Физико-технические свойства некоторых органических пигментов

Лекция 11

ОРГАНИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ

Общая характеристика и классификация

Органические пигменты, в отличие от неорганических, не обладают защитными свойствами, они являются чисто декоративными пигментами. Яркие, чистые, насыщенные цвета органических пигментов, создают широкую гамму расцветок, которую не удается воспроизвести, используя неорганические пигменты. Органические пигменты отличаются очень высокой красящей способностью, многие из них прозрачны (лессируют). Их красящая способность обусловлена преимущественно поглощением, а не рассеянием света, поэтому органические пигменты в основном применяют в смесях с укрывистыми белыми неорганическими пигментами и наполнителями, а иногда для подцветки и с цветными.

Органические пигменты по своей природе высокодисперсны, их первичные частицы имеют размер 0,005 - 0,1 мкм (S_уд = 50 - 100 м²/г), но они всегда прочно агрегированы и поэтому трудно поддаются диспергированию. Плотность органических пигментов небольшая (1500 - 1800 кг/м³), насыпной объем и маслоемкость высокие (табл. 1).

Таблица 1

Физико-технические свойства некоторых органических пигментов

Пигмент	Плотность, кг/м3	Насыпной объем Vнас×103,м3/кг	Удельная поверхность, м2/г	Маслоем­кость, г/100 г	Укрыви­стость, г/м2	Свето­стойкость, балл
Азопигменты
Желтый прочный З Желтый светопрочный Алый Ж Красный С		3,1 7,3 4,7 3,2				4-6 2-3 2-3
Диазопигменты
Желтый кроющий О		2,9				7-8
Фталоцианиновые
Голубой 2ЗУ Зеленый		5,3 2,3				7-8
Полициклические
Ярко-оранжевый антрахиноновый Синий антрахиноновый Красно-фиолетовый периленовый		4,5   3,2 2,2				7-8
Органические лаки *
Оранжевый Красный ЖБ Алый С		3,1 2,4 3,1				4-5 3-4

* Относятся к азолакам

 

Они гидрофобны, в воде практически не диспергируются и теряют яркость тона — становятся тусклыми. Этот недостаток при необходимости устраняют, гидрофилизируя поверхность, например, сульфированием. Многие органические пигменты имеют склонность к миграции — всплыванию в красках и неотвержденных пленках, что вызывает неравномерность окраски, а также переход на другие контактирующие с покрытием материалы,— «пачкают». Миграцию подавляют модифицированием поверхности пигментов кремнийорганическимй ПАВ. Вследствие незначительной растворимости в органических растворителях, пластификаторах и пленкообразователях, некоторые органические пигменты имеют склонность к «пробиванию» пленки, т. е. к выходу из массы пленки на ее поверхность. Для предотвращения «пробивания» необходимо предварительно проверять пигменты на растворимость в компонентах лакокрасочных композиций.

Основным препятствием к широкому использованию органических пигментов в лакокрасочных материалах в недавнем прошлом была их недостаточная светостойкость (светопрочность). Под влиянием УФ-лучей, особенно в присутствии оксида цинка и диоксида титана, обладающих фотоактивностью, органические пигменты в короткое время теряли свою окраску — выцветали. Наряду с низкой светостойкостью они имели и недостаточную термостойкость, что препятствовало применению их в лакокрасочных материалах горячего отверждения.

Эти существенные недостатки органических пигментов преодолены получением новых полициклических соединений с повышенной молекулярной массой и определенных кристаллических форм (хинакридонивые, диоксазиновые и др.), а также комплексных соединений, содержащих металлы. Высокая стоимость новых видов свето- и термостойких органических пигментов, обусловленная многостадийностью и сложностью их синтеза и специальной обработки, окупается малым их расходом, обусловленным высокой красящей способностью, а также повышенным сроком службы покрытий при использовании органических пигментов в смеси с неорганическими. Свето- и атмосферостойкость органических пигментов и их миграционную стойкость оценивают в баллах от 1 до 8 по ГОСТам 11279.1-83-11279.8-83.

Строгой общепринятой классификации органических пигментов не существует. По химическому составу органические пигменты разделяют на классы: азопигменты и азолаки, фталоцианиновые, полициклические, лаки основные (трифенилметановые) и др. Согласно технической классификации различают: собственно органические пигменты — это окрашенные органические соединения, не растворимые в воде, растворителях, пластификаторах и пленкообразователях, и осажденные — это растворимые красители, переведенные в нерастворимые соли или комплексные соединения. Такие осажденные органические пигменты называют красочными или пигментными «лаками». Это устаревшее название не следует смешивать с общепринятым понятием о лаках как растворах пленкообразующих веществ. Осажденные пигменты бывают трех типов: красочные лаки (тонеры - анг.; фарблаки - нем.) — водорастворимые кислотные соединения, переведенные в нерастворимые соли поливалентных металлов, или основные соединения, переведенные в нерастворимые соли фосфорной, кремниевой и других кислот; крапплаки — комплексные сое­динения антрахинонов (ализарина) с ионами Са, Al, Fe, Sn, Cr и других металлов.

Прочные красочные лаки (фастели - анг.; фанали - нем.) - соли основных красителей (трифенилметановых) со сложными фосфорно-вольфрамо-молибденовым и гетерополикислотами.