Пигменты, их виды и свойства

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

Сухие строительные краски (пигменты) — это тонкоизмельченные цветные порошки природного или искусственного происхождения. Частицы пигментов (рис. 33), не растворяющиеся в воде и в связующем, образуют непрозрачную цветную пленку. Разнообразные пигменты различают по цвету.

Белые. Гашеная известь (в виде теста), ее разводят водой до консистенции молока.

Мел — мелкоизмельченный порошок желтого или сероватого оттенка. Для приготовления окрасочных составов (побелок) мел, залитый водой, процеживают через однослойную марлю; при окрашивании с помощью распылителей — через двойную марлю.

Белила — пигмент белого цвета. По химическому составу — механическая смесь сульфида цинка и сульфата бария. Белила применяют для приготовления масляных красок.

Желтые (рис. 34, о). Охра — пигмент от желтого до коричневато-красного цвета, по химическому составу — алюмосиликат, окрашенный оксидами железа. Охру используют для изготовления лакокрасочных материалов (красок, эмалей).

Кроны — пигменты от лимонного до оранжевого цвета. Они бывают свинцовые и цинковые.

Синие (рис. 34, б). Ультрамарин (синька) широко применяется в известковых и меловых окрасочных составах.

Малярная лазурь (милори) — пигмент темно-синего цвета, применяют только в масляных и эмалевых красках.

Красные (рис. 34, в).

Сурик железный — пигмент от кирпично-красного до темно-вишневого цвета. По химическому составу — оксид железа. Пигмент применяют в масляных и эмалевых красках.

Мумия — пигмент от желтого до кирпично-красного цвета. По химическому составу — алюмосиликат железа. Мумию применяют в разнообразных лакокрасочных материалах.

Марс красный (редоксайд) — коричневато-красный пигмент, применяют для приготовления разнообразных красок.

Зеленые (рис. 34, г).

Оксид хрома (хромовые зелени) — это смесь пигментов желтых кронов с малярной лазурью, применяют в масляных и эмалевых красках.

Коричневые (рис. 34, д).

Умбра — пигмент с зеленоватыми или красноватыми оттенками, используют при приготовлении красок различного назначения.

Сиена жженая — пигмент коричневато-оранжевого или коричневато-красного цвета, применяемый в лакокрасочных материалах.

Черные (рис. 34, е).

Сажа — пигмент легко смешивается только с маслом, клеевой или мыльной водой.

Пероксид марганца — пигмент черного цвета, хорошо смешивается с водой.

Наполнители — минеральные порошки белого цвета: мел, тальк, каолин и др. Их назначение — снизить расход пигмента в окрасочном составе. Наполнители, как и пигменты, не растворяются в связующем, не имея при этом собственного цветового тона.
в – желтых; б – синих; в – красных; г – зеленого; д – коричневого; е- – черного; 7 – охра; 2, 3. – кроны лимонного и оранжевого цвета; 4 – ультрамарин; 5 – малярная лазурь; 6 — сурик железный; 7 — мумия; в – марс красный; 9 – оксид хрома; 10 – умбра; 11 – сиена жженая; 72 – сажа

Свойства пигментов характеризуются:
укрывистостъю, т.е. количеством граммов пигмента для покрытия 1 м2, исключающего просвечивание нижележащего слоя поверхности;
стойкостью к воздействию солнечного света, воды и масла;
щелочестойкостъю, т.е. способностью не изменять своего цвета при контактах с бетонной или оштукатуренной поверхностью.

Водные и безводные окрасочные составы с использованием разнообразных пигментов, а также сухие и тертые краски приготовляют централизованно в колерных мастерских или в передвижных малярных станциях.

Пленкообразователи и растворители

Растворители - это органические (чаще всего) или неорганические (например, вода) летучие жидкости, применяемые для перевода плёнкооб-разователей в состояние, пригодное к нанесению на поверхность, и для регулирования вязкости лакокрасочного материала.

Разбавители в сочетании с растворителями способны регулировать вязкость систем. Вода в водных системах может быть истинным растворителем для некоторых пигментов, однако она редко является растворителем для основного компонента - плёнкообразователя. В качестве растворителей используют широкий ряд органических жидкостей, причём тип растворителя зависит от природы плёнкообразователя. Растворяющая способность не единственный критерий, по которому выбирают растворитель. Следует учитывать и скорость испарения, запах, токсичность, горючесть, стоимость. При изготовлении и использовании лакокрасочных материалов в различных отраслях промышленности в мире ежегодно применяется до 10 млн. тонн летучих органических соединений. Нитроцеллюлозные, карбамиде- и меламино-алкидные, полиуретановые материалы содержат до 80% растворителей. При выполнении отделочных работ пары растворителей, попадая в атмосферу, оказывают негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Поэтому в настоящее время наметились следующие тенденции:

- производство и применение материалов с высоким сухим остатком (более 60%);

- производство материалов, практически не содержащих растворителей (с содержанием их менее 5%);

- производство композиций на водной основе.

При использовании водорастворимых плёнкообразователей можно полностью или частично исключить применение органических растворителей. Водорастворимые плёнкообразователи бывают природные и синтетические. К природным относятся казеин, животный клей, крахмал, декстрин, камеди. К синтетическим водорастворимым плёнкообразователям относятся корбоксилированные полиэфиры, мочевино- и меламиноформальдегид-ные смолы, водорастворимые алкидные смолы и др. Растворимость водорастворимых плёнкообразователей обусловлена достаточным содержанием

Флокуляция - вид коагуляции, при которой частицы дисперсной фазы образуют рыхлые хлопьевидные агрегаты (флокулы) полярных групп: -ОН, -NH₂, -COOH, -COONa. Для отверждения водорастворимых плёнкообразователей требуется, как правило, высокотемпературный режим, при котором происходит химическое взаимодействие с участием функциональных групп. Широкого применения водоразбавляемые лакокрасочные материалы не нашли, так как использование воды увеличивает время сушки и требует дорогостоящего оборудования. Кроме того, выделяющиеся при сушке пары воды могут вызвать образование дефектов на поверхности покрытия. Из-за высокой температуры испарения воды при горячей сушке требуются большие затраты тепла. В ходе эмульсионной полимеризации или сополимеризации образуются латексы⁸. К синтетическим латексам относят сополимеры стирола с бутадиеном, сополимеры производных акриловой и метакриловой кислот (преимущественно из сложных эфиров), полимеры и сополимеры винилхлорида и винилиденхло-рида. В состав водно-дисперсионных лакокрасочных материалов помимо плёнкообразователей и пигментов входят различные добавки специального назначения - эмульгаторы, стабилизаторы, загустители, диспергаторы, антисептики, ингибиторы коррозии и др.

Эмульгаторы и стабилизаторы обеспечивают устойчивость водных дисперсий полимеров. Эти компоненты по своей природе являются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Причём, эмульгаторы, как правило, применяются в процессе получения водной дисперсии, а стабилизаторы вводятся в готовую дисперсию для усиления действия эмульгаторов. Для стабилизации готовых материалов применяют защитные коллоиды (поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу).

Диспергаторы также являются ПАВ, в готовой краске они стабилизируют пигментные частицы. Примером диспергатора является натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы.

Загустители повышают вязкость составов, чтобы получить покрытие необходимой толщины. Обычно в качестве загустителей применяют водорастворимые высокомолекулярные соединения.

Производство печатных красок. Получение пигментов и красочных лаков (Получают методом истирания в водной вреде (как органические так и неорг.). Почти все пигмента готовят методом осаждения из водной среды, в которой исходные вещества находятся в предельно деспергированном виде – условия для образования частиц пигментов очень малых размеров. Модификаторы – обволакивают частицы пигмента. Изготовление печатных красок Перед изготовление печ. красок пигменты измельчают для разрушения. Для этого используют шаровые мельницы и 3х воловые размалывающие машины. В целях получения более равномерной стабилизированной первичной структуры пигменты модифицируют. В качестве модификатора выступает канифоль и ее соли. Пов – ть частицы адсорбируют (увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз (твердая фаза-жидкость, конденсированная фаза - газ) вследствие нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия на разделе фаз. Адсорбция является частным случаем сорбции, процесс, обратный адсорбции - десорбция.) на поверхность модификатора, которое перекрывает стремление частиц к агрегированию (процесс объединения элементов в одну систему.). Тех. Свойства изменяются в зависимости от машин, на которых обрабатывают. Первоначально пигменты прокатывают к краскотерочной машине (состоит из 3, вращающихся друг к другу валов). Скорость из вращения увеличивается от 1 к 3 валу. При разности вращения валов возникает дефект скорости, что способствует растиранию печ. краски. Через такую машину краска пропускается несколько раз. Улучшаются текучие свойства, повышается вязкость краски. Для получения очень текучих печ. красок применяют бисерную текучую машину. Для получения металлизированных красок используют шаровые и бисерные машины. Сущ – ют ультразвук. машины, перетирающие краски. Производство красок очень сложно не только с точки зрения технологии, но и по используемому оборудованию, соблюдению различных технических и технологических норм. На большинстве производств рецептура приготовления краски держится в глубоком секрете, а доступ к информации о составе и «формуле» краски имеет только главный технолог. Обычно производственный комплекс состоит из нескольких участков: загрузки сухих компонентов, загрузки жидких компонентов, помещения, где размещаются промежуточные продукты. Кроме того, дозировочные станции для сухих и жидких компонентов, краскотерочные машины, вакуумные смесители, шаровые мельницы, выпрессовочные гидравлические или пневматические устройства, диссольверы. Весь современный процесс изготовления контролируется специализированными компьютерными программами. Процессы изготовления красок для различных печатных работ имеют свою специфику. Обычно технологический цикл делится на две части: сначала производятся монокомпоненты, а из них смешивается готовый продукт. Работа начинается после того, как инженер-технолог выдает оператору линии рецептуру монопасты. Тщательно взвешенный продукт помещается в специальные котлы (обычно емкостью 500—800 л). Котел ставится под смеситель сухих пигментов, с предварительно отмеренными жидкими компонентами, затем все это размешивается в однородную массу, разогретую до определенной температуры. Вся дозировка производится автоматически, но предусмотрен переход и на ручной режим. После предварительного смешивания продукт поступает на трехвалковую краскотерочную машину (обычно для изготовления офсетных, трафаретных и красок высокой печати), либо на шаровую мельницу (для глубокой и флексографской печати), где происходит процесс диспергирования и доводки размеров частиц до 3–6 мкм. Получившиеся монопасты отправляются в выпрессовочные устройства, связанные с дозирующей станцией жидких компонентов. Второй этап производства уже готовой краски начинается также с получения рецептуры краски, по которой производится автоматическая добавка в котлы различных компонентов, строго дозированных в процентах от общего веса. Затем краска смешивается на вакуумном смесителе до однородной по составу и цвету субстанции. Подгонка цвета под установленный образец осуществляется либо автоматически, либо вручную профессионалом–колористом. Производственно-исследовательский центр проверяет полученную краску на реологию и дает свои замечания оператору, который доводит краску до заданных параметров. Если результат соответствует всем параметрам, она расфасовывается в тару выпрессовочным устройством и транспортируется на склад, а затем экспедируется заказчикам. Производство печ. краски для листовой печатной продукции: Вспомогательное средство, добавки Готовае к отправке краска (разлив/ упаковка) Гомогенизация. Трехваловое устройство Гомогенизация, аппарат для растворения

Основные свойства и виды печатных красок.

Печатные краски состоят в основном из:

красящих веществ (пигментов или красителей);
связующих веществ;
вспомогательных средств и добавок;
растворителей.

Красящие вещества подразделяются на: пигменты (органические и неорганические цветные, белые или черные субстанции, которые не растворимы в системах носителей). Речь идет о твердых частицах или агломератах молекул, которые распределены в жидком носителе – связующем во взвешенном состоянии; красители (органические соединения в молекулярной форме).

Большее значение в полиграфической промышленности имеют органические пигменты, которые обеспечивают краскам для триадной печати достижение желаемого цветового тона. Необходимо различать цветные и черные пигменты (сажа).

Основные неорганические пигменты: белые пигменты (например, диоксид титана); металлизированные пигменты (бронза с золотым или серебряным оттенком); перламутровые глянцевые и флуоресцирующие пигменты (для красок дневного свечения).

УФ-печатные краски. Эти краски отверждаются под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны примерно 100–380 нм. УФ-печатные краски имеют совершенно другой состав, чем стандартные печатные краски, например для офсетной печати. УФ-краски состоят из: мономеров; полимеров или олигомеров; пигментов; добавок; фотоинициаторов или синергетиков. УФ-краски не содержат летучих субстанций.

Офсетные печатные краски. Для офсетной печати необходимы пастообразные печатные краски высокой вязкости (динамическая вязкость η = 40…100 Па • с). Краска должна быть так составлена, чтобы она не высыхала на раскатных валиках красочного аппарата, а также при переносе с печатной формы на резинотканевое полото.

Печатные краски для глубокой печати. Существенные различия между красками глубокой и офсетной печати заключаются в вязкости. В глубокой печати требуется жидкая краска (η = 0, 05…0, 2 Па • с, а в иллюстрационной глубокой печати даже с вязкостью 0, 01 Па • с), которая при высокой скорости печати может заполнять ячейки форм.
При выборе растворителя важны следующие параметры: температура кипения; температура испарения; температура возгорания; порог взрыва; наличие запаха; мероприятия по охране труда; экологическая совместимость.

Печатные краски для флексографской печати. В флексографской печати краски по вязкости близки краскам глубокой печати (0, 05–0, 5 Па • с), а толщина слоя достигает 1 мкм. Флексографские печатные краски (при высоких требованиях к качеству печати) переносятся на эластичную печатную форму через красочный аппарат, состоящий из камерной ракельной системы с растровым валиком. Регулировка вязкости краски особенно важна для достижения высокого качества печати. Как в глубокой, так и в флексографской печати решающую роль играет тип растворителя. Он испаряется после нанесения на запечатываемую поверхность благодаря подводу тепла. В флексографии используют преимущественно следующие растворители: этилацетат; спирты; воду (для лучшей адгезии с запечатываемым материалом добавляют чаще всего спирт).В качестве красящих веществ служат в основном пигменты. Водорастворимые краски используются преимущественно в упаковочной печати, УФ-краски преобладают при печати этикеток.

Печатные краски для типографской печати. В типографской печати, которая применяется относительно мало, используют пастообразные краски (η = 50–150 Па • с), главные составные части которых – органические и неорганические пигменты фирнисы. На бумаге и картоне они высыхают, как и офсетные печатные краски, за счет впитывания запечатываемым материалом, а затем за счет реакции окислительной полимеризации.

Печатные краски для трафаретной печати. Краски для трафарета аналогичны по рецептуре краскам для глубокой и флексографской печати, если они предназначены для нанесения изображений на пластмассе. Вязкость подбирается сообразно желаемой толщине слоя краски и линиатуры сетки. Высыхание происходит путем испарения летучих растворителей и ускоряется при действии теплого воздуха. Для печати по бумаге и картону, напротив, используются матовые и глянцевые печатные краски на основе масел и олиф, закрепляющиеся преимущественно путем окислительной полимеризации. Частично в трафаретной печати используются УФ-краски.

Печатные краски для тампонной печати. Печатные краски очень похожи на краски, используемые в трафаретной печати, но они имеют более низкую вязкость. Краски обладают очень высоким пигментированием (около 30%). Они являются преимущественно быстросохнущими благодаря испарению растворителя.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒