Молекула перилена Молекула D.D.P

Неорганические пигменты

Неорганические пигменты – это водонерастворимые цветные и белые соли или оксиды некоторых металлов, а в некоторых случаях и металлы в тонко дисперсном состоянии. Ассортимент неорганических пигментов, применяемых в произ­водстве печатных красок, не так разнообразен, как органических. Наи­большее применение при изготовлении печатных красок нашли белые, черные и металлические пигменты.

Неорганические пигменты отличаются от органических высокой стойкостью к свету, но при этом они имеют низкую степень дисперсности и менее интенсивны. Поэтому для приготовления красок используются лишь несколько искусственно полученных неорганических пигментов белого, черного цвета, синий пигмент милори и металлические.

Технический углерод (сажа) — наиболее распространенный пиг­мент, используемый в печатных красках. Он представляет собой практически чистый углерод с высокой степенью дисперсности. Размер ча­стиц пигмента составляет 0,03-0,2 мкм. Поглощает до 97% падающего света, абсолютно светостоек, обладает интенсивным черным цветом. Сажу отличает высокая стойкость к действию большинства органиче­ских растворителей, воды, кислот, щелочей, масел. К недостаткам сажи можно отнести высокую маслоемкость, что ограничивает введение в краску большего количества пигмента для обеспечения высокой ин­тенсивности, наличие в тонких слоях коричневатого или зеленоватого оттенка, из-за чего в краску вводится подцветка в виде синих и фиоле­товых красящих веществ. Кроме того, сажа может замедлять процесс химического пленкообразования. Краски, содержащие этот пигмент, являются только кроющими.

Получают технический углерод термоокислительным или терми­ческим разложением углеводородов в газовой фазе. В зависимости от способа получения различают сажу газовую канальную и печную. Наибольшее применение в печатных красках имеет газовая канальная сажа, которую получают в специальных печах с каналами в резуль­тате неполного сгорания в диффузионном пламени природных газов. Газовую печную сажу получают при сжигании природного газа в печах при ограниченном доступе воздуха. Ее используют в качестве добавки для удешевления красок.

Для изготовления высокоинтенсивных черных красок используют окисленную (модифицированную) сажу. С этой целью газовую ка­нальную сажу дополнительно обрабатывают, окисляя ее в тонком слое кислородом, бихроматом калия или перекисью водорода. В результате на поверхности пигмента адсорбируются полярные частицы, что улуч­шает смачивание связующим. Маслоемкость при такой обработке зна­чительно уменьшается. Это позволяет увеличить концентрацию пигмента в красках на 3-7% и тем самым повысить его интенсивность.

Свойства технического углерода, используемого при приготовлении печатных красок, приведены в таблице 40.

Таблица 40. Физико-химические свойства технического углерода.

Технический углерод	Средний диаметр частиц, мкм	Удельная поверхность, м2/г	Маслоемкость, %	Выход летучих веществ, % (t=105 0С)	pH	Содержание влаги, %	Интенсивность, %
Газовый канальный	0,010-0,040	90-100	180-185	1,5	3,7-4,5	2,5-2,7
Окисленный газовый канальный	-		120-125	9-15	1,5-2,6	4,6	95-105
Газовый печной	0,055-0,065		80-90	0,3-0,8	9-10	0,5-1,0	50-55

Диоксид титана — наиболее распространенный белый пигмент. Коэффициент отражения составляет 98,9%. Со связующими он дает высокую кро­ющую краску. Коэффициент преломления диоксида титана — 2,6. Пиг­мент обладает хорошей термостойкостью, химически инертен и нетокси­чен. Форма частиц диоксида титана близка к круглой. Средний размер частиц пигмента составляет 0,30-0,44 мкм, маслоемкость — около 20%. Благодаря высокому качеству и распространению природного сырья выпуск титановых белил постепенно увеличивается.

Оксид цинка (цинковые белила) представляет мягкий порошок бело­го цвета с коэффициентом отражения 98%.. Основной размер частиц пигмента около 1 мкм. Со связующи­ми образует кроющую краску. Коэффициент преломления — 1,95-2,05. Пигмент отличается невысокой маслоемкостью, составляющей 12-16%. Используется в красках предназначенных для печати по цветному фону и для разбеливания.

Сульфат бария (бланфикс) — белый полупрозрачный порошок с белизной 93-99%.. Используется в качестве наполнителя в красках различного назначе­ния. Химически инертен, коэффициент преломления пигмента 1,60, поэтому со связующим образует полупрозрачную краску.

Печатные белила– смесь гидроксида алюминия и сернокислого бария. Образуют со связующим полупрозрачную краску, используемую для разбавления цветных красок и улучшения их печатных свойств.

Гидроксид алюминия представляет собой чисто белый порошок с размером частиц 0,01-0,1 мкм и невысокой плотностью — 2,0-2,5. Со связующими пигмент образует прозрачную краску, коэффициент преломления составляет 1,5. Гидроксид алюминия используется так­же как наполнитель, так как он обладает очень хорошими печатно-техническими свойствами.

Основные свойства белых пигментов приведены в таблице 41.

Таблица 41. Основные свойства белых пигментов.

Наименование	Плотность, г/см3	Средний диаметр частиц, мкм	Коэффициент преломления nD
Гидроксид алюминия Al(OH)3	1,9-2,3	0,01-0,10	1,49-1,50
Сернокислый барий BaSO4	4,0-4,7	0,5-1,7	1,64
Печатные белила	2,7-3,3	-	-
Цинковые белила – оксид цинка ZnO	5,5-5,7	0,3-0,4	1,90-2,05
Титановые белила – диоксид титана TiO2	3,9-4,2	0,17-0,35	2,55-2,70

Милори (малярная лазурь )– синий пигмент, легкий мелкодисперсный порошок с плотностью 1,82-1,97 г/см² и небольшой маслоемкостью (35-60 мг/100г). Краски, содержащие милори, прозрачные и высокоинтенсивные. Пигмент стоек к кислотам, имеет высокую светостойкость, но нестоек к щелочам, поэтому его нельзя использовать для печатания упаковок мыла и различных стиральных порошков. Милори используется для приготовления синих красок и в качестве подсветок для черных красок. Пигмент по своей природе – активный катализатор, ускоряющий химический процесс пленкообразования.

Металлические пигменты представляют собой тонкоизмельченные порошки алюминия, меди, сплавов никеля и цинка, а также других цветных металлов с размерами частиц 1- 40 мкм. Как правило, эти пиг­менты имеют пластинчатую форму частиц, благодаря чему образуют чешуйчатую поверхность, хорошо защищающую от воздействия агрес­сивных сред.

По основным оттенка металлические пигменты делятся на серебристые и золотые. При этом можно получать разнообразные оттенки путем их химической обработки в спиртовых растворах с ани­линовыми красителями. При этом могут быть получены бронзовые пигменты различных оттенков: голубого, фиолетового и пурпурного. Для получения золотистой бронзы металлические чешуйки полиру­ют с помощью жирных полировочных паст в специальных вращаю­щихся барабанах.

Серебристый пигмент (алюминиевая пудра) представляет собой практически чистый алюминий, содержащий 3-4% парафина, предо­храняющего пигмент от окисления, самовозгорания и взрыва. Ис­пользуют алюминиевые пигменты в виде чешуйчатых хлопьев, однако новые современные технологии позволяют получать частицы сфери­ческой формы. Они ориентируются параллельно плоскости покрытия и распределяются на границе с поверхностью. Чтобы получить части­цы с высокой отражательной способностью частицы алюминиевых пигментов покрывают стеариновой кислотой.

Если частицы пигмента, ориентированные параллельно поверхности по всей его глубине, по­крыты олеиновой кислотой, то это создает эффект изменения цвета покрытия, если смотреть на него под разными углами. Эту способ­ность называют флоп-эффектом.