Виды и области применения пигментов

Слово «пигмент» происходит от латинского pigmentum – «краска». Это группа порошкообразных тонкозернистых веществ, которые не растворяются в воде, в органических растворителях и олифе. При перемешивании разных пигментных соединений получается широкое многообразие оттенков красок. В промышленности применяется несколько видов пигментов, они отличаются по происхождению, химическому составу и возможностям применения.

Классификация пигментов

Единой общепринятой классификации пигментов не существует: такие вещества отличаются большим разнообразием и по структуре, и по химическому составу, и по свойствам. Все красящие соединения можно поделить на несколько групп по различным основаниям:

По происхождению они делятся на следующие группы:

• Натуральные;
• Искусственные.

Среди натуральных пигментов можно выделить еще несколько разновидностей:

• Минеральные – изготовленные на основе горных пород;
• Органические – полученные из растений и других живых существ.

По цветности они могут быть:

• Ахроматическими. В эту группу входят красители, с помощью которых получают черный и белый цвет, а также все оттенки серого;
• Цветными. Это соединения, с помощью которых получается все остальное многообразие красок.

Для получения каждого базового цвета используется свой собственный пигмент. Например, для производства желтой краски используют охру или крон, для синей – лазурь или ультрамарин, для красной – киноварь или сурик. Смешение нескольких разновидностей пигментов дает возможность получить краски всех существующих оттенков. Цветовое восприятие будет зависеть не только от самого пигмента, но и от типа и химических свойств связующего вещества.

В промышленности они используются не только для окрашивания стройматериалов, но и для тканей, пластиков, всевозможных бытовых предметов. Рассмотрим существующие классификации пигментов подробнее.

Натуральные и синтетические пигменты

До последних столетий все используемые людьми красители имели только натуральное происхождение. Их получали, прежде всего, из металлов и их соединений. Многие из них используются в производстве пигментов и сейчас: например, окислы железа применяют для получения коричневых оттенков, марганец – для желтых и фиолетовых, кобальт – для синих и т.д. Неорганические минеральные красители – это химические стойкие пигменты, устойчивые к воздействию солнечного света. Они хорошо смешиваются друг с другом, что позволяет получить более разнообразные оттенки, при смешивании образуется широкая палитра красок.

Также в промышленности получили широкое распространение органические красители, изготовленные из насекомых и растений. Они стоят достаточно дорого из-за сложности получения и длительности воспроизводства. Их отличительная особенность – такие соединения не создают пленку на поверхности, в отличие от минеральных красок, а проникают в структуру материала. Это позволило активно применять их при окрашивании тканей. Например, краситель индиго нашел широкое применение в окраске джинсовой ткани, распространенной по всему миру.

В последние столетия люди научились получать красящие вещества искусственным путем. Синтетические красители стоят дороже, по сравнению с минеральными или органическими, однако они обладают намного большей устойчивостью к внешним воздействиям. Они не боятся солнечного ультрафиолета, выдерживают контакт с водой и химически активными соединениями, это обеспечивает высокую стойкость окрашенных изделий к внешним воздействиям и выгоранию. Синтетические органические соединения позволяют получить более глубокие и чистые тона, это обеспечило им широкую востребованность в различных отраслях промышленности.

Синтетические пигменты принято делить на две основные разновидности:

• Неорганические. Они образуются в результате многоступенчатых химических реакций, имеют постоянную структуру и обеспечивают яркий стойкий цвет. Неорганические красители химического происхождения получили широкое распространение при изготовлении стройматериалов: чаще всего их используют для ЛКМ с различными неводными основами.
• Минеральные. Это тоже синтетические вещества, однако они изготовлены искусственным путем на основе минерального сырья. Они могут изготавливаться из окислов металлов.

Одним из самых распространенных минеральных синтетических красителей сталь ультрамарин, используемый для получения стойкого синего цвета. В составе присутствуют сера и алюмосиликат натрия. Этот пигмент используется для изготовления малярных красок на водной и неводной основе, краски на его основе могут использоваться для окрашивания бетонных, деревянных, оштукатуренных поверхностей. Однако этот пигмент достаточно редко используется в чистом виде: чаще он применяется для нейтрализации желтого цвета.

Натуральные неорганические красители

Один из больших классов пигментов – это натуральные неорганические красители, изготовленные на основе окислов металлов и переработанных горных пород. Можно перечислить несколько наиболее популярных минеральных красителей, широко применяющихся при окрашивании тканей и в производстве лакокрасочных материалов:

• Сухая охра. Это один из распространённых пигментов, получаемый из глинистых минералов, в структуре которых присутствуют окислы железа. Пигмент имеет желтый цвет с коричневым оттенком, он активно используется для производства красок и декоративной штукатурки. Сухая охра устойчива к солнечному ультрафиолету и щелочному воздействию среды, она подходит для изготовления красок и штукатурок, предназначенных для наружных работ.
• Красный сурик. Этот пигмент получают путем переработки кварцевых минералов, в которых присутствует оксид железа. При измельчении железной руды образуется тонкодисперсный порошок красно-коричневого цвета, который добавляется в ЛКМ, используется при изготовлении грунтовок и антикоррозионных составов. Одной из особенностей сурика стала его высокая влагостойкость, что позволяет использовать краски на его основе при окрашивании судов.
• Натуральная умбра. В составе этого соединения присутствуют оксиды марганца, придающие ему темный желтый цвет или коричневый тон с зеленоватым оттенком. Умбра может дополнительно подвергаться прокаливанию: при температурном воздействии она приобретает красно-коричневую окраску. Особенностью этого пигмента является высокая светостойкость, кроме того, составы с добавлением умбры быстрее высыхают на открытом воздухе.
• Оксид хрома. Это еще один распространенный пигмент, с помощью которого удается получить оттенки зеленого цвета. Это взрывоопасный пигмент, токсичный для человека, поэтому он имеет ограниченную сферу применения. Однако высокая термостойкость красок на его основе позволяет использовать их, например, в покраске труб и промышленного оборудования, работающего с большим нагревом.
• Свинцовый сурик. С его помощью получают стойкий оранжевый или красно-оранжевый цвет. Краски на основе такого пигмента ровно ложатся на поверхность и надежно защищают металл от коррозии. Из-за присутствия свинца такие краски опасны для человека и используются только в промышленной сфере.
• Синий кобальт. С помощью этого красителя удается получить яркий синий цвет, краски на его основе не выгорают на солнце и не боятся атмосферных воздействий. К их минусам можно отнести невысокую укрывистость, что увеличивает расход.

Это только некоторые наиболее распространенные минеральные пигменты. Многие из них содержат токсичные соединения, что ограничивает сферу применения – краски на их основе используют преимущественно для антикоррозийной обработки металлоконструкций и защиты промышленного оборудования. Однако многие минеральные красители нашли широкое применение в производстве стройматериалов для жилых домов и общественных зданий, они используются как во внешней, так и во внутренней отделке.

Классы неорганических пигментов

Все природные неорганические пигменты можно поделить на несколько классов в зависимости от химического состава и возможностей применения. Можно перечислить следующие наиболее распространенные классы пигментов:

• Железооксидные. Как ясно из названия, в их составе присутствуют оксиды железа, придающие определенный оттенок. Это может быть окись трехвалентного железа, гидрат окиси трехвалентного железа либо смесь оксидов под общей формулой Fe3O4. Такие пигменты характеризуются высокой укрывистостью, устойчивостью к агрессивным природным воздействиям. Краски на основе железооксидных соединений образую на окрашенной поверхности тонкую пленку, устойчивую к разрушительному воздействию среды.
• Эффектные. Они отличаются от других классов улучшенными декоративными качествами – с их помощью можно получить дополнительный дизайнерский эффект. Например, в этот класс входят перламутровые и флуоресцентные пигменты: первая группа дает необычные цветовые переходы на готовом покрытии, напоминающие текстуру природного жемчуга. Вторая группа дает более яркий цвет, кроме того, такие краски способны отражать поглощенный ультрафиолетовый свет. Такое свойство позволяет использовать их в производстве покрытий, способных привлекать внимание издалека.
• Термостойкие. Они предназначены для создания красок, способных выдерживать нагрев до 1400°С. Они могут использоваться при окрашивании труб дымоудаления, металлических печей, промышленного оборудования.

Правильно подобранный класс пигментов позволяет создавать краски с особыми свойствами – их можно использовать для создания покрытий с улучшенными декоративными свойствами или с повышенной устойчивостью к разрушительным воздействиям среды.

Натуральные и синтетические органические красители

Природные органические пигменты получают из растений и насекомых, в связанном состоянии они присутствуют в тканях живых организмов. Биоматериалы используются в изготовлении пигментов все реже из-за высокой сложности обработки. Большая часть органических соединений сейчас получается искусственным путем – для этого применяется метод первичного синтеза. Особенностью органических соединений является более яркий и чистый цвет, чем у пигментов неорганического происхождения. Кроме того, они более устойчивы к внешним воздействиям и менее токсичны. Это дало возможность использовать их при окрашивании тканей, полимерных материалов, при производстве полиграфических красок.

Можно перечислить несколько наиболее распространенных классов органических пигментов:

• Азопигменты. Их можно назвать самым многочисленным классом. В основе таких пигментов используется хромофорная азогруппа — N = N —, к которой присоединяются ароматические и гетероциклические радикалы. В зависимости от особенностей строения и состава цвет таких пигментов может варьироваться от темно-фиолетового до желтого. К особенностям этого класса можно отнести повышенную укрывистость, высокую интенсивность цвета, устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Азопигменты обладают повышенной интенсивностью, она более чем в 5 раз превосходит интенсивность неорганических соединений.
• Хинакридоновые. Это класс органических соединений, основанных на хинакридоне. Он представляет собой органический пигмент, дающий оттенки красного цвета, от светлого до насыщенного пурпурного. К важным преимуществам этой группы можно отнести повышенную атмосферостойкость, а также устойчивость к воздействию химически активных веществ. Такие пигменты помогают получать самые разные оттенки, от бледно-розового до красно-коричневого.
• Фталоцианиновые. В эту группу входят соединения. Являющиеся производными от фталоцианина, центральный атом водорода в нем может замещаться металлом. Особенностями таких соединений стали нерастворимость в воде и органических растворителях, высокая светостойкость, устойчивость к высоким температурам. Краски на основе этого соединения противостоят воздействию кислот, щелочей и других химически активных соединений.

От свойств и химического состава зависят области применения пигментов. Органические соединения активно используются в производстве полиграфической, текстильной продукции, при окрашивании пластиков и других материалов. С их помощью изготавливается широкий спектр повседневной бытовой продукции которой пользуется каждый человек. Широкий спектр оттенков позволяет изготавливать самую разнообразную продукцию, природные и синтетические пигменты создают многоцветный мир.

Свойства и особенности пигментов

При выборе пигментов для производства ЛКМ, текстильных изделий и другой продукции, нужно ориентироваться на их потребительские свойства. Можно перечислить несколько наиболее важных параметров:

1. Красящая способность (колористические свойства). Это цветовой оттенок, его интенсивность и насыщенность. Насыщенные цвета красок представлены в каталоге RAL – он включает в себя 215 цветов.
2. Физические свойства. Важную роль в производстве играет размер частиц, их форма, кристаллическая модификация и другие свойства, определяющие взаимодействие с материалами.
3. Химические свойства. Необходимо учитывать кислотность водной суспензии красителя, устойчивость к воздействию химических соединений, в том числе масел и растворителей. К этой группе свойств также относят электропроводность и наличие в составе летучих веществ.
4. Технологические свойства. Необходимо учитывать кроющую способность, взаимодействие с другими компонентами лакокрасочных материалов, прозрачность, маслоемкость, гидрофильность.
5. Экологичность. В этой группе свойств наличие токсичных компонентов в составе, сложность утилизации, способность образовывать опасные пылевые частицы и т.д.

Такие качества определяют возможность применения пигмента в промышленном производстве. Наиболее востребованные красители дают стабильный цвет, устойчивый к различным разрушительным воздействиям среды, в том числе к влаге, атмосферным осадкам, химическому воздействию, солнечному ультрафиолету. Производители также учитывают укрывистость, наличие глянцевого блеска готового покрытия и другие характеристики, от которых напрямую зависит востребованность ЛКМ на рынке.

От чего зависит возможность применения красок?

Возможность применения готовых красок зависит не только от того, какой для них был использован пигмент. Также многое определяет связующее вещество, которое отвечает за соединение частиц нерастворимого красителя между собой и их фиксацию на поверхности изделия. У разных связующих веществ разных коэффициент преломления световых лучей, поэтому в конечном счете они тоже будут влиять на восприятие цвета человеческим глазом.

При выборе краски для использования необходимо обращать внимание на несколько важных параметров:

• Маслоемкость. Это количество связующего вещества, которое требуется для равномерного распределения пигмента. Чем выше этот показатель, тем дороже окажется готовая краска, так как тем больше связующего вещества потребуется для получения нужного цвета и потребительских свойств.
• Скорость высыхания краски. Это важное потребительское свойство краски. От которого зависит, насколько быстро можно будет переходить к следующему этапу отделки. Скорость высыхания напрямую зависит от химического состава: например, свинцовые белила и кобальт способствуют более быстрому высыханию краски, а некоторые разновидности пигментов, напротив, способны существенно замедлять процесс.
• Степень дисперсности, от которого напрямую зависит прозрачность ЛКМ. Дисперсность – это величина частиц нерастворимого пигмента. Производители снижают этот показатель путем механического измельчения пигмента, отстаивания, осаждения и других методов. От дисперсности зависит сразу несколько других показателей, в том числе чистота и глубина тона краски.
• Укрывистость. Этот показатель определяет, какое количество краски потребуется для полноценного окрашивания одного квадратного метра поверхности. Чем выше этот показатель, тем ниже расход краски, соответственно, тем более экономичной она будет. Укрывистость определяется типом используемых красителей их составом и происхождением.
• Интенсивность. Это способность пигмента взаимодействовать с другими красителями и менять тональность краски. Чем выше интенсивность, тем ярче окажется готовый тон.

Это основные показатели, на которые можно ориентироваться при выборе краски. Производители стремятся разрабатывать наиболее экономически выгодные формулы: тщательно подобранный состав краски обеспечивает ей высокую укрывистость яркость и насыщенность тона, а также обеспечивает устойчивость к внешним разрушительным воздействиям.

Заказ пигментов на сайте производителя

На сайте АО «Пигмент» можно выбрать различные категории пигментов для использования в лакокрасочной, текстильной, химической и иных направлениях промышленности. Предоставляются подробные консультации по химическому составу и свойствам предлагаемой продукции, а также по возможностям ее применения. Производитель гарантирует качество пигментов: ни будут атмосферостойкими, удобными и использовании, будут обеспечивать чистый насыщенный цвет.

Большой выбор соединений различного состава и назначения позволит найти то, что нужно для производства широкого спектра продукции. Ознакомьтесь с предлагаемым ассортиментом и оформите заказ у изготовителя – возможны разовые и регулярные поставки партий любого объема. Для обсуждения условий сотрудничества и получения дополнительной информации о продукции позвоните нам или оставьте запрос на сайте.