Применение красителей - Мельников Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
14*
211
В пигментированных лакокрасочных материалах (красках, грунтовках, шпатлевках) пленкообразующие вещества должны смачивать поверхность частиц пигментов и наполнителей, адсорбироваться на этих частицах и служить дисперсионной средой. После нанесения на поверхность пленкообразующие должны прочно удерживать диспергированные частицы в формирующейся пленке силами адгезии, действующими на границе раздела пигмент — пленкообразующее.
В качестве растворителей для пленкообразующих веществ в зависимости от их химической природы используют углеводороды (уайт-спирит, ксилол, толуол, скипидар), спирты (н-бути-ловый, изобутиловый, этиловый), кетоны (ацетон, метилэтилке-тон), эфиры (пентил-, м-бутил- и этилацетаты, этилцеллозольв). Часто для растворения пленкообразующих применяют смеси растворителей. Растворителем природных пленкообразующих веществ (казеина, декстрина) служит вода.
Пигменты придают покрытию цвет, непрозрачность (укры-вистость), а также повышают его защитные свойства. Тип применяемого пигмента, а также количественное соотношение между пленкообразующим и пигментом оказывают существенное влияние на важнейшие свойства лакокрасочных покрытий — свето-, атмосферо- и влагостойкость, антикоррозийные свойства. Пигменты могут придавать лакокрасочным покрытиям бактерицидные свойства, способность светиться, повышать его огнестойкость. Важной характеристикой пигмента является критическая объемная концентрация, превышение которой сопровождается скачкообразным изменением некоторых свойств лакокрасочного покрытия.
При изготовлении лакокрасочных материалов используют неорганические и органические пигменты. В лаки иногда вводят растворимые органические красители, которые позволяют сохранить прозрачность окрашенной пленки.
Неорганические пигменты благодаря высокой устойчивости к действию света, тепла, влаги, химических реагентов, а также относительной дешевизне находят наибольшее применение в лакокрасочной промышленности. К ним относятся оксиды, средние или основные соли или комплексные соединения металлов, высокодисперсные порошки металлов (алюминия, меди, цинка, железа, никеля) и их сплавов (бронзы, латуни), технический углерод. Размеры и форма частиц пигментов, степень их агрегации и устойчивость агрегатов в значительной мере определяют их укрывистость, красящую способность, оттенок, способность диспергироваться в пленкообразующем и образовывать блестящие покрытия. Для каждого пигмента существует оптимальный размер частиц. Например, для диоксида титана 0,2— 1,0 мкм, для оксида цинка 0,15—2,00 мкм, для технического углерода 0,015—0,030 мкм, для охры 1—10 мкм. Для перевода пигментов в требуемую выпускную форму их размалывают, после чего добавляют неионогенные поверхностно-активные ве-
212
щества, препятствующие агрегации частиц красящего вещества после измельчения и обеспечивающие лучшее смачивание пигмента пленкообразующим веществом.
При производстве лакокрасочных материалов широкого назначения запрещено применение токсичных пигментов — свинцо-еых белил, медно-мышьяковистой зелени, ограничено применение свинцовых кронов.
Для улучшения свойств лакокрасочных материалов и эксплуатационных характеристик лакокрасочных покрытий (прочности, влаго-, свето- и термостойкости), а также для экономии пигментов в состав красок вводят наполнители (25—50% от массы пигмента). Наполнителями служат неорганические природные (мел, слюда, тальк, каолин) и синтетические (оксид алюминия,’ гидроксид алюминия, карбонат бария) вещества. Наиболее часто используют белые наполнители; серые и цветные наполнители находят ограниченное применение. Укрывис-тость пигментов при введении наполнителей практически не ухудшается.
Введение пластификатора также улучшает свойства лакокрасочного материала. Количество вводимого пластификатора зависит от природы пленкообразующего, содержания пигмента и наполнителя и составляет 5—40% от массы пленкообразующего вещества. Пластификаторами служат сложные эфиры (фталаты, фосфаты), невысыхающее касторовое масло, невысыхающие алкидные смолы и др.
Для ускорения высыхания красок на основе растительных масел в них вводят сиккативы (до 5%) —линолеаты, резинаты, нафтенаты, октоаты кобальта, марганца, свинца, реже цинка, кальция. Количество добавляемого сиккатива строго лимитируется, так как с повышением его концентрации ускоряется старение покрытий. В состав красок вводят также стабилизаторы, которые замедляют процессы деструкции пленкообразующих под действием света, окислителей и других факторов и тем самым удлиняют срок службы покрытий.
Толщина лакокрасочных покрытий составляет обычно 60— 100 мкм, иногда------300 мкм. Лакокрасочные материалы на-
носят, как правило, несколькими слоями (толщина каждого слоя 10—25 мкм) и сушат после нанесения каждого слоя. Это ускоряет испарение растворителей и облегчает другие процессы пленкообразования, предотвращая образование подтеков и наплывов на покрытиях.
Отдельные слои покрытия выполняют различные функции и для них выбирают соответствующие материалы. Нижние слои (грунтовые) обеспечивают прочное сцепление с поверхностью объекта и антикоррозийную стойкость покрытия. Для их получения применяют грунтовки, которые наносят одним или двумя слоями. Верхние слои (покровные) сообщают поверхности необходимый декоративный эффект, укрывистость, устойчивость к действию внешней среды. Число покрывных слоев обычно бы-
