Пигменты и красители

Категория:
Целлюлозные лаки


Пигменты и красители

Далее:

Введение пигментов и красителей в растворы производных целлюлозы не вызывает затруднений. В большинстве случаев особых добавок, улучшающих совместимость пигментов и красителей с раствором производных целлюлозы, не требуется.

Предполагается, что происхождение, способы изготовления и основные свойства пигментов и красителей известны, поэтому в дальнейшем приводится лишь краткое сопоставление отдельных их групп и марок.

Термины пигмент, пигментный краситель (органический пигмент), краситель и т. п. часто понимаются различно, поэтому здесь прежде всего следует дать более точное их определение.

Пигментами называют вещества естественного происхождения или полученные искусственно, которые обладают способностью в тонкоизмельченном состоянии, вследствие своих оптических свойств и нерастворимости в связующем, сообщать укры-вистость бесцветным лакам, маслам, водным и другим связующим. По цвету, который приобретает связующее, пигменты обычно делят на белые и цветные. Кроме того, к пигментам в широком смысле относят металлические порошки и черни.

Пигментные красители или органические пигменты являются также и пигментами, но преимущественно органическими. В воде и растворителях они не растворяются или растворяются частично и поэтому их применяют для пигментирования так же, как и неорганические пигменты. Тон пигментных красителей ярче и чище, а интенсивность выше, чем у неорганических пигментов. Более высокая стоимость пигментных красителей большею частью компенсируется их меньшим расходом; стойкость же пигментных красителей ниже стойкости неорганических пигментов.

Красителями называют такие органические соединения, которые растворяются в большинстве растворителей с образованием прозрачных растворов. Через прозрачные лаки, окрашенные красителями, хорошо просвечивает грунт. Стойкость красителей меньше, чем стойкость пигментов. Их применение ограничивается сравнительно небольшой областью, например изготовлением протрав, поронаполнителей, цапоновых лаков и других специальных продуктов.

Следует указать, что разделение красящих веществ по их растворимости вряд ли можно считать удовлетворительным и вполне безупречным. Ниже будет более подробно указано, что разница между кроющими нерастворимыми пигментами, с одной стороны, и прозрачными растворимыми красителями, с другой,—носит количественный характер, зависящий от величины частиц. Следовательно, укрывистость зависит от величины частиц, т. е. от измельчения или дисперсности вещества, при этом значение имеет природа дисперсионной среды (вода или органический растворитель).

Для практических целей все же можно считать подразделение красящих веществ на неорганические пигменты, органические пигменты и красители целесообразным.

Неорганические пигменты

Белые пигменты

Одними из наиболее древних белых пигментов являются свинцовые белила, называемые иногда основным карбонатом свинца. Достоинства этого пигмента заключаются в его высокой укрывисто-сти и способности образовать с маслами и их жирными кислотами свинцовые мыла. В этом свойстве проявляется активность свинцовых белил, которая делает их очень ценным белым пигментом. Но цапонлаки, нитроцеллюлозные лаки и лаки на основе других производных целлюлозы в большинстве случаев не содержат жирных кислот, поэтому в этих лаках мыла образоваться не могут. Комбинированные нитролаки и другие целлюлозные лаки, содержащие смолы, в составе которых есть масла, способны реагировать с активными пигментами с образованием мыл. Когда содержание жирных кислот в лаке достигает определенной величины, применение в качестве пигмента свинцовых белил— становится выгодным.

Широко распространенное мнение, что свинцовые пигменты из-за их ядовитости нельзя наносить распылением, верно только постольку, поскольку при работе с этими пигментами следует принимать, в соответствии с правилами промышленной гигиены, специальные меры для защиты рабочих. В § 5 «Правил для защиты от отравления свинцом при окрасочных работах», изданных 27.V. 1930 г., официально уточняется вопрос о нанесении распылением свинцовых красок, в том числе свинцовых белил и свинцового сурика. В соответствии с этими правилами следует, по крайней мере за три дня до введения окраски распылением, известить об этом технического инспектора.

Это относится и к применению так называемых сульфосвинцовых белил.

К активным пигментам относятся также цинковые белила и окись цинка. Цинковыми белилами называют пигмент, который изготовляется из чистого металлического цинка и содержит 99% окиси цинка.

Преимущества этого, так называемого, косвенного метода получения цинковых белил из металлического цинка заключается в том, что он не только обеспечивает Еысоксе содержание окиси цинка в белилах, но и определяет природу и количество следов посторонних примесей. Эти примеси, часто сознательно введенные в кристаллическую решетку окиси цинка, повышают ее укрывистость, стабилизируют цвет хроматических пигментов, Улучшают совместимость белил со связующим, повышают стойкость глянца и атмосфероустойчивость пленки. Из трех марок— красной, зеленой и белой—первая применяется для обычных малярных работ, зеленая—для производства более простых эмалей,

белая, обладающая наиболее высоким качеством,—для производства эмалей, высшего качества. Эти три марки различаются величиной частиц, физической и химической реакционной способностью по отношению к связующему и образующимся из него продуктам распада, а также содержанием следов пыли, обусловленным условиями производства.

Наряду с этими нормальными марками существует ряд ocoбых марок, например отличающихся величиной рН, высокой химической чистотой, частично сниженной поверхностной активностью, особой стойкостью к действию органических кислот и к загустеванию, вызываемому высокополимерным связующим.

Белый пигмент, обращающийся на рынке под названием цинковые белила, изготовляется из свинцово-цинковых руд, продуктов металлургического производства и отходов металлов одновременным испарением обоих металлов. Соответствующим составлением исходной смеси можно получать цинковые белила с различным содержанием свинца в виде основного сульфата.

В продаже встречаются также следующие сорта цинковых белил:
1. С малым содержанием свинца: содержание ZnO не меньше 90%, например цинковые белила Экстра F, NT, GMI и GM2.
2. С большим содержанием свинца: содержание ZnO не меньше 70%, например цинковые белила Экстра LF, Dili, DII.
3. С очень большим содержанием свинца: содержание ZnO не меньше 60%; специальные цинковые белила—«Смоляная печать» с содержанием свинца около 35%.

Цинковые белила образуют с жирными кислотами масел комби-,-нированные цинково-свинцовые мыла, придающие пленке тверв дость, эластичность и прочность.

Активность цинковых белил проявляется, как уже было указано выше, только в комбинированных нитролаках, содержащих некоторое количество смол, модифицированных маслом. Вследствие выдающихся пигментных свойств, а особенно вследствие высокой дисперсности частиц, цинковые белила могут быть использованы также и для приготовления нитроэмалей.

Цинковые белила применяются в основном для изготовления цветных эмалей. В светлых эмалях их применяют для грунтовки и первого покрытия. Сорт Экстра F пригоден вследствие очень чистрго,цвета также для покрывных слоев почти белых или слабо окрашенных эмалей.

Так называемая активная окись цинка (Bayer) является не пигментом, а продуктом чрезвычайно тонкого измельчения окисй цинка. Она содержит 96% окиси цинка. Кроме окиси цинка она содержит углекислый цинк и воду. Вследствие субмикроскопЯ ческой величины частиц такая окись цинка не обладает укрывй’ стостью, но отличается ярко выраженной химической активностью. Очень малая величина частиц и их пористость вызывают появлега ние у активной окиси цинка свойств, проявляющихся, в первую очередь, при применении связующих на основе высыхающих маг сел и жирных кислот. Эти свойства заключаются в способности скорять сушку, делать пленку твердой, нейтрализовать продук-У распада и т. п. Благоприятное влияние активности цинковых белил естественно проявляется также и на содержащих масло еллюлозных лаках, поэтому добавка в такие лаки небольших соличеств активной окиси цинка очень выгодна.

Свойства и условия поставки цинковых белил и окиси цинка в Германии регламентированы RAL 844 С2.

Двуокись титана является пигментом выдающейся укрыви-стости. В природе она встречается в виде минералов анатаза, рутила и брукита, а также в виде различных титанатов и силикатов. Искусственная двуокись титана может кристаллизоваться в двух модификациях: в виде анатаза и рутила. Пленка, пигментированная двуокисью титана в форме анатаза, при длительном воздействии атмосферы начинает мелить. При применении анатаза в смеси с активными пигментами, а именно цинковыми и свинцовыми белилами, результаты получаются хорошие, если содержание анатаза в такой смеси не превышает 10%. У рутильной формы двуокиси титана укрывистость и интенсивность примерно на 25% выше, чем у анатазной формы, стабильность ее при действии света также выше. Наиболее стабильные марки рутильной формы практически не мелят. Поэтому для наружных покрасок следует применять только рутильную форму. Особенно принято пигментирование рутильной формой двуокиси титана таких связующих, которые не совмещаются с цинковыми белилами.

Торговый план Titangesellschaft m. b.H. в Леверкузене предусматривает выпуск следующих марок:
1. Двуокись титана Кронос модификации анатаза: двуокись титана Кронос А, А 1129 и А 1310.
2. Двуокись титана Кронос модификации рутила: двуокись титана Кронос R, RN.
3. Двуокись титана Кронос модификации рутила (не обладающая пигментными свойствами, преимущественно для металлургических целей): двуокись титана Кронос R 1053 и R 1403.
4. Титановые белила Е 25, состоящие из 25% двуокиси титана анатазной и 75% известкового шпата.
5. Титановые белила R 25, состоящие из 25% двуокиси титана рутильной, 70% бланфикса и 5% цинковых белил.

Весьма обширный ассортимент титановых пигментов выпускает в США Titanium Pigment Corp. Все сорта титановых белил этой Фирмы носят название Титанокс.

В Германии условия поставки и методы испытания двуокиси титана регламентируются RAL 844Н.

Двуокись титана отличается высокой стойкостью к действию кислот, щелочей, тепла и света. Вследствие чисто белого цвета, безвредности и высокой укрывистости двуокись титана почти незаменима.

К числу широко применяемых белых пигментов относится и литопон. Литопон состоит в основном из сернистого цинка и сернокислого бария.

Литопоны различают по сортам и маркам. Сорта литопонов определяют области их применения:

Сорта R—чистый осажденный литопон, не содержит природного кристаллического сернокислого бария (тяжелого шпата). Его называют также промышленным литопоном. Он пригоден для изготовления промышленных эмалей, шпатлевок, эмульсий и т. п. и прежде всего в тех случаях., когда тяжелый шпат по техническим причинам не может быть применен.

Сорта О содержат определенное количество тонко размолотого тяжелого шпата. Они особенно пригодны для масляных малярных красок, эмульсионных красок. Их называют также малярными сортами.

Сорта L, так называемые лаковые сорта, предназначаются для изготовления промышленных эмалей, имеющих слабокислую реакцию. В результате их применения удается избежать загусте-вания красок.

Особым сортом является Литоксин, представляющий собой специальный сорт литопона (без тяжелого шпата), содержащий 2,5% цинковых белил и не осаждающийся в красках.

Специальный сорт WIR применяется в качестве пигмента для печати по обоям и ткани.

Элькадур представляет собой продукт, содержащий углекислый барий и 30% сернистого цинка. Вследствие наличия углекислого бария пигмент обладает активностью, которая проявляется так же, как активность свинцовых белил и окиси цинка. Поэтому Элькадур пригоден, в первую очередь, для применения в малярных эмалях, т. е. со связующими на масляной основе, а также в эмульсионных красках.

Наряду с разделением литопонов по сортам, их различают по маркам. Различные марки или печати указывают на количество содержащегося в литопоне сернистого цинка и других составных частей. По содержанию сернистого цинка различают литопоны четырех разных марок

Некоторые сорта изготовляются не всех марок. Сорта R и L изготовляются только с содержанием 30, 40 и 60% сернистого цинка, а сорт О с содержанием 15, 30 и 40% сернистого цинка, -рак как укрывистость сернистого цинка очень велика, а сернокислого бария мала, то марки с высоким содержанием сернистого цинка являются наилучшими по укрывистости. Никаких других различий между литопонами различных марок, кроме укрывистости, не существует.

Для производства эмалей на целлюлозных лаках наиболее пригодны сорта R и L, последние же особенно тогда, когда лак вследствие повышенного содержания смолы имеет некоторое кислотное число. В этих случаях применяют сорта L и даже R. Выбор нужной марки зависит от того, требуется ли от литопона в эмали высокая укрывистость или нет. Если наряду с литопоном присутствуют в качестве белых пигментов большие количества цинковых или титановых белил, можно удовлетвориться литопоном желтой, красной или зеленой марки. С другой стороны, укрывистость литопона серебряная марка настолько велика, что во многих случаях можно отказаться от добавки к нему других белых пигментов. Это тем более возможно, что большинство целлюлозных эмалей не нуждается в активных пигментах.

Литопон отличается хорошей светостойкостью. Укрывистость марок, содержащих большие количества сернистого цинка, хорошая. При действии кислотпри рН=3 происходит выделение сероводорода.

Укрывистость литопона обусловлена сернистым цинком. Чистый сернистый цинк сам по себе также может быть использован в качестве белого пигмента; он известен под названием захтолит и обладает очень высокой укрывистостыо.

Вместо литопона естественно можно было бы применить любую смесь сернокислого бария и сернистого цинка. Сернокислый барий для этой цели может быть использован или в виде осажденного, так называемого бланфикса, или в виде измельченного тяжелого шпата. Такая смесь не является однако литопоном, так как в литопоне оба компонента не просто смешаны, а находятся в значительно более тесной связи, обусловленной методом его приготовления. Следовательно смесь сернистого цинка с молотым тяжелым шпатом не может служить заменителем литопона.

Отличным белым пигментом является трехокись сурьмы S.b406, известная под названием сурьмяные белила. В Англии она обращается в продаже под названием «Тимонокс». Сурьмяные белила очень укрывисты и обладают стойкостью к действию света, кислот и щелочей. В Германии этот пигмент в настоящее время не производят.

В качестве белого пигмента могла бы быть использована также окись циркония, но этому препятствует ее высокая цена.

Цветные пигменты

К пигментам светло-желтого, оранжевого, красного и коричневого цветов относятся следующие.

Желтая окись железа, известная также под сокращенным названием желтая окись. Она представляет собой гидрат окиси железа, входящий в качестве составном части в такие природные материалы, как охра и сиена. Ее производят из растворов солей железа осаждением и окислением осадка до появления окраски от желтой с зеленоватым оттенком до оранжевой. Укры-вистость, светостойкость и дисперсность этого пигмента превосходны.

Желтый крон или хромат свинца состоит из смешанных кристаллов хромата и сульфата свинца. В промышленности этот пигмент получают разных оттенков—от канареечно-желтого до оранжевого. Недостаток желтого крона—его способность со временем темнеть—в последнее время значительно устранен. Желтый крон обладает хорошей укрывистостью; он чувствителен к действию серы и серусодержащих веществ; в их присутствии он темнеет вследствие образования сернистого свинца.

Цинковый крон получается взаимодействием цинковых белил с хромовокислыми солями. Светостойкость у него хорошая, но он менее стоек к действию кислот и щелочей, чем свинцовый крон. В смеси с белыми пигментами он светлеет. Укрывистость его ниже, чем у свинцового крона.

Желтый кадмий, являющийся по химическому составу сернистым кадмием, представляет собой пигмент с хорошей укрывистостью, светостойкостью, стойкостью к действию тепла и сероводорода. Его кислотостойкость не очень велика. Широкое его применение ограничивается высокой стоимостью. Чистый пигмент, выпускаемый красочными заводами Вауеr’а в Леверкузене, называется Кадмопуром, а продукт, содержащий бланфикс, — Кадмофиксом.

Цианамид свинца применяется преимущественно вместо свинцового сурика для борьбы с коррозией и поэтому для производства целлюлозных эмалей значения не имеет.

Красный крон по химическому составу аналогичен желтому крону, от которого он отличается только кристаллической формой и отсутствием сульфата свинца. Он обладает хорошей укрывистостью и меньше темнеет, чем желтый крон.

Красный молибдатный крон состоит из смешанных кристаллов хромата свинца, сульфата бария и молибдата свинца. Он обладает ярким тоном и хорошей укрывистостью. На свету он темнеет так же, как хромат свинца.

Красный кадмий представляет собой продукт, состоящий из смешанных кристаллов сульфида и селенида кадмия. Чем больше в этом пигменте содержится селенида кадмия, тем его цвет ближе к красному. Его светостойкость и укрывистость очень хороши. Стоимость этого пигмента очень высока.

Красная окись, или красная окись железа, получается нагреванием желтой окиси железа или различными методами из природных продуктов. Она является составной частью многих природных продуктов, например охр, красного болюса, сиены ит. п. Природные красные окиси железа, обладающие прекрасными свойствами и чистым тоном, называются испанской красной и персидской красной.

Охру, являющуюся земляным пигментом, в производстве целлюлозных эмалей применяют редко.

Умбра, являющаяся также продуктом естественного происхождения, лессирует й поэтому ее нельзя заменять искусственной окисью железа.

Сиена применяется в производстве целлюлозных эмалей в незначительных количествах.

Киноварь, представляющая собой сульфид ртути, практического значения для производства целлюлозных эмалей не имеет.

Одним из важнейших красных пигментов является свинцовый сурик—РЬ304. Он применяется главным образом в качестве коррозионностойкого пигмента. В производстве целлюлозных эмалей он имеет второстепенное значение. Свинцовый сурик относится к активным пигментам.Ядовитость его такая же, как и у свинцовых белил. Нанесение распылением красок, содержащих свинцовый сурик, разрешается только при соблюдении необходимых мер безопасности. Для свинцового сурика это имеет значение прежде всего потому, что при нанесении его распылением получается покрытие более высокого качества, чем при .нанесении кистью.

Для получения тонов от синего до фиолетового имеют значение три пигмента.
1. Ультрамарин, являющийся серусодержащим силикатом натрия и алюминия. Он изготовляется из каолина, кварца, сульфида натрия и угля. В зависимости от метода производства ультрамарин получается разных оттенков: от светло-фиолетового через сине-зеленый до глубокого синего. Он исключительно светостоек, но лессирует. Стойкость его к действию высоких температур хорошая. При действии на него кислот он разлагается с выделением сероводорода.
2. Железные лазури есть собирательное название для соединений, получаемых из желтой и красной кровяной соли и обращающихся на рынке под названиями: парижская лазурь, берлинская лазурь, милори, стальная синяя, бронзовая синяя и т. д. Эти пигменты очень светостойки. В противоположность ультрамарину они стойки к действию кислот, но щелочи их разрушают. Большинство сортов этих пигментов лессирует. У более темных сортов этот недостаток почти не заметен.
3. Марганцовая голубая представляет собой недавно полученный светло-голубой пигмент (Bayer). Он лессирует, но в смеси с белыми пигментами приобретает укрывистость; его светостойкость очень хороша.

Другие соединения, являющиеся пигментами синих тонов, как-то: зеленый крон, фиолетовый марганец (фосфорнокислый марганец), фиолетовый кобальт (фосфорнокислый кобальт) и некоторые другие для производства целлюлозных эмалей значения не имеют.

В качестве зеленых пигментов могут быть применены следующие.
1. Зеленая окись хрома—одно из наиболее стойких неорганических соединений. Его можно применять в тех случаях, когда к пигменту предъявляются очень строгие требования по стойкости к действию тепла, кислот и щелочей, а также облучения ультрафиолетовыми лучами.
2. Гидрат окиси хрома почти так же стоек как окись хрома. При сильном нагревании отщепляет воду и превращается в окись хрома. Его смесь с желтым кадмием называется зеленым кадмием.
3. Виктория зеленый представляет собой смесь гидрата окиси хрома с цинковым кроном.
4. Зеленый ультрамарин представляет собой синий ультрамарин с зеленоватым оттенком.
5. Зеленым кроном называют смесь желтого крона с одной из железных лазурей. Он светостоек, но вследствие содержания желтого крона не стоек к действию кислот. Некоторые торговые марки носят названия: шелковая зелень, оливковая зелень, бронзовая зелень и т. п.
6. Цинковая зелень представляет собой смесь цинкового крона и одной из железных лазурей (парижская лазурь). Она обладает высокой стойкостью к действию света, но ограниченной стойкостью к действию щелочей.

Другие зеленые пигменты, как-то: швейнфуртская зелень (мышьяковистоуксуснокислая медь), зеленый кобальт (окислы кобальта и цинка), марганцовая зелень (манганат кальция), а также зеленые земли (природный продукт) для производства целлюлозных эмалей, значения не имеют.

Серый тон так же, как и коричневый, можно получить, смешивая различные пигменты, в первую очередь белые и черные.

К материалам, которые по своей природе имеют серую окраску, относятся:
1. Цинкграу—цинковая серая—представляет собой размолотую, содержащую свинец окись цинка. Иногда названием цинкграу обозначают также смесь цинковых белил с чернью или отходы цинковой пыли. Другие смеси такого типа носят названия: машинная серая, металлическая серая, алмазная серая, серебряная серая и т. п.
2. Тонкомолотый глинистый сланец известен под названиями: сланцевая серая, минеральная серая и т. п. Эти продукты представляют собой переход к наполнителям, подробно описанным на стр. 94. Цинкграу и сланцевую серую нельзя рассматривать как пигменты в собственном смысле. Их применяют для изготовления шпатлевок, поронаполнителей и т. п.

Графит и карборунд следует также отнести к наполнителям.

Для получения черного цвета применяются различные материалы.

Черная окись железа является разновидностью железнокислых пигментов от темно-серого до сине-черного цвета. Для производства целлюлозных эмалей мало пригодна из-за ее склонности к оседанию.

Марганцовая и цементная черные по существу являются окислами марганца (пиролюзит) темно-серого цвета. Цементной черной иногда называют и другие продукты, например смесь черной ,окиси железа с сажей.

Важнейшими черными пигментами являются вещества, содержащие углерод. Их можно разделить на природные и искусственные. К природным относятся графит, сланцевая черная и темные сорта кассельской коричневой.

Черные пигменты, получаемые искусственным путем, образуются в результате различных процессов; так, в результате сухой перегонки животных остатков получается так называемая костяная чернь.

Из растительных .продуктов таким способом получают виноградную чернь. Виноградной чернью называют также коксовую чернь, получаемую размолом кокса. Из органических веществ можно .получить множество сортов сажи, а именно, сжиганием дерева—сосновую сажу, сжиганием смолы и пека—пламенную сажу, масла—ламповую сажу, газа—газовую сажу, ацетилена— ацетиленовую сажу.

Существует много разновидностей и смесей перечисленных продуктов.

Костяные черни обладают хорошей укрывистостью и стойкостью к различным воздействиям. Их недостатком является сероватый оттенок. Из отходов слоновой кости прежде изготовляли костяную чернь, известную под названием слоновая кость.

Черни, получаемые из растительных отходов, как виноградная чернь, растительная чернь и др. также не обладают глубокочерным тоном, но стойки к различным воздействиям.

Для производства эмалей важнейшим черным пигментом являются сажи, которые в противоположность перечисленным выше черням состоят преимущественно из углерода.

В зависимости от метода изготовления сажи подразделяют на сорта. Целесообразно принять следующее их разделение:
1. Сажи, получаемые сжиганием органических веществ,.—пламенные и газовые.
2. Сажи, получаемые в результате разложения органических веществ.

Сажи, получаемые сжиганием органических веществ, образуются в результате неполного сгорания материалов, содержащих углерод, как-то: масла, газа и продуктов разложения масел. Сажи, получаемые разложением органических веществ, образуются в результате разложения углеродсодержащих газов, причем углерод выделяется в виде сажи.

По качеству газовые сажи превосходят пламенные.

Сажи, получаемые разложением органических веществ, применяются для особых целей. К таким сажам относится получаемая из ацетилена сажа Р 1250.

Успехи, достигнутые в последние годы США в производстве сажи, привели к тому, что двум главным методам производства газовой сажи присвоены английские названия: канальный метод (Channelprozep) и форсуночный метод (Furnaceprozep).

При работе по канальному методу углеродсодержащие газы-сжигают в особом канале в тысячах небольших горелок. В форсуночном методе большое число маленьких горелок заменяется одной большой форсункой. Выделение сажи из газов в этом случае происходит в замкнутой системе, вследствие чего выходы получаются более высокими, чем при канальном методе.

Метод, разработанный в последние годы войны, независимо от американцев, фирмой Degussa, является в основном методом форсуночным. Получаемые по этому методу сажи Коракс В и Ко-ракс L по качеству не уступают лучшим американским сортам, например маркам HAF и SAF.

Ацетиленовыми сажами называются сажи, полученные при помощи электрической дуги. Их изготовляет Chemische Werke Hiils. Из стандартных марок выпускаемых ацетиленовых саж— Т, TP, TD иШ—для производства черных эмалей в качестве пигмента и стабилизатора пригодны прежде всего марки Т и TD, а марка N1 может быть использована для приготовления более грубых покрытий. Свойства этих марок указаны в проспектах.

Из большого числа предприятий, производящих сажу, следует отметить Binneya. Smith Со, США (торговая контора Columbian Carbon Company Products). Эта компания выпускает большой ассортимент различных марок сажи.

Из других компаний, изготовляющих сажу, следует назвать еще две: Godfrey L. Cabot, Inc. (Бостон, США) и The United Oil and Natural Gas Products Corp. Ltd. Anchor Chemical Works (Манчестер, Англия).

Прочие пигментные материалы

Из прочих пигментных материалов следует в первую очередь упомянуть металлические порошки, обычно называемые бронзами. Они представляют собой тонкоизмельченные металлы, обработанные различными методами для придания им специфических свойств, как-то: коррозионной устойчивости, прочной окраски, незначительной оседаемости и т. п. Они выпускаются в продажу в виде порошков или паст.

В зависимости от спроса, бронзы выпускают разных марок, которые различаются между собою по цвету; в продаже имеются следующие цвета: нейзильбер, червонное золото, зеленое золото, светлое золото, огненно-красное, самородная медь, алюминиевая лаковая бронза и др. (J. L. и P. Weidner, Нюрнберг).

Нужного качества бронзы изготовляются рядом фирм (например, Eckart-Werke в Баварии, Frankfurter Bronzefarben- u. Aluminiumpulverwerke A. G., Франкфурт на Майне).

Пигментными материалами называют также продукты, содержащие неорганические или органические пигменты, завальцован-ные в тонкоизмельченном виде в смолу или другое аналогичное связующее.

Наиболее известными с давних пор продуктами такого рода являются красящие материалы для нитроцеллюлозных лаков заводов BASF. Сухое вещество этих продуктов, в которое завальцо-ваны пигменты, состоит из смеси низковязкой нитроцеллюлозы Е и дибутилфталата в соотношении 100 : 50—60. Так как пигменты этих продуктах могут быть органические и неорганические, та качество выпущенных в настоящее время примерно тридцати таких красящих материалов неодинаково. В частности это относится к светостойкости, укрывистости, прочности и т. п. Подробности об этих материалах можно найти в проспектах, выпущенных заводами BASF.

Так как пигменты распределены в массе равномерно и находятся в ней в весьма дисперсном состоянии, то при применении достаточно просто растворить ее в лаке; дополнительная переработка с лаком является излишней.

Такие красящие материалы, правда только черные, выпускаются фирмой Degussa двух марок: Эфвеко и Эфвеко R. В качестве связующего в этих материалах применяется смесь нитроцеллюлозы с пластификатором.

Binney a. Smith Co., США выпускает в продажу красящие вещества, содержащие различные марки сажи в тонкодиспергиро-ванном состоянии. Продукт, в который ввальцована сажа, состоит из смеси нитроцеллюлозы с пластификатором, поливиниловой смолы с пластификатором, алкидной смолы, этилцеллюлозы с жирными кислотами льняного масла и др.

Разбавители и наполнители

С точки зрения природы материала нельзя провести резкой границы между разбавителями и наполнителями. Границу между ними можно провести, руководствуясь только областями их применения. Разбавители добавляют к пигментам с высокой ук-рывистостью с целью их удешевления. Наполнители применяют с единственной целью увеличить количество продукта, без стремления увеличить его кроющую способность. Разумеется, один и тот же материал можно применять в качестве и разбавителя и наполнителя. Признаком, общим для разбавителей и наполнителей, является их низкая укрывистость.

К наполнителям и разбавителям предъявляются естественно не такие высокие требования, как к пигментам. В большинстве случаев все же они должны обладать стойкостью к действию кислот, щелочей и других аналогичных воздействий. Кроме того, их растворимость в воде должна быть возможно меньше, а дисперсность достаточно высокой.

Вследствие таких сравнительно скромных требований в качестве разбавителей и наполнителей может быть использовано большое число различных продуктов. Важнейшие из них ниже кратко описаны.

Углекислый кальций по химическому составу представляет собой кальциевую соль угольной кислоты. В природе углекислый кальций встречается в виде двух разновидностей: в виде больших залежей мела, являющегося остатками раковин мельчайших корненожек, и в виде минерала известкового шпата.

Для обоих видов углекислого кальция известно много разновидностей. Из различных сортов мела известны: ганноверский, рюгенерский, шведский, шампанский и др. К ним надо также отнести продукты, получаемые в результате специальной обработки мела, например известные сорта мела—OMYA, которые выпускаются различной степени дисперсности. Здесь следует заметить, что в последнее время удалось изготовить гидрофобный мел и таким образом устранить неприятное во многих отношениях свойство мела растворяться в некоторой степени в воде.

Для известкового шпата также известно большое число разновидностей. Так как он встречается в природе не в чистом виде, а в смеси с большим числом других минеральных веществ, то различные его сорта значительно различаются по составу, а следовательно, и по свойствам. Тонкоразмолотые сорта известкового шпата, применяемые в качестве наполнителя, различают по цвету и степени помола.

Окись кальция или гидрат окиси кальция также иногда применяются в качестве наполнителей, но только в тех случаях, когда этому не препятствует их щелочной характер. Такие продукты обращаются на рынке под различными названиями, как-то: каменный мел, юрская известковая мука и т. п.

Сернокислый кальций в природе встречается в виде ленцина или легкого шпата. Так же, как и другие соединения кальция, он немного растворим в воде, что ограничивает его применение для многих целей. Алебастр и другие сорта гипса являются также сернокислым кальцием с большей или меньшей примесью посторонних веществ, как-то: апофилита, волокнистого шпата и др.

Сернокислый барий применяют в качестве разбавителя в виде двух разновидностей. Одна из разновидностей—природный тяжелый шпат—выпускается на рынок различной степени помола, с специальными добавками или без них. Другая разновидность получается осаждением; она известна под названием бланфикс. К рыночным продуктам на основе тяжелого шпата относятся: порошок EWO, баколовые белила и различные сорта шпата, например шпат. Осажденный сернокислый барий является составной частью многих сортов литопона, кроме того, он поступает с добавками или без добавок в продажу под названием постоянная белая.

Вследствие большого удельного веса природный сернокислый барий обладает способностью оседать. Бланфикс обладает этой способностью в значительно меньшей мере. Способность сернокислого бария оседать может быть значительно уменьшена тонким помолом или добавкой специальных веществ.

Причиной широкого применения сернокислого бария является не только его дешевизна, но также и химическая его стойкость. Поэтому его можно применять в тех случаях, когда к стойкости покрытия предъявляются очень высокие требования. Он содержится в качестве разбавителя во многих продажных цветных пигментах.

Окись алюминия и гидрат окиси алюминия являются главными составными частями так называемых глиноземов. Искусственным путем их получают осаждением; они обладают высокой стойкостью, во всяком случае к действию кислот и щелочей. Следует отметить их низкий удельный вес. Этот материал мелкозернист, имеет мягкую структуру и легко перетирается с пигментами.

Кремневая кислота и силикаты. Кремневой кислотой обычно называют двуокись кремния—Si02. В природе она встречается более или менее чистой в виде минерала кварца. Кварцевая мука, получаемая тонким размолом кварца, обладает исключительной химической стойкостью и светостойкостью. Стоимость ее невысока, но она обладает некоторыми недостатками, а именно,—большой склонностью к оседанию и большой твердостью. Эти недостатки ограничивают ее применение. При перетире продуктов, содержащих кварцевую муку, может происходить быстрый износ валков машины.

Почти химически чистую кремневую кислоту (99,9% Si02) представляет собой Аэросиль (Degussa), двуокись кремния, получаемая при высокой температуре и обладающая очень низким удельным весом и большой поверхностной активностью. Аэросиль не применяется ни в качестве разбавителя, ни наполнителя и упомянут здесь только ради полноты изложения. Это же относится к сепарированному кремневому гелю В (BASF).

Силикаты содержатся в большем или меньшем количестве во многих природных продуктах, например в глине, каолине, болюсе, тальке, фуллеровой земле, асбесте, кизельгуре, трепеле, пемзовой муке, бентоните и др. На рынке имеется в обращении большое количество материалов, пригодность которых в качестве наполнителей и разбавителей может быть определена только после их испытания. При этих испытаниях следует учитывать цвет, тонкость помола, растворимость в воде и удельный вес.

Органические пигменты

Органические пигменты существенно отличаются от неорганических. Их отличие основано на их строении как органических веществ.

Теплостойкость органических пигментов значительно ниже, чем неорганических, и, как правило, они выдерживают нагревание только до 100—150°; отдельные марки выдерживают нагревание до 200°. Существенное значение имеют условия, при которых во время определения теплостойкости происходит нагревание, (а именно продолжительность его), и природа связующего.

Стойкость органических пигментов к действию ультрафиолетовых лучей в общем меньше, чем у многих неорганических пигментов. Правда, в последние годы выпущено много пигментных красителей с выдающейся светостойкостью и прочностью окраски. Существенное отличие органических пигментов от неорганических заключается в более низком удельном весе, вследствие чего они в краске не оседают.

Особым преимуществом органических пигментов является в большинстве случаев их чистый тон, высокая укрывистость и выдающаяся интенсивность. Поэтому для пигментирования лака нужно вводить в него органического пигмента меньше, чем неорганического. Меньший расход органических пигментов компенсирует, таким образом, их значительно более высокую стоимость. Во всяком случае более высокая их цена оправдывается ярким тоном, который можно получить, применяя пигментные красители. Для многих целей органические пигменты незаменимы.

В названиях органических пигментов существует большой разнобой. Так, например, один и тот же пигментный краситель обращается на рынке под различными названиями. С другой стороны, названия пигментных красителей, совершенно различных по своему химическому составу, различаются только стоящими рядом с названием буквами.

Исчерпывающий обзор всех пигментных красителей, пригодных для целлюлозных эмалей, здесь не может быть дан, хотя бы потому, что на рынке постоянно появляются новые марки. Кроме того, существует ряд пигментных красителей, которые предназначаются преимущественно для окраски пластических масс, но могут быть с успехом использованы и в производстве целлюлозных эмалей. Поэтому их пригодность нельзя ограничивать одной областью.

При определении пригодности пигментного красителя для производства нитроцеллюлозных эмалей надо учитывать следующие моменты.

Прежде всего пигментный краситель должен возможно меньше растворяться в тех органических растворителях, которые применяют в производстве целлюлозных лаков, как-то сложных эфирах, кетонах, а также по возможности в спиртах и ароматических углеводородах, так как пигментные красители должны находиться в эмалевой пленке в состоянии высокой дисперсности, от которой зависит их укрывистость.

Существенное значение для качества пигментных красителей имеет так называемое «пробивание». Оно заключается в том, что пигментный краситель растворяется и распространяется в лежащем выше слое лака, окрашивая его. С этим явлением тесно связана стойкость к действию последующей лакировки. Она заключается в том, что эмаль, пигментированную каким-нибудь пигментным красителем, можно перекрывать другим лаком и при этом пигментный краситель не мигрирует в верхний слой лака и не окрашивает его.

Кроме того, исключительное значение для качества пигментных красителей имеют их светостойкость, стойкость к действию кислот, щелочей, химикалий и тепла.

Объем книги не позволяет здесь дать классификацию пигментных красителей по их химическому составу.

Красители

Красители в производстве целлюлозных эмалей, как уже было указано, имеют второстепенное значение. Их применяют только для определенных целей, когда нужно получить какой-нибудь особенный эффект. В этих случаях, растворяя краситель, получают прозрачный лак, который своей окраской и вызывает определенный эффект. Так, можно, например, получить имитацию золота, если покрытие алюминиевой бронзой сверху перекрыть красноватым прозрачным лаком (циферблаты и т. п.). Красители необходимы не только для производства покрывных лаков: в большом количестве их применяют для производства протрав и других аналогичных материалов.

Краситель должен хорошо растворяться в смеси растворителей лака и не выпадать из раствора при добавке разбавителя.

Красители должны обладать светостойкостью, так как в противном случае цвет пленки может со временем измениться. Для многих целей существенное значение имеют стойкость к действию тепла, кислот, щелочей и химикалий.

Ассортимент красителей, пригодных для производства целлюлозных лаков, сравнительно велик.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум