Каждая краска состоит из нескольких составляющих. В основе лежит обычно клейкая масса, которая должна скрепляться с поверхностью. Также существует множество цветов красящих веществ. Это говорит о том, что есть различные пигменты краски, которые можно выбрать для любого вкуса.
Состав пигментов
Они обычно выглядят как микрочастицы из твердого материала. Их распределяют в общей массе связующего элемента или образователе пленки. Есть еще вспомогательные пигменты. О них мы поговорим позже. Также существуют еще добавки, которые краску делают дешевле.
Настоящий пигмент может привнести отличную лепту в краску. Так как благодаря ему можно придать красящему элементу ценное качество. Он может придать свойство противокоррозийное, а также положительное качество покрытию. Что же касается удешевителям, то они никак не влияют на эти качества. Они только добиваются более низкой цены, которая позволяет лучше расходиться товару. Еще они могут повлиять на глянец, на яркость, а также облегчить шлифовку.
Основным пигментом служит диоксид титана.
Почему именно он? Так как это позволяет добиться пастельных или даже белых тонов. Ведь большинство интерьеров именно и отличаются такими светлыми цветами, но никак не яркими, которые могут быть поистине единичными. Такое же качество цвета наблюдается не только с квартирным интерьером, но и с автомобилями.
Обычно под диоксидом титана понимается только высококачественные пигменты. Используется его рутильная форма. Преломление является нам как показатель на высоком уровне. Дисперсность и размер микрочастиц – все просчитано по своим качествам. Кристаллы диоксида титана являются химически инертными, но при этом им свойственно фотоактивное свойство. Для того чтобы иметь качество фотоактивности в минимальном проявлении, применяется свойство покрытий, которые способствуют доведению фотоактивности до минимума. Это обычно связующий пигмент.
Помимо диоксида титана еще применяются такие вещества, как диоксид кремния, а также оксид алюминия. Для этого используется их различное соотношение, что позволяет добиться правильной концентрации, чтобы краска отлично ложилась на поверхность. Так как благодаря им уменьшается активность фотоэлементов практически до нуля, то они способствуют тому, что пигмент становится связующим звеном в дисперсном варианте.
Выделим два вида дисперсных элементов.
Органические.
Неорганические.
Ранее существовали такие пигменты, которые содержали свинец. Это были основные три типа пигментов. Речь идет о:
Хроматах,
Карбонатах,
Оксидах.
В современной практике подобные пигменты были отменены и уже практически полностью изъяты из употребления. Их заменяют безопасными пигментами. Правда, такое положение вещей приводит к тому, что не всегда удается пигментом-заменителем добиться антикоррозийного свойства и качественного цвета.
Для того чтобы правильно подобрать цвет, использовался обычно опытный колорист. Теперь же применяют компьютерные технологии. Хотя заменили еще не всех колористов, наиболее простые цветовые сочетания уже выполняют только компьютеры. Так в моде сейчас инструментальный подбор.
Таблица. Наиболее распространенные пигменты для красок.
Цветовая гамма
Неорганический элемент
Органический элемент
Сажа, карбонат меди, диоксид марганца
Анилиновый черный пигмент
Хромат свинца, цинк и барий; сульфид кадмия, оксид железа
Никель желтый азопигмент
Синие, фиолетовые цвета
Ультрамарин, берлинская лазурь, кобальт синий
Карбозолов фиолетовый, индантрен голубой пигмент
Фталецианиновый зеленый пигмент
Красный оксид железа, селенид кадмия, свинцовый сурик
Если речь идет о покраске машин, то пигмент должен быть совместно с чешуйчатым элементом из серии металлов, а именно алюминия. Получается в итоге прекрасное покрытие, которое имеет металлический блеск, что привлекает внимание к покрытию автомобиля каждого участника дорожного сообщения.
Благодаря тому, что выбираются самые разные размеры элементов, а также меняется их расположение, возможно получить самые разные оттенки металлического цвета. Оптический эффект будет самым разным. По-другому достичь такого эффекта просто невозможно. Правда, получить нужный цвет, таким образом, достаточно сложно, поэтому не всегда есть возможность их использовать. Но эстетика требует, как говорится, жертв.
Функции пигментов
Теперь поговорим о восполняющих пигментах, а также о том, что такое наполнители и удешевляющие элементы. Ведь они все в совокупности несут качество материала то же, но вот стоимость становится намного ниже.
Подобные вещества используются для самого большого числа элементов и материала. Они являются чем-то, что входит в состав практически всех современных красок, чтобы достичь нужных целей. Так как подобные пигменты имеют самую недорогую цену, то наряду с пигментами, которые мы рассмотрели выше, используют вспомогательные пигменты, чтобы достичь нужного эффекта.
В частности, вам может потребоваться создать пастельный цвет. Для этой цели используется основной пигмент, а именно, диоксид титана. Так получается эмульсионная краска белого цвета. Но данный элемент не может придать матовости краске. К тому же он вообще не для этого был придуман. Поэтому используются специальные частицы, которые немного грубодисперсные. Например, берут карбонат кальция. Когда его сочетают с указанным пигментом, то достигается белизна матового качества, чего невозможно получить из обычного основного пигмента.
Такой матовый цвет может быть использован для грунтовки, для промежуточных слоев. Обычно его используют для покраски автомобилей. После такого покрытия, которое не может быть основным, еще используется глянцевое. Как бы там ни было, но вспомогательные пигменты несут свой вклад не только в дешевизну краски, но и в дополнительные качества веществ.
Обычно подобные элементы являются бесцветными. И выбирают для добавления в уже имеющийся цвет именно бесцветные вспомогательные пигменты. Обычно их размеры невелики. Они находятся в пределах от доли до десятка микрон. Преломление выходит наряду с тем связующим веществом, в которое входит вспомогательный пигмент. Это означает, что покрыть подобным материалом поверхность сложно. Именно по этой причине удешевляющие добавки не могут использоваться самостоятельно, но только как добавление.
Если добавка выполнена в качестве пластинчатого типа, то она может защитить поверхность от воды. Материал становится водонепроницаемым. А это означает, что подобные вещества можно использовать в качестве антикоррозийного покрытия. Можно взять тальк, который часто применяют в автомобилях при их покрытии. Так можно добиться облегчения в шлифовке покрытия, которую нужно сделать перед тем, как нанести последний слой.
Обычно удешевляющая добавка добывается прямо из природных материалов. Поэтому они требуют предварительной очистки. Все зависит от того, какая цель преследуется при использовании вспомогательных пигментов. Правда, они не имеют определенных устойчивых свойств, которые есть у основного пигмента. Поэтому может меняться состав частиц, их размеры, дисперсность.
Часто используются синтетически вещества, которые представляют собой наполнители на основе полимеров. Они могут быть в виде шариков, которые имеют диаметр до тридцати микрометров. Внутри каждого бисерного шарика находится воздух, размеры у него вообще субмикронные. Правда, такие наполнители оказались слишком дорогими, поэтому не получили широкого применения. Их просто на просто никто не стал покупать. Но если есть конкретная цель в использовании данного вещества, то можно использовать и данные полимерные шарики.
Сообщества › Всё о Краске и Покраске › Блог › Основы пигментов, часть 1. Основы света и цвета. Физика работы, виды, различия.
Добрый день, покрасочных дел мастера!
Эффект-пигменты в повседневной жизни находят широчайший спектр применения и окружают нас практически везде… Куда ни посмотри, везде найдется что-то, где использованы пигменты! Они используются в: Косметике Защите от подделок Одежде, обуви для спорта и фитнесса Украшениях и аксессуарах Средствах связи Игровой электронике Строительстве и дизайне Промышленности И т.д.
Сегодня эффектные пигменты стали стабильным классом пигментов и не мудрено, что есть компании, для которых это одно из основных направлений деятельности, и которые инвестируют в разработку новых продуктов.
C развитием промышленности, со сближением функциональных характеристик продуктов и развитием маркетинга цвет стал важным атрибутом и инструментом борьбы за расположение потребителя…
Центр пигментов корпорации Merck AG в Германии
Взаимодействие света с различными материалами — вот что оживляет и заставляет работать пигменты, поэтому стоит начать с фундаментальных основ света.
Свет, будь то солнечный или искусственный — часть спектра электромагнитного излучения, видимая человеческому глазу.
Это излучение может быть описано как электромагнитные волны разной длины. Взаимодействие света с разными материалами создает цвет, и, конечно, эффекты. Это основополагающий постулат для понимания того, как работают пигменты.
Каковы же характеристики этих материалов? Вот теперь приступим к самим пигментам…
Что пигменты, что красители — это все относится к окрашивающим веществам. Окрашивающее вещество — это любая субстанция, которая способна окрашивать носитель, например чернила, краску, или, например, воду.
Пигменты и красители организованы в т.н. «Дерево красящих веществ.»
Краситель это вещество, которое полностью или практически полностью растворяется в носителе. Они часто используются в пищевой промышленности, например в концентратах соков. Пигмент же напротив, вещество практически нерастворимое в носителе. Его частицы должны быть равномерно распределены внутри носителя (связующего/биндера).
Википедия говорит следующее: Термины «краситель» и «пигмент», хотя их часто используют как равнозначные, обозначают четко различающиеся функции при окрашивании материалов. Красители растворимы в красильной среде (растворителе). В процессе окрашивания они проникают внутрь материала и образуют более или менее прочную связь с волокнами. Пигменты нерастворимы. В краске они находятся в связующем (олифе, нитроцеллюлозе и др.) и свойства краски зависят больше от связующего, чем от пигмента. Связь с окрашиваемым материалом обеспечивает связующее. Красители обычно — органические вещества. Пигменты большей частью — мелкая дисперсия минералов.
From
Краситель очень быстро растворяется в воде, окрашивая ее.
Частицы пигмента не растворяются в воде, и большая часть оседает на дне
Как я сказал ранее — пигменты практически нерастворимы.
В дереве красящих веществ пигменты и красители разделены на органические и неорганические классы. Стоит отметить, что в силу физико-химических причин, неорганических красителей не существует в принципе.
Пигменты, о которых мы будем говорить в дальнейшем принадлежат к группе неорганических пигментов.
Теперь можно говорить о различных типах пигментов внутри нашей группы. Есть 3 типа пигментов. Различия между ними в характере взаимодействия со светом: поглощение, отражение и преломление.
Назовем первую группу — «поглощающие пигменты«. Мы так или иначе знакомы с такими пигментами с самого детства. Прекрасный пример — акварельные краски. Поглощающие пигменты — реально окрашивающие пигменты, т.к. они поглощают часть видимого спектра света, который на них падает и отражают оставшуюся часть спектра как их натуральный цвет. Это значит взаимодействие со светом основывается на поглощении и рассеивании.
Следующая группа — «металлики«. Этот тип пигментов отражает практически весь падающий свет, как маленькие зеркала, за счет чего и достигается эффект. Их можно назвать отражающими.
Лучи света отражаются от их плоской поверхности под тем же углом, что и падают на нее. Эта характеристика придает окрашенной поверхности ровный блеск.
Перламутровые пигменты (дополняющие). Их эффект основывается на феномене преломления света.
Давайте поговорим, как эта группа пигментов взаимодействует со светом. Падающий свет разделяется на компоненты — цвета радуги. В зависимости от угла падения света на поверхность частицы пигмента — свет может быть полностью отражен или пройти насквозь без изменений.
Ключевая особенность перламутрового пигмента — различие в доле отраженного пигментом света и доле света, проникающего вглубь. Цвет проникающей доли дополняет отраженный цвет. Например, отражающийся красный цвет дополняется проникающим зеленым, в то время, как желтый и голубой формируют вторую пару отраженного и проникшего света
Эти машинки наглядно представляют 3 типа пигментов: поглощающие, отражающие и перламутровые
Следующая иллюстрация показывает, как работает перламутровый пигмент. Представьте, что свет падает на слой с пигментом (чем более гладкая и ровная поверхность, тем сильнее проявляется феномен). Падая на полупрозрачную поверхность, свет разделяется на отраженный от поверхности пигмента, но так как поверхность не может быть идеально ровной, некоторая часть света всегда будет рассеиваться, отражаясь под другим углом. Другая часть света проходит внутрь слоя пигмента. Какая это будет часть — зависит от характеристик пигментного слоя, коэффициента преломления — какое количество света и под каким углом уйдет внутрь слоя, и какая часть будет поглощена. Оставшаяся часть света проходит сквозь слой и называется проникающим светом. Как раз эта часть критична для получения перламутрового эффекта.
Этот феномен называется преломлением. Его очень легко проиллюстрировать. Линейка в стакане выглядит «поломанной». Феномен преломления вызывается разной скоростью распространения световых волн в разных средах, в нашем случае в воде и в воздухе. Или же, можно сказать, что у воздуха и воды разные коэффициенты преломления.
В виду ограничений на кол-во картинок в одной записи, придется делать запись в нескольких частях. В следующей Части мы поговорим об устройстве самих пигментов, и из чего складывается их многообразие.
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.
Укрывистость пигмента характеризуют расходом его на 1 м 2 окрашиваемой поверхности.
Красящая способность — это свойство пигмента передавать свой цвет в смеси его с белыми, черными и синими пигментами.
Тонкость помола пигмента оказывает сильное влияние как на укрывистость, так и на красящую способность. С увеличением тонкости помола возрастают укрывистость и красящая способность.
Светостойкость — способность пигмента сохранять свой цвет под действием света. Это свойство очень важно для наружных покрасок зданий и сооружений.
Стойкость против химических воздействий — способность некоторых пигментов сохранять свой цвет под действием щелочей и других реагентов.
Атмосферостойкость — способность пигментов сопротивляться совместному действию температуры, влаги, углекислоты и других агентов внешней среды. Сурик железный, например, обладает хорошей атмосферостойкостью.
Огнестойкость пигментов — способность выдерживать действия высоких температур без разрушения и изменения цвета. Органические пигменты лишены огнестойкости; минеральные пигменты по-разному реагируют на изменение температуры.
Антикоррозионная способность — способность в сочетании со связующими защитить металлы от коррозии. Например, железный сурик и свинцовые белила обладают антикоррозионными свойствами, а сажа, наоборот, способствует развитию коррозии.
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:
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;
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;
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;
ультрамарин синего цвета, обладающий средней свето- и щелочестойкостью; применяют в масляных красочных составах, в цветных растворах и известковых красках;
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;
сажа газовая — продукт сжигания газов (ацетилена), является наиболее легким пигментом, имеет высокую кроющую и красящую способность, устойчива к действию кислот и щелочей.
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:
Изолирующие грунтовки обеспечивают низкую проницаемость пленки, препятствуя проникновению влаги, агрессивных сред к окрашенной поверхности. Обычно в такие грунтовки добавляют железный сурик, цинковые белила (оксид цинка) и др.
Пассивирующие грунтовки содержат в составе пигменты, способные пассивировать металл. Это в первую очередь различные хроматы и фосфаты, при введении которых в грунтовку даже в небольших количествах на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка, предотвращающая коррозию.
Протекторные грунтовки содержат в своем составе до 90 % металлических пигментов (порошки цинка, сплав цинка с магнием, свинец). Защита металла протекторными грунтовками обусловлена тем, что при контакте с электролитом лакокрасочный материал, содержащий порошок цинка, цементируется продуктами коррозии цинка, образуя уплотненный слой пленки, который становится непроницаемым.
Фосфатирующие грунтовки применяются для фосфатирования поверхности изделий из черных и цветных металлов. Грунтовки облегчают пассивацию металла, фосфатируют его и способствуют значительному повышению адгезии пленки как к черным, так и к цветным металлам. Обычно эти грунтовки состоят из двух компонентов основы и кислотного разбавителя, содержащего ортофосфорную кислоту.
Грунтовки-преобразователи ржавчины наносят непосредственно на поверхность, с которой не удалены продукты коррозии (ржавчина, окалина). В состав грунтовок входит ортофосфорная кислота, которая превращает эти продукты в нерастворимые фосфаты железа. Эти грунтовки одновременно с преобразованием ржавчины создают на поверхности полимерную пленку, придающую коррозионную стойкость всему покрытию.
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.
Пигменты для красок – разновидности, классификация
Виды пигментов для красоки особенности применения
Пигменты для красок представляют собой разбавленные посредством особых веществ тонко помолотые порошки, которые добавляют в лакокрасочные средства. Разноцветные краски (колеры) делают за счет смешивания различных пигментов.
Пигментирующие средства можно в целом классифицировать как искусственного и натурального происхождения.
Кстати, последние можно поделить на неорганические и органические, а природных веществ не так уж много, но в строительстве их используют активно, потому что их применение обойдется куда дешевле, чем производство компонентов искусственного типа.
Цвета пигментов
Для получения разных цветов могут быть использованы такие виды пигментов:
Желтый – охра или крон.
Белый – известь, мел или белила.
Синий – лазурь или ультрамарин.
Красный – мумие, сурик (свинцовый или железный), а еще киноварь.
Зеленый – свинцовая или хромовая зелень.
Далее рассмотрим, какие есть виды пигментов, боле подробнее.
Разновидности
Пигменты натурального происхождения
Итак, рассмотрим подробнее.
Минеральные красители
Пигменты, выполненные на натуральной базе, извлекают из окислов и металлов. К числу источников для получения красителей можно отнести еще и неорганические элементы с такими цветами, как:
Железные окислы (коричневый, желтый и красный).
Марганец (коричневый, фиолетовый и желтый).
Хром (зеленый).
Сурьма (желтый).
Медный окисел (красный, изумрудный и ярко-зеленый).
Охра (темно-желтый, золотистый, бледно-желтый, а при прокаливании красный).
Марс (темный и светлый коричневый).
Умбра (красно-коричневый и зелено-коричневый).
Ультрамарин (ярко-синий).
Ван-дик (коричневый).
Красители минерального типа характеризуются высокой степенью прочности, обладают устойчивость, к свету, прекрасной смешиваемостью и сочетаемостью со связующими компонентами.
Характеристики определенных неорганических пигментов:
Охра в сухом виде. Извлекают ее из минералов глинистого типа, которые окрашены посредством гидратированных оксидов железа. Цвет охры в сухом виде желто-коричневый или просто желтый. Охра применяется как окрашивающее вещество при создании цементного раствора, который будет использован для получения декоративного вида штукатурки. Также применяется при создании клеевых и силикатных лакокрасочных составов. Средства с охрой прекрасно подойдут для окрашивания изделий из древесины, бетона и металла. Пигмент отличается прекрасной укрывистостью, степенью прочности и устойчивостью к щелочам, а также к свету.
Сиена натурального происхождения. Еще один сухой пигмент для краски, а точнее глиняное окрашивающее вещество желтого цвета. На вид очень напоминает охру, но в составе сиены есть много оксида железа, а также кремнезема. Сиена обладает устойчивостью к щелочам, извести и используется почти во всех видах краски. При смешивании с маслом сиена получает лессировочные характеристики, и также составы часто применяют при работах по отделке по дорогостоящим древесным породам.
Железный красный сурик. Он включает в себя оксид железа и следы от минералов кварцевого типа. Цвет окрашивающего вещества красновато-коричневый. Пигмент добывают посредством тонкого помола железных руд. Вещество само по себе не ядовитое, но его пыль может содержать токсины. Разные марки сурика железного используются для добавления в алкидные виды грунтовочных средств и лакокрасочных материалов особого назначения (для окрашивания судов и составы антикоррозийного типа). Еще сурик нашел применение в масляных составах для окрашивания металлических изделий, которые расположены на открытом воздухе. Цена изготовления элемента небольшая, и потому его применяют для эмалей и клеевых красок.
Натуральная умбра. Пигмент будет включать в себя железные и марганцевые оксиды. Цвет умбры коричневый с оттенком темно-желтого или зеленого. В результате прокаливания умбра получит красно-коричневый цвет. Краситель отличается повышенным уровнем прочности, прекрасными окрашивающими свойствами. Добавление умбры дает возможность маслам просыхать куда скорее, и окрашивающее вещество используется для окрашивания штукатурки, деревянных и металлических изделий.
Хрома оксид. Пигмент делают в результате сложных химических реакций, и цвет бывает от светлого зеленого до темного зеленого. Недостатком хрома оксида является его взрывная опасность, пожарная опасность и токсичность. Преимущества же вещества заключаются в высокой устойчивости к свету, прочности, устойчивости к щелочам и кислотам даже при высокой температуре. Пигмент можно добавлять ко всевозможным пигментам, и оксид хрома используется для особо важных покрытий на химическом предприятии, трубных поверхностях и оборудовании, которое постоянно подвергается воздействию высокой нагрузке термального типа.
Свинцовый сурик. Его цвет может быть ярко-оранжевым или оранжево-красным. Он отличается большим весом, а еще является продуктом окисления глета свинца при высоких температурах. Свинцовый сурик является весьма токсичным материалом, и пигмент будет характеризоваться высокой устойчивостью к щелочам, отличной укрывистостью и антикоррозийными свойствами. Свинцовый сурик отличается низкой устойчивостью ко всевозможным кислотам.
Коричневый марс. Цвет, как понятно по названию, темно-коричневый или светлый коричневый. Пигмент делают при прокаливании смеси, в которой есть марганец, железа оксид, а еще гидрат оксида алюминия. Марс отличается отличной устойчивостью к свету и щелочам, а еще приемлемым уровнем укрывистости и лессировочными качествами. Компонент применяют со связующими в неводных и водных составах. Окрашивающее вещество используют для покраски деревянных и металлических изделий, а также оштукатуренных поверхностей.
Зелень изумрудная. Краситель имеет высокие лессирующие свойства, обладает устойчивостью к световому воздействию, газам и влажности.
Синий кобальт. В этом случае цвет ярко-синий, и вещество является устойчивым к свету, а также прекрасно переносит воздействие атмосферных осадков, характеризуется высокими лессирующими и сиккативными свойствами. Синий кобальт отличается повышенной емкостью масла и невысокой степенью укрывистости.
Берлинская лазурь устойчивая к свету, а еще ей свойственна интенсивность окрашивания и укрывистость.
Далее рассмотрим еще один вид красителей.
Органические красители
Пигменты, добавляемые в краски, могут быть органическими, и в таком случае органику извлекают из растений и насекомых. Такие виды красителей, в отличие от тех же минеральных, могут растворяться в воде, спирте и масле. Для органики будет характерной меньшая степень прочности по сравнению с минеральными красителями, и так как такие пигменты не создают слоя краски, а попадают в структуру поверхности, то они чаще всего используются при окрашивании ткани. Самым популярным видом органики будет краплак, который извлекают из корней крапа или марены. Еще одним веществом растительного происхождения является индиго, которое получают из вайды. При современной промышленности могут даже сделать синтетические индиго. Из морских моллюсков получают пигменты светлого коричневого цвета, и посредством способа прокаливания из органических материалов получают черные окрашивающие вещества.
Пигменты искусственного происхождения
Окрашивающие синтетические вещества отличаются максимальной степенью устойчивости ко влаге, осадкам атмосферного типа, света и газам. Они характеризуются яркостью цветов, и за счет такого набора качеств пигменты искусственного происхождения давно смогли занять лидирующее место среди остальных видов красителей. Пигменты синтетического происхождения могут быть разделены на минеральные или неорганические. Последние красители производят путем сложных химических реакций, и синтетические пигменты неорганического типа характеризуются постоянством химической структуры, чистым и ярким цветом.
Обратите внимание, что цена изготовления подобных компонентов стоит достаточно дорого по сравнению с натуральными окрашивающими составами. Используется неорганическая синтетика для строительной отрасли, чтобы делать не водные лакокрасочные составы.
Минеральные пигменты синтетического типа делают при сочетании двух или трех составляющих. По способу производства такие красители можно поделить на осажденные из металлических растворов и солей или сделанные посредством прокаливания.
Ультрамарин
Его можно отнести к виду неорганических синтетических красителей. Имеет в собственном составе серу и алюмосиликат натрия. Ультрамарин часто используют для области строительства и в малярных красках, неводных и водных лакокрасочных составах. Такими красками еще окрашивают металл, бетон, древесину и проштукатуренные поверхности. В чистом виде ультрамарин используют очень редко, а если такое и бывает, то цель обычно состоит в том, чтобы нейтрализовать желтую окраску от мела или извести. Также ультрамарин применяют и в качестве лессировочного красителя. Пигмент отличается устойчивостью к воздействию щелочей и света. Но добавление окрашивающего вещества в известковый раствор нежелательно, потому что в таком случае вещество потеряет цвет. Ультрамарин подойдет для взаимодействия со всеми видами связующих при выполнении наружных и внутренних отделочных работ.
Киноварь
Данный краситель характеризуется ярким красным окрасом, но может быть и в темных тонах. Киноварь может быть использована для производства всех типов лакокрасочных средств, которые применяют для окрашивания кирпичных, бетонных, деревянных и оштукатуренных поверхностей. Допускается применение и для внутренних, и для наружных работ по отделке.
Пигменты и свойства ЛКМ
Довольно важным элементов лакокрасочных материалов будет связующий компонент. Его функцией будет соединение пигментных частиц и закрепление их на поверхности. Связующие вещества будут оказывать воздействие и на цвет, потому что они отличаются по коэффициенту преломления световых лучей. Крайне важным показателем для масляных красок будет маслоемкость красителей.
Речь идет про показатель количества масла, которое нужно будет для изготовления красок на определенный уровень пигмента. Показатель емкости масла будет зависеть от общей площади поверхности частичек, а более того, от физико-химических характеристик масла, которое используется в качестве связующего. Еще одним существенным показателем, на который воздействуют пигменты станет скорость просыхания красок. Часть пигментов, например, свинцовые белила и кобальт, делают процесс просыхания интенсивнее. Некоторые пигменты (краплак, газовая сажа и прочие), наоборот, сделают высыхание дольше.
Обратите внимание, что пигмент для красок должен соответствовать эталону цветного фона, который будет определен структурой его частичек, их возможностями по преломлению, поглощению лучей солнца и отражению.
Еще одним требованием к пигменту будет нужная степень дисперсности. Под таким качеством понимают степень измельченности, которой добиваются дроблением механическим методом, отстаиванием, осаждением в растворной смеси (мокрый способ) или благодаря нагреванию в особой печи (сухой способ). Чем ниже будет показатель дисперсности, тем прозрачнее лакокрасочный материал. Дисперсность красителя в определенных красках определяет их оттенок, например, тонко измельченные цинковые белила дают синий оттенок, а сиена увеличит насыщенность тонов. В составах масляного типа повышенный уровень дисперсности приведет к уменьшению показателей пластичности.
Дисперсность воздействует и на иной показатель пигмента – степень укрывистости. Такая характеристика показывает число красителя, нужное на квадратный метр обрабатываемой поверхности. При этом будет подразумеваться, что под слоем материала не будет заметна грунтовка/обрабатываемая поверхность. Показатель зависит от внутренней структуры кристаллов, которым свойственны разные коэффициенты преломления световых лучей.
Красители, имеющие невысокую дисперсность, находятся в базе корпусных и кроющих лакокрасочных составов, а пигменты с высоким показателем имеют в составе лессировочных (то есть более прозрачных) лакокрасочных материалов. Интенсивность, как пигментная характеристика, является способностью менять тональность красочного слоя при взаимодействии с остальными пигментами. Самая большая интенсивность свойственная органическим красителям с высоким уровнем дисперсности.
О составе и использовании минеральных красок
Как следует из словарей и энциклопедий, минеральные краски – неорганические соединения, полученные либо непосредственно из минералов, либо – искусственно, в результате химических процессов.
Слово минерал (фр. mineral) означает природное химическое соединение, составную часть горных пород и руд, встречающуюся как в твердом состоянии, так и в жидком (ртуть, вода).
Самыми древними красками служили глины разных цветов, мел, природные желтая и красная охра (желтая и красная смеси окисей железа с глиной), уголь и сажа. А первым связующим компонентом мог служить жир животных или яйца птиц, позволяющие закреплять пигмент на стенах пещер.
Не вдаваясь в историю, определимся, что такое минеральная краска в современном понятии.
Состав красок
Краска – это суспензии пигментов и наполнителей в связующих веществах.
Малярный состав включает в себя как минимум следующие компоненты:
красители – растворимые органические (природные или синтетические) соединения, применяются для изготовления прозрачных цветных лаков, морилок и так далее;
пигмент – тонкоизмельченный нерастворимый цветной порошок (минеральный, синтетический, металлический), который с помощью связующего вещества сцепляется с поверхностью;
наполнители (органические и неорганические) – нерастворимые минеральные вещества, экономящие пигменты и придающие составу определенные качества (прочность, огнестойкость, текстуру и другие свойства), это могут быть тонкодисперсные каолин, тальк, каменные породы и другие;
связующие вещества (водных и неводных составов, эмульсии) – являются основой почти всех лакокрасочных составов, применяются в виде растворов и предназначены для сцепления частиц пигментов и наполнителей с поверхностью; в некоторых составах это — единственный защитный слой;
растворители или разбавители – жидкости для разбавления или разведения краски до необходимой консистенции.
Согласно справочникам, к малярным составам на минеральной основе относятся:
известковые,
цементные,
силикатные.
Получается, что «минеральной» краску делает не пигмент, а основа. К слову, наиболее распространенная в строительстве классификация объединяет малярные составы по видам связующих веществ, а не по пигментам.
Известковые
Известковые минеральные краски применяются большей частью для наружных работ.
Основой служит гашеная известь, а добавление квасцов или поваренной соли увеличивает стойкость окраски. Пигменты используются щелочестойкие (мумия, сурик, охра, сажа, сиена, умбра и другие), причем применять их надо в виде паст консистенции сметаны, предварительно замочив в воде. Только в таком виде их следует вводить в малярный состав.
Цветовая палитра — пастельная, «разбеленная». Укрывистость* определяет консистенцию раствора и количество слоев.
Недолговечны, срок службы – 1–2 года. Легко смываются и наносятся вновь.
Срок службы может увеличиться до 4 лет, если соблюдать технологию:
очистить и отремонтировать поверхность,
грунтовать ее с помощью кисти (макловицы), хорошо втирая тот же, но более жидкий известковый состав (известковое молоко) во все трещинки и поры,
нанести основной окрасочный слой кистью или краскопультом.
Цементные и полимерцементные
Цементные минеральные краски применяют для работы по камню, бетону, кирпичу, штукатурке.
Изготовляются на основе белого цемента, гашеной извести, кальция хлорида (для ускорения схватывания) с добавлением гидрофобизирующих компонентов, повышающих водоотталкивающие качества. Как и в известковых составах, в них применяются щелочестойкие пигменты, замоченные в воде.
Наносятся такие составы только на неокрашенную поверхность. Старый окрасочный слой удаляется, а стены очищают горячей водой или трехпроцентной соляной кислотой.
Полимерцементные минеральные краски предназначены для окрашивания бетонных, газобетонных, каменных поверхностей, штукатурки, асбестоцементных изделий, древесноволокнистых плит, металла и дерева. Выпускаются пастообразными или жидкими, готовыми к использованию. В состав входят белый цемент, пигменты, известь, ПВА или латекс. От цементных отличаются эластичностью, большей атмосферостойкостью, хорошей проникающей способностью.
Силикатные
Силикатные краски применяются для фасадов и интерьеров. Окрашивают ими любую поверхность, имеющую минеральную основу. Покрытие получается термостойкое, огнезащитное, устойчивое к атмосферным воздействиям и УФ-лучам, вместе с тем обладает хорошей воздухо- и паропроницаемостью.
Согласно ГОСТу, силикатные краски являются суспензией наполнителей, щелочестойких пигментов и силикатизаторов* в водном растворе жидкого калийного стекла. При нанесении на поверхность создается декоративное и защитное водонепроницаемое покрытие, проникающее в структуру поверхности.
При добавлении в качестве пигментов Zn-пыли или Аl-пудры поверхность, обработанная такой краской, приобретает антикоррозионные свойства.
Возможность использования добавок и наполнителей (вспученный перлит, молотые шамот, стекло и другие) позволяет создавать разнообразные фактурные поверхности. Но применение специальных красителей ограничивает палитру цветов.
Особенностью силикатных составов является трудоемкость их нанесения, по сравнению с цементными и известковыми. Краски выпускаются в двух упаковках: калийное стекло — в емкостях, смесь наполнителей и пигментов — в мешках. Смешиваются компоненты непосредственно перед окраской. Особое требование предъявляется к рабочей поверхности: на ней не должно быть старых покрытий, ее необходимо грунтовать силикатной краской или силикатной грунтовкой.
В зарубежной практике применяется четырехслойная обработка поверхности: протравливание, грунтовка и два слоя декоративного покрытия. При соблюдени такойи технологии срок службы покрытия составляет около 20 лет.
Именно силикатную краску в зарубежных проспектах называют минеральной.
Пигменты
Рассмотрев свойства минеральных красок, нельзя обойти вниманием их значимую составляющую – пигменты, тем более что их определенные качества влияют на свойства окрасочного состава при одном и том же связующем веществе.
Природные минеральные красители получают, измельчая до порошкообразного состояния породы и минералы, в некоторых случаях, подвергая их термической обработке.
Вот некоторые из природных пигментов:
Мел – самый лучший белый пигмент. Применяется в водных, силикатных, клеевых составах; является основным наполнителем в шпаклевках и замазках; смешивается со всеми типами красителей.
Охра – цветовая гамма этого природного пигмента — от желтого до желто-коричневого. В зависимости от марки используется в различных составах краски. При термической обработке жженая охра становится коричнево-красной и более плотной, повышается укрывистость краски. Щелечестойкая.
Мумия – желто-коричнево-красный минерал, производится в светлом и темном вариантах; используется в клеевых и светостойких масляных красках.
Натуральная сиена – цвет серо-коричнево-оранжевый; при сильном прогреве сиена жженая переходит в каштановый, укрывистость малая, покрытие – прозрачное. Кислотостойкая.
Сурик железный – пигмент коричневый с красным оттенком. Выпускают различных марок для разных связующих. Стойкий к атмосферным воздействиям, обладает хорошей укрывистостью на любых поверхностях за счет присутствия глины.
Умбра натуральная – пигмент коричнево-зеленоватого цвета; при прокаливании жженая умбра становится красно-коричневой и повышает укрывистость. Используют во всех малярных составах, чаще всего применяется в мастиках и грунтовках.
Графит серый – цвет минерала от темно-серого до черного. Черный пигмент с хорошей красящей способностью. Светостойкий, огнестойкий, химически стойкий — используется в качестве антикоррозийного покрытия.
На сегодняшний день минеральные краски с природными красителями являются наиболее экологически чистыми: по сравнения с другими лакокрасочными составами, они содержат очень незначительное количество летучих органических соединений.
Словарик
Укрывистость – способность пигмента скрывать окрашиваемую поверхность под слоем красочной пленки, определяется количеством граммов краски, расходуемой на 1 м2 поверхности.
Силикатизаторы – активные вещества, проникающие глубоко в окрашиваемую поверхность и вступающие там в реакции, образуя водонерастворимые соединения. Это приводит к закупорке пор, что влечет за собой образование водонепроницаемых структур.
Если вы интересуетесь натуральными красками, вам также будет полезно узнать, что такое восковые краски для дерева. Об этом мы рассказали в специальной статье.
Они обычно выглядят как микрочастицы из твердого материала. Их распределяют в общей массе связующего элемента или образователе пленки. Есть еще вспомогательные пигменты. О них мы поговорим позже. Также существуют еще добавки, которые краску делают дешевле.
Теперь поговорим о восполняющих пигментах, а также о том, что такое наполнители и удешевляющие элементы. Ведь они все в совокупности несут качество материала то же, но вот стоимость становится намного ниже.
Обычно удешевляющая добавка добывается прямо из природных материалов. Поэтому они требуют предварительной очистки. Все зависит от того, какая цель преследуется при использовании вспомогательных пигментов. Правда, они не имеют определенных устойчивых свойств, которые есть у основного пигмента. Поэтому может меняться состав частиц, их размеры, дисперсность.
Виды пигментов для красок и особенности применения
Железные окислы (коричневый, желтый и красный).
Довольно важным элементов лакокрасочных материалов будет связующий компонент. Его функцией будет соединение пигментных частиц и закрепление их на поверхности. Связующие вещества будут оказывать воздействие и на цвет, потому что они отличаются по коэффициенту преломления световых лучей. Крайне важным показателем для масляных красок будет маслоемкость красителей.
