая находится в Томском научном центре СО РАН, создали инновационные неорганические пигменты различных оттенков. Новые материалы устойчивы к внешним действиям.
Железооксидные пигменты
Металлические пигменты
Металл всегда ценился дороже таких материалов, как глина, дерево или пластмасса, по причине своих физических свойств. Но если его нельзя использовать как основу, то можно пойти на хитрость, и нанести только поверх готового продукта. Таким образом, изделие приобретает все заметные человеческому глазу признаки металла – цвет и блеск. Промышленность взяла это на вооружение и вот уже несколько веков производит металлические пигменты.
