Пигмент

Красящие вещества на прилавке рынка в Гоа, Индия

Пигме́нт (лат. pigmentum — краска) — высокодисперсные порошкообразные красящие вещества, придающие материалам непрозрачность, цвет, противокоррозионные и другие свойства. Существует условное разделение красящих веществ на нерастворимые пигменты и растворимые в красильной среде (растворителе), красители. Различают природные минеральные пигменты (неорганические компоненты красок) и биологические пигменты (биохромы — природные в составе живых организмов). Биологические пигменты — это общий термин; их обычно не выделяют по критерию растворимости.

Классификация

Классификация пигментов и их примеры приведены в ГОСТ 19487-74:

Неорганический пигмент (Ндп. Минеральный пигмент): Окрашенное дисперсное неорганическое вещество, нерастворимое в дисперсионных средах и способное образовывать с пленкообразующим защитное, декоративное или декоративно-защитное покрытие

Природный неорганический пигмент (Ндп. Земляной пигмент): Неорганический пигмент, полученный путём измельчения, обогащения, термической обработки горных пород и минералов.

Синтетический неорганический пигмент: Неорганический пигмент, полученный в результате химических реакций.

Органический пигмент. Пигмент, полученный в результате органического синтеза.

Металлический пигмент: Неорганический пигмент, представляющий собой порошок металла или сплава металлов.

Эффектный пигмент. Специальный пигмент, применяющийся для получения различных декоративных эффектов покрытия, например, перламутрового свечения, интерференции, «хамелеон».

Противокоррозионный неорганический пигмент: Неорганический пигмент, способствующий уменьшению или предотвращению коррозии.

Противообрастающий неорганический пигмент: Неорганический пигмент, предотвращающий обрастание в воде окрашенной поверхности морскими организмами.

В технологии лакокрасочных материалов пигментами называют высокодисперсные неорганические или органические, нерастворимые в дисперсионных средах вещества, способные образовывать с плёнкообразователями защитные, декоративные или декоративно-защитные покрытия.

Растворимые вещества, способные окрашивать другие материалы, называют красителями. В ГОСТ 28246-2006_ краситель для лакокрасочного материала: Природное или синтетическое вещество, придающее желаемый цвет лакокрасочному материалу, в котором оно растворено.

Важнейшие представители

• Белые: диоксид титана, оксид цинка, литопон, свинцовые белила. Последние практически вытеснены титановыми белилами, которые представляют собой диоксид титана в смеси с баритом или цинковыми белилами, а затем диоксидом титана. Цинковые белила имеют желтоватый оттенок и уступают титановым по стоимости.
• Чёрные: технический углерод, (сажа), Представляет собой углерод (до 99 %) кристаллической структуры, обладает высокой красящей способностью, высокой дисперсностью, химически инертен и имеет гидрофобный характер., чёрные железооксидные пигменты — природные или синтетические смешанные оксиды двух- и трёхвалентного железа — FeO-Fe₂O₃ имеют высокую красящую способность., черни — углерод аморфной структуры, получаемый прокаливанием без доступа воздуха различного органического сырья животного и растительного происхождения.
• Цветные неорганические пигменты:
  • жёлтые железооксидные пигменты: охра, сиена, представляют собой гидроксиды железа Fe³⁺ (FeO(OH)), содержащие до 20 % алюмосиликатных и других примесей;
  • красные железооксидные пигменты: сурик железный, мумия — оксиды железа Fe³⁺ (Fe₂ O₃), содержащие до 20 % примесей алюмосиликатов и кварца, сурик свинцовый — смешанный оксид двух- и четырёхвалентного свинца (2PbO•PbO₂);
  • ультрамарин, железная лазурь, берлинская лазурь;
  • оксид хрома: Cr₂O₃, пигмент оливково-зелёного цвета, высокоустойчив к действию кислот и щелочей, абразивен. Применяется в ЛКМ для химстойких и специальных атмосферостойких покрытий;
  • массикот;
  • умбра.
• Органические пигменты: азопигменты, фталоцианиновые пигменты, полициклические пигменты;
• Пигменты — металлические порошки: алюминиевая пудра, цинковая пыль, порошки меди и бронзы, порошки нержавеющих сталей, титана, никеля, хрома, дисульфид олова (муссивное золото), серебрянка.

Пигменты являются твёрдыми компонентами композиционных лакокрасочных материалов — красок, эмалей, грунтовок, шпатлёвок и порошковых композиций.

Применение

Введение пигментов в лакокрасочные материалы является основным методом регулирования декоративных свойств покрытий — цвета и непрозрачности (укрывистости).

Пигмент придаёт укрывистость пигментированному материалу в том случае, если его показатель преломления выше показателя преломления плёнкообразователя. Чем больше разница в показателях преломления пигмента и плёнкообразователя, тем больше укрывистость такого пигментированного материала. Кроме того, важна форма частиц пигмента, например, пластинчатая форма частиц пигмента даёт большую укрывистость, чем игольчатая или сферическая.

Введение пигментов и наполнителей позволяет регулировать и другие важнейшие свойства композиционных материалов — деформационно-прочностные, изолирующие, противокоррозионные, адгезионную прочность, а также получать покрытия со специальными свойствами — электропроводящие, электроизолирующие, теплостойкие, огнезадерживающие и т.д Наряду с пигментами для наполнения полимерных покрытий применяют наполнители

Важнейшие свойства

• Физические свойства: кристаллическая структура , показатель преломления , цвет, плотность, твёрдость, форма и размер частиц (дисперсность), удельная поверхность, насыпная плотность, растворимость.
• Химические свойства: рН водной вытяжки, стойкость к воде и химическим реагентам, реакционная способность, кислотно-основные свойства поверхности.
• Физико-химические свойства: смачиваемость (гидрофильность или олефильность), плотность и прочность упаковки частиц в агрегатах, адсорбционная способность поверхности, фотохимическая активность, светостойкость, фототропность, способность изменять электродный потенциал поверхности (пассивирующее действие).
• Технологические свойства: укрывистость, красящая способность (интенсивность), маслоёмкость, диспергируемость, критическое объёмное содержание, структурирующая способность, атмосферостойкость, совместимость с другими компонентами системы.

Объём производства

В 2006 году во всем мире было продано около 7,4 млн тонн неорганических, органических и специальных пигментов. В 2009 году мировой спрос на пигменты составил около 20,5 млрд долларов США. Мировой оборот пигментов в 2018 году оценивается примерно в 14,86 млрд долларов США. По прогнозам эта цифра будет расти в среднем более чем на 4,9 % по 2026 года. Азия имеет самый высокий показатель в количественном отношении, за которым следуют Европа и Северная Америка.

См. также

• Минеральные краски
• Суперконцентраты

Литература

• Орлова О. В., Фомичева Т. Н. Технология лаков и красок. — Химия, 1990.
• Яковлев А. Д. Химия и технология лакокрасочных материалов. — Химия, 1989.
• Индейкин Е. А., Лейбзон Л. Н., Толмачев И. А. Пигментирование лакокрасочных материалов. — Химия, 1986.
• Ермилов П. И., Индейкин Е. А., Толмачев И. А. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы. — Химия, 1987.
• Беленький Е. Ф., Рискин И. В. Химия и технология пигментов. — Химия, 1974.