Pigmenty pro barvy a plniva

Přírodní minerální pigmenty jsou anorganické složky barev.

Pigmenty pro barvy se od starověku až do současnosti připravovaly z mletých přírodních pestrobarevných minerálů (hlavně pro tempery ve stojanové malbě, dále pro kvaše a olejové barvy).

Syntetické pigmenty a některé složky, které nemají v přírodě obdoby, jsou vyráběny průmyslově pomocí speciálních technologií.

Účel a vlastnosti pigmentů

Pigmenty a plniva jsou navrženy tak, aby dodávaly nátěrovým kompozicím barvu, neprůhlednost, zlepšovaly mechanické vlastnosti a trvanlivost.

Pigmenty jsou barevné jemně mleté ​​minerální nebo organické látky, které jsou nerozpustné nebo málo rozpustné ve vodě a organických rozpouštědlech; Jako pigmenty se používají také kovové prášky (prášky). Pigmenty mohou být přírodní i umělé, minerální i organické.

Každý pigment má svou barvu a má určité vlastnosti. Mezi obecné vlastnosti pigmentů patří krycí schopnost, barevnost, jemnost mletí, světlostálost, ohnivzdornost, odolnost proti chemickým vlivům a odolnost proti povětrnostním vlivům.

• Krycí schopnost pigmentu vyznačující se svou spotřebou na 1 m 2 natírané plochy.
• Barvicí schopnost – to je vlastnost pigmentu přenášet svou barvu, když je smíchán s bílými, černými a modrými pigmenty.
• Jemnost mletí pigmentu má silný vliv jak na krycí schopnost, tak na barvicí schopnost. Se zvyšující se jemností mletí se zvyšuje krycí schopnost a barvicí schopnost.
• Stálost na světle – schopnost pigmentu udržet si barvu pod vlivem světla. Tato vlastnost je velmi důležitá pro vnější nátěry budov a konstrukcí.
• Chemická odolnost – schopnost některých pigmentů udržet si barvu pod vlivem alkálií a jiných činidel.
• odolnost proti povětrnostním vlivům — schopnost pigmentů odolávat kombinovaným účinkům teploty, vlhkosti, oxidu uhličitého a dalších činitelů prostředí. Železné olovo má například dobrou odolnost proti povětrnostním vlivům.
• Požární odolnost pigmentů — schopnost odolávat vysokým teplotám bez zničení nebo změny barvy. Organické pigmenty nejsou ohnivzdorné; minerální pigmenty reagují odlišně na změny teploty.
• Antikorozní schopnost — schopnost v kombinaci s pojivy chránit kovy před korozí. Například červené olovo a bílé olovo mají antikorozní vlastnosti, zatímco saze naopak podporují rozvoj koroze.

Druhy pigmentů

Minerální pigmenty přírodní se získávají obohacováním a mletím přírodních materiálů (ruda, hlína) ve speciálních zařízeních. Používají se k přípravě vápenných a lepicích barev, tmelů a barevných malt. Do této skupiny pigmentů patří: přírodní mletá bílá křída; suchý žlutý okr (jíl obsahující více než 15 % oxidu železa); železné olovo (Fe₂₃, FeO) hnědočervená barva, s vysokou světelnou a antikorozní odolností; přírodní suchá mumie (bauxit, světlá a tmavá), mající světle hnědočervenou barvu; grafitová šedá; zelený glaukonit a černý peroxid manganu.

Umělé pigmenty nerosty se získávají chemickým zpracováním nerostných surovin. Tyto pigmenty jsou:

1. oxid titaničitý Ti0₂ bílá, získaná z titanových rud;
2. zinková bílá, získaný sublimací kovového zinku následovanou oxidací zinkových par; mají dobrou krycí schopnost, světlostálost a jsou netoxické;
3. bílý lithopon, což je směs sulfidu zinečnatého a síranu barnatého; není dostatečně odolný vůči působení atmosféry, používá se především pro vnitřní práce;
4. korunka zinkové barvy suché světle žluté (citronové) barvy, což je dvojitá sloučenina oxidu zinečnatého s chromanem draselným nebo sodíkem; obsahuje malé množství zásaditého síranu zinečnatého nebo chloridových solí; používá se v olejových, lepicích a základních barvách na kov;
5. suřík červená barva se získává kalcinací olova při teplotě 450 °C; Je odolný vůči zásadám, ale rozpouští se v kyselinách a dobře chrání ocel před korozí; používá se v olejových barvách, antikorozních základních nátěrech na kov a dřevo;
6. ultramarine modrá barva, průměrná odolnost vůči světlu a alkáliím; používá se v nátěrových kompozicích na olejové bázi, barevných roztocích a vápenných barvách;
7. oxid chromitý SG₂₃ zelená barva je odolná vůči kyselinám, zásadám, světlu a vysokým teplotám; získané zahříváním rozdrcené směsi K₂О₂О₇ s jakýmkoli redukčním činidlem (prášek z dřevěného uhlí, síra); používá se v mnoha barvách;
8. saze — produkt spalování plynů (acetylen), je nejlehčím pigmentem, má vysokou krycí a barvicí schopnost a je odolný vůči kyselinám a zásadám.

Kovové prášky používá se spolu s minerálními umělými pigmenty: jedná se o hliníkový prášek – jemný prášek kovového hliníku – pro vnější nátěry kovových konstrukcí a pro dekorativní nátěry; zlatý prášek – bronzový prášek – pro dekorativní malbu na kov.

organické pigmenty jsou syntetická barviva organického původu, mají vysokou barvicí sílu a barevnou čistotu. Organické pigmenty jsou nerozpustné nebo mírně rozpustné ve vodě a jiných rozpouštědlech.

Mezi organické pigmenty používané v barvách patří: žlutý, světlu odolný, citronově zbarvený pigment; odolný oranžový, červený, šarlatový, rubínový lak, ftalokyanitový modrý pigment, světle modrá; zelený ftalokyanitový pigment atd. Organické pigmenty se používají k dodání tónu barevným kompozicím v různých pojivech. Jejich odolnost vůči alkáliím je však relativně nízká a jejich odolnost vůči světlu je poněkud nižší.

Druhy a účel plniv

Plniva jsou nerozpustné minerální látky, ve většině případů bílé barvy, přidávané do barev a laků za účelem úspory pigmentů a pro získání speciálních vlastností těchto materiálů, jako je zvýšená pevnost, odolnost proti kyselinám, ohnivzdornost atd.

Jako plniva pro přípravu roztoků a vyrovnávacích hmot se používají kaolin, mletý mastek, písek, prachový křemen, andezit, diabas, azbestový prach, vlákna a další materiály.

Úloha pigmentů a plniv v nátěrových hmotách

Zaváděním pigmentů a plniv do laků se získávají pigmentované barvy a laky. Úloha těchto látek v kompozicích je velmi důležitá.

Na jedné straně pigmenty umožňují získat všechny barvy a odstíny emailů a barev. Na druhou stranu jsou mnohé pigmenty pro barvy chemicky aktivními látkami, které se mohou podílet na tvorbě filmu, čímž je pevnější a odolnější.

Mimořádně důležitá je také role pigmentů při zvyšování antikorozních vlastností barev a laků.

Plnivo je cílená přísada. Když se tedy do systému zavede mastek, jehož částice mají plochý tvar, materiál se nejen zpevní, ale také se zvýší jeho odolnost proti povětrnostním vlivům.

Mletá slída zlepšuje tepelnou odolnost a zabraňuje praskání filmu při vysokých teplotách.

V závislosti na účelu materiálu se složení pigmentové části mění kvalitativně i kvantitativně.

Druhy pigmentovaných materiálů

Existuje několik druhů pigmentovaných materiálů, jsou to: základní nátěry, tmely (tmely) a vrchní laky, barvy.

Tento termín označuje skupinu materiálů, které jsou suspenzemi pigmentů nebo jejich směsí s plnivy ve filmotvorné látce, tvořící po vysušení neprůhledný stejnoměrný film.

Suspenze (suspenze) je směs látek, z nichž jedna (pevná) je distribuována ve formě malých částic ve druhé (kapalná) v suspendovaném stavu.

Základní nátěry jsou určeny pro nanášení první vrstvy nátěru, proto jsou na ně kladeny vysoké nároky. Musí zajistit dobrou přilnavost filmu k lakovanému povrchu ak nátěrovým materiálům naneseným přes základní nátěr (adheze mezi vrstvami). Kromě toho musí základní nátěry spolehlivě chránit povrch výrobků a mít vysokou odolnost proti korozi. K tomu se do základního nátěru přidávají speciální pigmenty.

Existuje několik typů primerů:

• Izolační základní nátěry poskytují nízkou propustnost filmu, zabraňují pronikání vlhkosti a agresivních médií na lakovaný povrch. Obvykle se do takových primerů přidává červené olovo, zinková běloba (oxid zinečnatý) atd.
• Pasivační primery obsahují pigmenty, které mohou pasivovat kov. Jedná se především o různé chromany a fosforečnany, po zavedení do základního nátěru se i v malém množství vytvoří na povrchu kovu ochranný oxidový film zabraňující korozi.
• Ochranné základní nátěry obsahují až 90 % kovových pigmentů (zinkové prášky, slitina zinku s hořčíkem, olovo). Ochrana kovu ochrannými základními nátěry je způsobena skutečností, že při kontaktu s elektrolytem je nátěrový a lakový materiál obsahující zinkový prášek stmelován zinkovými korozními produkty, čímž se vytváří zhutněná vrstva filmu, která se stává neprostupnou.
• Fosfátovací primery se používají pro fosfátování povrchu výrobků ze železných a neželezných kovů. Primery usnadňují pasivaci kovu, fosfátují ho a výrazně zvyšují přilnavost filmu k železným i neželezným kovům. Typicky se tyto primery skládají ze dvou základních složek a kyselého ředidla obsahujícího kyselinu fosforečnou.
• Rez konvertující primery nanáší se přímo na povrch, ze kterého nebyly odstraněny korozní produkty (rez, vodní kámen). Primery obsahují kyselinu ortofosforečnou, která tyto produkty přeměňuje na nerozpustné fosforečnany železa. Tyto základní nátěry, zatímco transformují rez, vytvářejí na povrchu polymerní film, který dodává celému nátěru odolnost proti korozi.

Základní nátěry jsou extrémně důležité materiály. Bohužel při návrhu základního nátěru jako první nátěrové operace bývají často opomíjena doporučení a požadavky na nátěr, což vede ke snížení životnosti nátěru, zrychlené korozi podkladu, nutnosti častějšího přetírání a v konečném důsledku , k nadměrné spotřebě dražších nátěrových hmot, zvyšování nákladů na lakýrnické práce.

Odhaduje se, že při správném lakování by základní nátěry měly tvořit až 30 % z celkového množství barev a laků.

Je třeba poznamenat, že základní nátěry nemají vysoké dekorativní vlastnosti, proto se prakticky nepoužívají samostatně jako dokončovací materiály.

Tmely jsou vysoce plněné materiály, které jsou viskózní pastovitou hmotou sestávající ze směsi pigmentů s plnivy ve filmotvorné látce.

Tmely jsou určeny k vyplnění nerovností a prohlubní, vyhlazení povrchu, který má být natřen.

Tmel se zpravidla nanáší na předem natřený povrch, méně často na kov. Aby tmely dobře zaschly v celé tloušťce, nesrazily se a daly se snadno brousit, musí být obsah plniv v tmelu vysoký.

Alkyd (chybně nazývaný olej), nitrát celulózy, epoxid a další tmely se používají v každodenním životě.

Pro velké opravy jsou nejvhodnější alkydové tmely, které mají dobrý rozsah vlastností.

K opravě drobných poškození, pokud je potřeba rychlá práce, se používají rychleschnoucí nitrotmely. Musíme ale počítat s tím, že obsahují větší množství rozpouštědla a tudíž se smršťují. Nesmršťovací tmely zahrnují epoxidové a polyesterové. Motoristům jsou dobře známé. Jedná se o vysoce kvalitní tmely, ale drahé. Mezi jejich nevýhody navíc patří dvousložková povaha, která způsobuje nepříjemnosti při práci, a omezená životaschopnost po zavedení tužidla.

Pro stavební práce a vyrovnávání velkých ploch se dnes vyrábějí tmely na bázi vodných polymerních disperzí, ale pro přípravu kovových povrchů je lze použít až po základním nátěru.

Emaily a barvy jsou určeny k výrobě vrchních vrstev nátěrů, na které jsou kladeny vysoké a různorodé požadavky na dekorativnost a odolnost vůči vnějším vlivům.

Použité pojmy „barva“ a „smalt“ jsou si velmi blízké, ale nejsou totožné.

Barva je suspenze pigmentů nebo jejich směs s plnivy v oleji, vysoušecím oleji, emulzi, latexu nebo jiné filmotvorné látce, která po zaschnutí vytvoří neprůhledný, barevný, jednotný film. Dříve se tento termín používal především pro kompozice na bázi vysychavých olejů a vysychavých olejů. Zachoval se ve vztahu k nátěrovým a lakovacím materiálům pro stavební účely (adhezivní, vodou disperzní, silikátové aj.), materiálům pro nekovové podklady (umělecké barvy, barvy na kůži). Tento termín se také používá pro práškové kompozice (suché barvy, práškové barvy na kov).

Vlastnosti barev jsou vzhledem k rozmanitosti použitých filmotvorných látek velmi odlišné. Používají se k ochraně povrchů a výrobků používaných v různých podmínkách, avšak na rozdíl od emailů tvoří povlaky, které jsou méně dekorativní.

Emaily jsou suspenze pigmentů nebo jejich směsí s plnivy v lacích, které po zaschnutí tvoří neprůhledný pevný film s různými texturami (lesklý, matný, „moaré“ atd.) a dekorativními vlastnostmi.

Z hlediska fyzikálních a mechanických vlastností filmů (tvrdost, elasticita) a ochranných vlastností smaltu předčí olejové a vodou ředitelné barvy.

Vysoce dekorativní jsou emaily, které obvykle obsahují velké množství filmotvorného činidla (syntetický lak) a malé množství plniva.

Velmi často je rozdíl mezi barvami a emaily mylně redukován na lesk: emaily jsou lesklé, zatímco barvy jsou matné. S takto zjednodušeným výkladem pojmů se bohužel setkáváme i v literatuře o lacích a barvách pro každodenní použití.

Sortiment syntetických filmotvorných laků je mimořádně rozmanitý. Ale počet laků používaných pro výrobu emailů, s přihlédnutím k jejich různým kombinacím pro získání specifikovaných vlastností, je mnohonásobně větší.

V současné době se pigmenty a plniva používají v různých oblastech činnosti. Hlavními odběrateli produktů jsou podniky, které uvádějí na trh stavební a nátěrové materiály, a také společnosti v ropném, chemickém a hutním průmyslu.