Цинковые белила
Цинковые белила
| Оксид цинка | |
![]() | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Цинка оксид |
| Химическая формула | ZnO |
| Отн. молек. масса | N а. е. м. |
| Молярная масса | 81.41 г/моль |
| Физические свойства | |
| Плотность вещества | 5.606 г/см³ |
| Состояние (ст. усл.) | твёрдое |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 1985 °C |
| Температура кипения | N °C |
| Температура разложения | N °C |
| Молярная теплоёмкость (ст. усл.) | N Дж/(моль·К) |
| Химические свойства | |
| pKa | N |
| Растворимость в воде | 0,16 г/100 мл |
| Классификация | |
| номер CAS | [1314-13-2] |
Окси́д ци́нка (окись цинка, цинковые белила) — химическое соединение цинка с кислородом, имеющее формулу ZnO.
Белый, желтеющий при нагревании порошок. Кристалл при комнатной температуре бесцветен.
Содержание
Свойства
Физические свойства
Оксид цинка является прямозонным полупроводником с шириной запрещённой зоны 3,36 эВ.
При нагревании вещество меняет цвет: белый при комнатной температуре, оксид цинка становится жёлтым. Объясняется это уменьшением ширины запрещенной зоны и сдвигом края в спектре поглощения из УФ-области в синюю.
Химические свойства
Кристаллические свойства
Пьезоэлектрические свойства
Нанокристаллический оксид цинка
Получение
Применение
Известно также, что оксид цинка обладает фотокаталитической активностью, что на практике используется для создания самоочищающихся поверхностей, бактерицидных покрытий для стен и потолков в больницах и пр. Для фотокаталитической очистки воды в промышленных масштабах оксид цинка в настоящее время не используется.
Кроме того, порошок оксида цинка — перспективный материал в качестве рабочей среды для порошковых лазеров. На основе оксида цинка создали светодиод голубого цвета. Тонкие пленки и иные наноструктуры на основе оксида цинка могут применяться как чувствительные газовые и биологические сенсоры.
Свойства оксида цинка обуславливают его широко применение в фармацевтической промышленности. Оксид цинка нашел широкое применение в создании абразивных зубных паст и цементов в терапевтической стоматологии, в кремах для загара и косметических процедурах, в производстве электрокабеля, искусственной кожи и резинотехнических изделий. Кроме того, применение распространено в шинной, лакокрасочной, нефтеперерабатывающей промышленностях. Оксид цинка участвует процессе производства стекла и керамики.
Влияние на человека
Слабо токсичен, ПДК в воздухе рабочих помещений — 6 мг/м³. Пыль может образовываться при обжиге изделий из латуни.
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Цинковые белила» в других словарях:
ЦИНКОВЫЕ БЕЛИЛА — см. Белые краски. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
ЦИНКОВЫЕ БЕЛИЛА — белая краска, состоящая из углекислого цинка. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
цинковые белила — Синтетический неорганический пигмент белого цвета, представляющий собой окись цинка. Примечание. По способу получения делятся на муфельные, печные и ветерильные. [ГОСТ 19487 74] Тематики материалы лакокрасочные Обобщающие термины основные… … Справочник технического переводчика
цинковые белила — cinko oksidas statusas T sritis chemija formulė ZnO atitikmenys: angl. Chinese white; zinc oxide; zinc white rus. цинка оксид; цинковые белила ryšiai: sinonimas – cinko baltasis … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Цинковые белила — 14. Цинковые белила D. Zinkweib, Zinkoxid Е. Zinc oxide F. Blanc de zinc, oxyde de zinc Синтетический неорганический пигмент белого цвета, представляющий собой окись цинка. Примечание. По способу получения делятся на муфельные, печные и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Цинковые белила — см. Краски минеральные … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
цинковые белила — В чистом виде представляют собой окись цинка. Изготовление начато в Англии с конца XVIII в. На протяжении XIX в. производство совершенствовалось и распространилось повсеместно. Имеют чистый белый цвет, но уступают свинцовым белилам в… … Словарь иконописца
цинковые белила — цинквейс … Cловарь химических синонимов I
Белила — Белила: В Викисловаре есть статья «белила» Белила белая краска различного состава: Белила баритовые; Белила висм … Википедия
белила — белила белые пигменты, образующие с олифой, растительными маслами и другие.гими связующими белые краски. В обиходе белилами также называют масляные краски, полученные на основе этих пигментов. Различают белила титановые, сернистые,… … Энциклопедия «Жилище»
Цинковые белила: технические характеристики, инструкция по применению
Белые краски преимущественны в выборе материалов для живописи, декорирования, проведения отдельных видов строительных работ. Иногда мы даже не задумываемся о том, что применяем такой предмет в повседневной жизни. Основная сфера использования цинковых и титановых белил – художественная деятельность. Благодаря им мастер может создать на холсте или декоративном покрытии красочный слой.
Интересно, что в строительстве цинковые белила применяются в качестве пигментирующих красок для некоторых водорастворимых эмульсий.
Экскурс в историю
Несколькими десятилетиями раньше, когда люди еще не знали, что такое белила на основе цинкового порошка, вместо них использовали свинцовые краски, которые были известны еще во времена правления Римской империи, а также пользовались спросом у греков. Такие белила применялись повсеместно до начала ХІХ века. Свинцовые краски отличались ядовитостью, что содвигало человечество к действию: поиску альтернативы. Именно так и возникли цинковые белила.
Вначале 1780 года, когда появились краски, они не получили широкого распространения из-за своей дороговизны, сравнительно дешевые белила на основе цинка были получены только через полстолетия. В начале XIX века на рынке появились новые более современные титановые краски. Впервые о них узнали в Норвегии. Теперь люди выбирали белила титановые и цинковые. В чем разница между этими колерами и свинцовыми? Титановые отличаются от других белильных красок свойствами: они неядовитые и хорошо ложатся на полотно.
Основная характеристика белильных красок
В продаже доступны готовые белила или густотертые колеры. Вторые предназначены для использования после разбавления специальным масляным лаком, выполняющим роль художественного растворителя.
Кроме масляного лака никакие другие растворители не подходят. Использование незаявленных материалов, может привести к появлению нежелательного желтоватого оттенка, который получит краска в процессе окрашивания ею.
В чистом виде белила имеют белоснежный цвет иногда с голубоватым оттенком. Причем тон и качество исходного материала зависит от сырья, использующегося для производства пигмента. Хранят краски в закрытой тубе или другой емкости, так как они впитывают влагу с окружающей среды. Цинковые белила имеют отличительные черты: они не воспламеняются и не портятся под воздействием микроорганизмов.
Достоинства цинковых белил
Такой красящий материал, как белила цинковые, обладает рядом достоинств:
Обладают цинковые белила и некоторыми отрицательными качествами:
Какие отличия существуют между свинцовыми и цинковыми белилами
В последние годы мастерами активно используются белила титановые и цинковые. В чем разница между этими осовремененными пигментами и свинцовыми белилами? Использующиеся ранее свинцовые краски имели чистую без включений текстуру и белоснежный цвет, не теряющий яркость под воздействием солнца.
Несмотря на токсичность свинцовые краски, обладали рядом достоинств:
Некоторые из недостатков свинцовых белил:
Взвесив все за и против, человечество пришло к выводу, что использование свинцовых белил в промышленности крайне вредно для здоровья и жизни, поэтому их заменили более осовремененным и менее вредным вариантом – цинковыми, а со временем и их – титановыми белилами.
Уникальные свойства титановых пигментов
Выгода в использовании титановых белил заключается в:
Недостаток у титановых белил один – структура краски после высыхания приобретает ломкость, поэтому такое полотно или рисунок нельзя сворачивать, а при транспортировке быть крайне осторожным, чтобы не повредить предмет.
Как и где применяют белила
Из-за высокой токсичности такого материала, как свинец, краски на его основе вышли из обихода.
Белила активно используются в строительстве. Так, для покрытия поверхностей используют белила цинковые, технические характеристики которых способствуют изоляции стен и потолка от негативного воздействия влаги. Также для этих целей подходят алкидные и титановые составы.
Область применения густотертых цинковых белил: покрытие деревянных, металлических, оштукатуренных поверхностей помещения. Такие водорастворимые краски подходят для отделки отштукатуренных поверхностей (стен и потолка). Сегодня стены редко когда просто красят в белый, разве при этакой дизайнерской задумке. Белый цвет преимущественен при отделке потолка. Именно здесь могут применяться белоснежные белила на основе цинка.
Правила работы с цинковыми белилами
Малярные работы – основная область применения красок. процедуру проводят в несколько этапов:
Окрашивание проводите только при условии, что поверхность потолка идеально ровная.
5. Прошпаклеванную поверхность отшлифуйте наждачкой. Шлифовку проводите до тех пор, пока поверхность не приобретет желаемую гладкость.
Поверхность, обладающую повышенными характеристиками впитывания, перед нанесением краски покрывают несколькими слоями олифы.
Как правильно работать с белилами: советы профессионалов
Применение белых красок в повседневной жизни, часто наблюдаемое явление. Связанно это с тем, что их принимают за базу, смешиваемую с другими цветами, для получения желаемого колера. Работая с таким материалом, важно помнить, что белила цинковые готовые к употреблению совмещают только с одноосновными материалами.
Мастера отмечают, что цинковые и титановые белила пользуются большой популярностью в силу своих технических характеристик и стоимости красок. Такой материал стоит недорого, а используя его можно создать настоящий художественный шедевр, ведь исскуство живописи основная сфера, где применяются белильные краски.
Цинковые белила
Цинковые белила представляют собой оксид цинка ZnO, имеющий гексагональную структуру с размером первичных игольчатых частиц 0,1 —1,0 мкм, из которых иногда образуются сросшиеся звездообразные частицы. Могут быть получены и коллоидные частицы округлой формы размером 0,01 мкм. Оптимальный оптический размер частиц 0,48—0,50 мкм. С уменьшением размера частиц улучшается разбеливающая способность и укрывистость пигмента, но возрастает его фотоактивность и ухудшается атмосферостойкость, поэтому практически для лакокрасочных покрытий предпочитают иглообразные частицы размером 0,5—1,0 мкм.
Цинковые белила в зависимости от способа и режима получения представляют собой смесь частиц различной формы и размеров: игольчатые (длина более чем в 10 раз превышает ширину частиц) —2—20%;
призматические (длина менее чем в 10 раз больше ширины) ‘ 70—90%; кубические (длина близка к ширине) 2—15%. Удельная поверхность колеблется от 2 до 30 м2/г.
Оксид цинка имеет чисто белый цвет и высокий коэффициент яркости (98—99%), он поглощает УФ-лучи особенно в области Х = 360 hm но обладает высокой фотохимической активностью. Кристаллическая решетка оксида цинка, получаемого конденсационным способом — окислением цинка в паровой фазе,— чаще всего дефектна — имеет в большом количестве вакансии в узлах, которые должны занимать цинк. Это является причиной некоторой нестехиометричности состава, повышенной реакционной способности, высокой фотохимической активности и хороших адсорбционных свойств.
Оксид цинка имеет амфотерный характер, он растворим как в кислотах, так и в щелочах, но нерастворим в воде. Сильнее проявляется его основной характер. При хранении во влажной атмосфере поглощает диоксид углерода и постепенно на поверхности частиц образуется слой основного карбоната цинка (ZnOH)2CO3, что ухудшает пигментные свойства оксида цинка и увеличивает содержание в нем водорастворимых солей. Со свободными жирными кислотами оксид цинка образует соли — мыла. Цинковые мыла являются ПАВ, они способствуют смачиванию, диспергированию и структурированию красочных систем. С пленкообразующими веществами, имеющими высокие кислотные числа, цинковые белила не могут применяться, так как при большом содержании цинковых мыл происходит загустевание и даже необратимое затвердевание красок при хранении. Цинковые белила несовместимы и с поливинилацетатными дисперсиями, так как ионы цинка могут вызывать их коагуляцию.
Цинковые белила широко применяются для многих видов лакокрасочных материалов, предназначенных для покрытий, которые эксплуатируются внутри помещений. Большое количество (до 50%) высокодисперсных химически активных цинковых белил используется в резинотехнической промышленности.
Цинковые белила, вырабатываемые из чистого рафинированного цинка (ЦБ-0, ЦБ-1, ЦБ-2), малотоксичны; ПДК в воздухе рабочей зоны 0,5 мг/м3.
Различают прямые пирометаллургические способы производства оксида цинка из обоженных рудных концентратов или вторичного сырья, содержащих 30—60 % ZnO, косвенные способы — из чистого цинка, а также гидрометаллургические способы — из растворов солей цинка.
Производство оксида цинка из металлического цинка. На просторах бывшего СССР основную массу цинковых белил получают из чистого электролитического цинка. Цинк плавят и испаряют во вращающихся барабанных (рис.) или муфельных печах, отапливаемых природным газом, с последующим окислением кислородом воздуха в окислительных камерах.
Технологическая схема производства цинковых белил из металлического цинка в барабанных печах:
1 — газовая топка;
2 — вращающийся барабан печи; 3 — окислительная камера; 4 — уравнительная камера; 5 — охлаждающий трубопровод; 6 —вентилятор; 7 — рукавные фильтры;
8 — скруббер мокрой очистки отходящих газов; 9 — робот для загрузки металлического цинка.
Цинк плавится при 419 0C и испаряется при 930 0C. Испарение цинка должно происходить при отсутствии кислорода. Керамические муфели, в которых плавится и испаряется цинк, обогреваются топочными газами, омывающими муфели снаружи. Во вращающихся печах цинк испаряется за счет теплоты топочных газов, непосредственно омывающих металлический цинк, и пары цинка смешиваются с топочными газами. Минимальный расход газа (метана) составляет 0,18 м3 на 1 кг Zn при температуре сгорания 1250—13500C. Коэффициент избытка воздуха должен быть £0,95, т. е. поддерживается восстановительная среда за счет неполного сгорания части метана только до СО, чтобы предотвратить преждевременное окисление цинка и потери его в виде шлака и крупных спекшихся частиц оксида цинка с металлическим цинком.
Из муфелей или из барабана вращающейся печи пары цинка попадают в окислительную камеру, где встречаются с кислородом воздуха и сгорают с большим выделением теплоты, образуя кристаллы оксида цинка:
В зависимости от термодинамических условий в камере окисления и равномерности распределения паров цинка в газовой среде образующиеся зародыши кристаллов гексагональной формы могут расти вдоль одной оси, образуя призмы и длинные иглы, или при быстром охлаждении оставаться в виде коротких призм и зерен с высокой удельной поверхностью (до 30 м2/г).
Для получения частиц наиболее желательной для лакокрасочных материалов игольчатой формы с наименьшим количеством дефектов на поверхности кристаллов, т. е. с наименьшей фотохимической активностью и с оптимальными размерами 0,48 мкм (Sуд = 6-10 м2/г) следует обеспечивать четко регулируемые стабильные термодинамические условия окисления паров цинка: температуру 750—850 0C, избыток воздуха а= 1,5-2, большое разбавление инертным топочным газом и выдержку в уравнительной камере. Главным условием является интенсивное принудительное смешение паров цинка с воздухом. При получении цинковых белил в барабанных печах вследствие разбавления паров цинка продуктами сгорания окисление протекает медленнее, чем в муфельных печах, что способствует росту кристаллов и меньшему количеству в них дефектов, поэтому цинковые белила отличаются от получаемых в муфельных печах меньшей фотохимической активностью и лучшей атмосферостойкостью, однако уступают последним по белизне. Повышение температуры окисления цинка и длительная выдержка в камере сгорания приводят к прочному спеканию частиц и заметному ухудшению их дис-пергируемости. Для получения высокодисперсных химически активных цинковых белил для резинотехнической промышленности с удельной поверхностью Sуд = 15-30 м2/г поддерживают более низкую температуру окисления (
600 0C) при большом разбавлении воздухом.
Из окислительной камеры аэродисперсия оксида цинка отсасывается в уравнительную камеру, где осаждаются неокисленный металлический цинк и наиболее крупные частицы цинковых белил. Выходящая из уравнительной камеры взвесь цинковых белил в газах охлаждается воздухом в длинном (до 300 м) трубопроводе до 100—1200C, после чего пигмент осаждается в циклонах или отделяется от газов в рукавных фильтрах. Газы перед выбросом в атмосферу очищаются от остатка цинковых белил в мокрых скрубберах.
Муфельные печи, обслуживание которых требует большой затраты тяжелого ручного труда и частой замены выходящих из строя горячих муфелей, уступают место механизированным барабанным вращающимся печам.
Перспективны электродуговые и плазменные печи непрерывного действия, где имеется возможность полностью исключить проникновение кислорода воздуха в зону испарения цинка и предотвратить образование изгари. Расход электроэнергии на 1 кг цинка составляет 1 кВт-ч. Плазменные печи, в которых используют низкотемпературную плазму, получаемую пропусканием инертного газа через пламя вольтовой дуги, имеют высокую производительность при малом объеме и в них можно поддерживать стабильный режим за счет полной автоматизации процесса.
Теоретически на 1 т цинковых белил должно затрачиваться 802 кг чистого цинка, фактически расходуется 845—860 кг. Из них безвозвратно теряется 2—4 кг, остальное составляют возвратные отходы: “серая окись” — смесь цинка с оксидом цинка, выпадающая в окислительной камере, силикаты цинка, получающиеся при разрушении футеровки печи, изгарь и шлаки. Эти отходы являются вторичным сырьем и используются для производства литопона или оксида цинка по способу Витериля.
Какие бывают белила и для чего предназначены.
Белила цинковые
Белила готовят из цинка, получаемого электролитическим способом. По своему составу белила представляют собой окись цинка ZnО. Связующим белил является смесь орехового и льняного масел. Белила цинковые имеют кремовый оттенок. Разбелы цинковых белил по тону холоднее, чем разбелы свинцовых белил.
Характерные особенности, цинковых белил состоят в том, что:
а) они сравнительно медленно сохнут,
б) обладают средней кроющей способностью,
в) улучшают прочность смесей красок.
Под действием света белила цинковые не теряют своей белизны; желтеют в темноте, но цвет постепенно восстанавливается под действием света. Под действием сероводорода и сернистых газов не теряют своей белизны. Промышленное производство цинковых белил относится к 1849 году, когда и были применены в живописи.
Белила свинцовые
Белила свинцовые готовят на основе углекислого свинца. Связующим для свинцовых белил служит смесь орехового и льняного масла. Свинцовые белила обладают меньшей белизной, чем белила цинковые, что дает возможность получать более теплые разбелы.
Характерными особенностями свинцовых белил является то, что:
а) они представляют собой более вязкую пасту, чем белила цинковые;
б) высыхают значительно быстрее цинковых белил (обладая сиккативными свойствами), в смесях ускоряют высыхание других красок;
в) обладают большой укрывистостью и хорошей адгезией;
г) относятся к токсичный краскам.
Свинцовые белила светопрочны. Под действием сероводорода и сернистых газов свинцовые белила темнеют.
Свинцовые белила применяются с времен раннего средневековья. Примечание. Ленинградский завод художественных красок выпускает следующие белые краски: белила цинковые, свинцово-цинковые, свинцовые, титановые, где пленкообразующим являются специально обработанные масла или пентаэритритовые эфиры жирных кислот подсолнечного или льняного масел.
Титановые белила.
Нежелательные смеси белых красок в основе свинцовых белил
1. Недопустимы смеси белил свинцовых с ультрамарином, капут-мортуумом (светлым и темным), кобальтом синим и фиолетовым, краплаком красным и золотисто-желтой «ЖХ». Смешение белил свинцовых с перечисленными красками вызывает их потемнение или побурение тона.
2. Свинцовые белила в смесях с краплаком фиолетовым, Ван-Диком (порховским), а также с черными красками (в особенности с костью жженой) в случае их смешения в малых концентрациях, менее 1:10, вызывает резкое высветление красок.
3. Свинцовые белила не следует смешивать с красками, приготовленными на органических пигментах.
4. В смесях белил свинцовых с кобальтом фиолетовым темным, охрой темной, умброй натуральной, марсом коричневым темным прозрачным и марсом коричневым светлым происходит высветление тона красок.
Характеристики и методы окрашивания цинковыми белилами
Белые краски используют в живописи, декорировании, строительстве и повседневной жизни. Белила цинковые и титановые нашли применение во всех сферах художественной деятельности, связанных с созданием красочного слоя на поверхности изделия или холста. В строительстве белила применяются для окрашивания поверхностей и в качестве пигмента для некоторых водорастворимых красок.
Белые краски и история их создания
Гораздо раньше появления цинковых белил человечество научилось делать свинцовые белила. Этот вид красок был известен еще древним грекам и римлянам. Свинцовые белила использовались повсеместно вплоть до XIX века.
Из-за ядовитости белой краски на основе свинца человечество не оставляло попыток создать альтернативные ей варианты. Так были придуманы цинковые белила. Но, появившись в 1780 году, они не получили распространения, из-за дороговизны процесса их производства, и только через 60 лет были получены сравнительно дешевые белые краски на основе цинка.
Следом за этим, в 1912 году были открыты титановые белила. Эти краски впервые появились в Норвегии. Титановые белила отличаются от других белых красок тем, что они совершенно не ядовиты и обладают хорошими укрывными качествами.
Таким образом, новые титановые и цинковые составы потеснили свинцовые белила.
Характеристика белых красок
Цинковые белила поступают в продажу в виде готовых или густотертых красок. Густотертые материалы обязательно перед употреблением разводят масляным лаком. Другие разбавители для этой цели непригодны, так как в результате окрашенная поверхность приобретет желтоватый оттенок.
Для этого материала в чистом виде характерен белоснежный цвет с голубоватым оттенком. Качество и белизна этого материала полностью зависит от сырья, из которого был получен пигмент. Хранить этот продукт стоит в закрытом виде, так как он впитывает из окружающей среды влагу. Пигменты белил цинковых не воспламеняются и не портятся под воздействием микроорганизмов.
У этого красящего материала есть масса положительных качеств:
Цинковые белила имеют отрицательные качества:
Густотертые белила применяют для получения красочных составов для покрытия деревянных, металлических и оштукатуренных поверхностей стен и потолка.
Свинцовые белила имели чистый белоснежный цвет, который не терял своей яркости под воздействием солнечных лучей. К положительным качествам этих красок можно отнести:
Свинцовые белила имеют недостатки, из-за которых стали менее популярными:
Все эти негативные стороны привели к тому, что в промышленных целях свинцовые белила не используют.
Титановые белила выгодны тем, что они:
Титановые составы имеют один недостаток: при высыхании они создают ломкую поверхность красочного слоя.
Последними появились алкидные краски, они являются продуктом сложного химического синтеза.
Применение
Ввиду высокой токсичности свинцовые белила в быту не употребляют. Для покраски поверхностей с целью изоляции их от воздействия влаги используют цинковые белила на масляной основе, алкидные и титановые составы.
Для покраски оштукатуренных стен и потолков применяют водорастворимые краски на основе цинковых белил. Следует заметить, что стены теперь редко где покрывают белым цветом, чаще всего такую краску употребляют для покрытия потолка.
Последовательность ведения малярных работ
Окраска потолка производится следующим образом:
Окрашивание изделий из металла белыми красками
Есть два промышленных способа нанесения белил любых видов на поверхность металлических изделий. Первый из них предполагает полное погружение детали из металла в емкость, содержащую цинковые или титановые белила (свинцовые белила в промышленных целях не используют).
Второй способ промышленной окраски поверхности металла предполагает нанесение красящего слоя цинковых, алкидных или титановых составов на всю площадь изделия при помощи краскопульта. Для этой цели в краски добавляются растворители в необходимом количестве, после чего красящий состав процеживается. Только после этого можно приступать к нанесению красочного покрытия.
В быту окрашивание производят при помощи валика или кисти (автомобили таким способом окрашивать недопустимо). Также для окрашивания бытовых предметов не используют свинцовые белила.
Советы профессионалов
Белые краски применяются в повседневной жизни чаще всех остальных.
Связано это с тем, что их смешивают с другими цветами для создания необходимых оттенков. Важно помнить, что совмещать стоит только те материалы, которые созданы на одной основе.
















