Лакокрасочные материалы строительного назначения

Пигменты

В рецептурах ВД-ЛКМ используют не только для обеспечения необходимых укрывистости и цвета покрытий, но и повышения атмосферостойкости и стойкости к действию УФ-излучения. В настоящее время наиболее широко применяемым белым пигментом является диоксид титана благодаря более высокому коэффициенту преломления, чем у оксида и сульфида цинка и литопона. Последние мало используются, потому что не обеспечивают высокой белизны и укрывистости покрытия, более склонны к мелению. Обычно их применяют в рецептурах специальных фунгицидных покрытий для защиты каменной кладки.

В качестве цветных пигментов можно использовать как органические, так и неорганические соединения. Благодаря более высокой светостойкости, химической стабильности, лучшей диспергируемости в рецептурах ВД-ЛКМ применяют преимущественно неорганические пигменты, например оксиды железа или хрома.

Органические пигменты, как правило, используют в виде пигментных паст для колерования красок.

Кроме того, в последнее время в качестве пигментов применяют так называемые белые органические пигменты, представляющие собой непрозрачные частицы непленкообразующих полимерных дисперсий размером 300–400 нм, имеющих большое количество стирольных и карбоксильных групп. Частицы полимера имеют пустоты, заполненные воздухом, остающиеся в высушенном покрытии. Из-за различия коэффициентов преломления полимера и воздуха свет рассеивается и покрытие становится непрозрачным. Кроме того, благодаря оптимальным размерам непрозрачные частицы разделяют частицы диоксида титана, обеспечивая лучшее его распределение в отвержденном покрытии.

Такие непленкообразующие полимеры обычно получают методом двух-стадийной эмульсионной полимеризации, протекающей с образованием частиц типа ядро — оболочка. Ядро содержит полимер, насыщенный карбоксильными группами, а оболочка — твердый полимер с высоким содержанием стирола и высокой температурой стеклования, практически не содержащий карбоксильных групп. После завершения полимеризации и добавления аммиака вещество ядра сильно набухает в воде. В процессе сушки покрытия вода и аммиак испаряются и в ядре образуются пустоты, заполненные воздухом, или поры.

Органические белые пигменты в настоящее время используют для частичной замены дорогого диоксида титана в рецептурах латексных красок. Применение их в рецептурах отделочных материалов ограничено из-за неявного преимущества в цене и невозможности получать глянцевые покрытия. Диоксид титана встречается в природе в трех кристаллических структурах: брукит, анатаз и рутил. Брукит технического значения не имеет. Модификации отличаются формой кристаллических решеток и имеют разные коэффициенты преломления: рутил — 2,70, анатаз — 2,55. Более высокий коэффициент преломления обеспечивает пигменту рутильной модификации большую укрывистость, что является его основным преимуществом по сравнению с анатазом. Кроме того, более высокая фотохимическая активность пигмента анатазной формы приводит к тому, что покрытия с его применением менее устойчивы к действию УФ-излучения и мелению. Таким образом, диоксид титана анатазной модификации может быть использован только в рецептурах красок для внутренних работ. Применение более дорогой ругильной модификации позволяет повысить укрывистость красок и стойкость покрытий к действию УФ-излучения, т.е. в рецептурах ЛКМ для наружных работ необходимо использовать только рутилъную форму диоксида титана.

Цветные пигменты, применяемые в рецептурах ВД-ЛКМ, могут быть неорганическими (оксиды или сульфиды железа, кадмия, хрома, свинца, молибдат свинца, кобальт синий, газовая сажа) и органическими (фталоциани — новые, азопигменты, хинокридоны, перилены, карбазолы). Более дешевые неорганические пигменты обеспечивают высокую устойчивость покрытий к УФ-излучению, но не позволяют получать краски ярких цветов. Для наружных покрытий целесообразно применять только оксиды металлов. Во многих случаях это способствует повышению устойчивости покрытий к действию щелочей. По экологическим причинам в настоящее время оксиды железа являются основными используемыми цветными неорганическими пигментами. Токсичные соединения свинца и кадмия в некоторых случаях можно заменить ванадатом висмута.