Технические свойства пигментов лакокрасочных материалов
|
Химический состав и структура. Все основные свойства пигментов (химическая стойкость, укрывистость и др.) зависят от химического состава. Большинство минеральных пигментов имеет кристаллическую структуру. Дисперсность, зерновой состав, удельная поверхность и форма частиц. Дисперсность пигмента характеризуют зерновым составом (распределением зерен по размерам) и удельной поверхностью. Большинство применяемых пигментов являются полидисперсными, то есть содержат зерна разных размеров. Максимальный размер зерна редко превышает 10 мкм. Зерновой состав устанавливают по интегральным и дифференциальным кривым распределения частиц пигмента по размерам и определяют методами оптической микроскопии, седиментометрическим методом и др. Удельная поверхность (Sуд) пигментов изменяется в широких пределах, от 3-8 м2/г (диоксид титана и оксид хрома) до 175-350 м2/г (диоксид кремния, аэросил). Удельную поверхность определяют методами адсорбции газов и жидкостей. Дисперсность пигмента является важнейшим показателем, от нее зависят защитные свойства покрытия, с повышением дисперсности растет укрывистость и красящая способность, снижается расход пигмента. Свойства пигмента зависят не только от дисперсности, но и от формы зерен - сферической, кубической, игольчатой, пластинчатой. Оптимальными свойствами обладают пигменты, состоящие из частиц игольчатой и пластинчатой формы (алюминиевая пудра, вермикулит и др.). Чешуйчатые частицы располагаются в пленке параллельно ее поверхности, что обеспечивает повышение атмосферостойкости. Мелкие частицы высокодисперсных пигментов образуют агрегаты. При приготовлении красок на таких пигментах необходимо тщательное перемешивание (перетирание) с целью разрушения агрегатов. Показатель преломления. Определяет укрывистость и следовательно экономичность пигмента. Цвет. Обусловлен отражением световых волн определенной длины. Белые пигменты отражают электромагнитные волны в диапазоне 0,400-0,760 мкм. Свет определенной длины волны поглощается в том случае, когда его энергия соответствует энергии перехода электрона в более высокое энергетическое состояние. Цвет ахроматических пигментов характеризуют коэффициентом отражения или коэффициентом поглощения. Для белых пигментов определяют белизну - степень приближения к белизне стандартного вещества. Цвет хроматических пигментов характеризуют тремя показателями: - цветовой тон определяется длиной волны, преобладающей в спектре отражения пигмента; - яркость - характеризуют количеством отраженного света (коэффициентом отражения); - насыщенность (чистота) цвета - степень его приближения к спектральному. Светостойкость пигмента - способность пигмента сохранять постоянство оптических свойств и состава при действии света. Под действием света происходит обесцвечивание, потемнение и изменение оттенка. Обесцвечивание - изменение насыщенности цвета. Потемнение обусловлено окислительно-восстановительными фотохимическими процессами. Укрывистость - способность пигмента делать невидимой окрашиваемую поверхность, то есть создавать непрозрачное покрытие; характеризуется массой пигмента, приходящегося на единицу площади покрытия (г/м2 или кг/м2). Укрывистость зависит от дисперсности пигмента и соотношения пигмент - пленкообразующее. Интенсивность - способность пигмента сохранять свою окраску при смешивании с другим пигментом. Интенсивность цветных пигментов называется красящей способностью, белых пигментов - разбеливающей способностью. Чем выше интенсивность пигмента, тем ниже его расход при приготовлении краски. Смачиваемость. Частицы пигмента всегда покрыты слоем жидкости или газа. Смачивание твердого тела жидкостью может происходить в том случае, когда силы адгезии (взаимодействие жидкости и твердого вещества на молекулярном уровне) превышают силы когезии (меж-молекулярное взаимодействие в жидкости). От смачиваемости зависит легкость диспергирования пигментов в пленкообразующих веществах. Смачивание связано с физической и химической адсорбцией (хемосорбцией). Свойства поверхности пигмента можно изменить специальной обработкой (модифицированием), например введением ПАВ, при этом облегчается диспергирование и повышается устойчивость суспензии. Маслоемкость характеризуется количеством масла, необходимым для приготовления краски малярной консистенции. Понижение маслоемкости обеспечивает повышение долговечности покрытия, так как пленкообразующее является менее стабильной частью краски. |
