Pigmenty

Biorąc pod uwagę różnorodność rodzajów farb i stawianych im wymagań optymalne dobranie gatunku pigmentu do receptury farby nie jest sprawą prostą.

Dla optymalnego wykorzystania właściwości pigmentacyjnych bieli tytanowej niezbędna jest szeroka analiza specyfiki pigmentowanego układu: m. in. rodzaju spoiwa, stężenia objętościowego pigmentu i wypełniaczy, kosztów produkcji, sposobu otrzymywania powłoki i jej przeznaczenia.

Najważniejsze białe i czarne pigmenty, włącznie z sadzą, należą do grupy pigmentów nieorganicznych. Ze względu na swoje właściwości pigmenty nieorganiczne są niezastąpione w barwieniu materiałów budowlanych. Charakteryzują się dobrą odpornością na światło i zmienne warunki atmosferyczne, a także temperaturę i odczynniki chemiczne.

Klasyfikacja pigmentów

Pigmenty można scharakteryzować na podstawie ich budowy chemicznej i właściwości optycznych lub technicznych. Prawie wszystkie klasyfikacje (np. DIN 55944 i ISO 4618-1) uwzględniają te dwa aspekty, dzieląc pigmenty na dwie podstawowe grupy: pigmentów nieorganicznych i organicznych, w których wyróżnia się 5 podgrup barwnych. Najczęściej stosowane pigmenty białe i czarne są zaliczane do pigmentów nieorganicznych. Zastosowanie tej grupy pigmentów jest bardzo szerokie -  od betonu do farb artystycznych, od farb przemysłowych do tonerów w fotokopiarkach, od produktów spożywczych do katalizatorów. Ich właściwości aplikacyjne zależą nie tylko od budowy chemicznej, ale również od postaci fizycznej determinowanej.
Białe i czarne pigmenty zaliczane są do pigmentów achromatycznych tzn. charakteryzujących się brakiem selektywnej absorpcji promieniowania w zakresie światła widzialnego (380-750 nm).

Właściwości pigmentów

Pigmenty stosowane są głównie do barwienia, a w przypadku farb nadawania powłokom właściwości kryjących. Stanowią ważny składnik barwionych materiałów, mają wpływ na właściwości mechaniczne i odpornościowe, a w przypadku farb na ich stabilność i cały szereg właściwości związanych z aplikacją. Aby ułatwić użytkownikom wybór pigmentu podaje się jego cechy aplikacyjne, techniczne, uwzględniające specyfikę stosowania, takie jak:
• optyczne: barwa, moc barwiąca, krycie
• fizyczne ciała stałego: struktura krystaliczna, morfologia ziarn, charakter powierzchni i jej rozwinięcie, współczynnik załamania światła, współczynnik absorpcji
• odpornościowe i ochronne (w przypadku pigmentów funkcyjnych).
Wszystkie wymienione powyżej właściwości determinowane są w pewnej mierze przez strukturę chemiczną. Budowa chemiczna ma wpływ na odcień, zdolność barwienia, właściwości odpornościowe (na światło, zmienną pogodę, rozpuszczalniki, migrację).
Kontrolowanie właściwości aplikacyjnych przez budowę chemiczną jest nierozłącznie związane ze znajomością parametrów fizycznych pigmentów, takich jak geometria komórki krystalicznej, modyfikacja krystaliczna, rozkład wielkości ziarn i struktura powierzchni. Właściwości pigmentów do pewnych zastosowań mogą być optymalizowane lub kontrolowane przez parametry fizyczne i zazwyczaj wytwórcy pigmentów dostarczają użytkownikom dane pozwalające na porównywanie pigmentów i właściwe ich użycie.
Pigmenty są zazwyczaj otrzymywane w postaci krystalicznych proszków o określonym rozkładzie wielkości ziarn (o maksymalnej wielkości poniżej 1 μm, najczęściej 0,3 - 0,5 μm dla pigmentów organicznych i poniżej 10 μm w przypadku pigmentów nieorganicznych).

Pigmenty białe

Optyczne działanie pigmentów białych polega na nieselektywnym rozpraszaniu światła. Do tej grupy pigmentów należą: ditlenek tytanu, siarczek cynku, litopon i biel cynkowa. Pozostałe, jak tlenek antymonu (V), tlenek cyny (IV) i zasadowy węglan ołowiu mają bardzo małe znaczenie dla branży farbiarskiej.
Najważniejszymi białymi pigmentami są biele tytanowe (ditlenki tytanu), wytwarzane i dostępne na rynku w około 400 różnych postaciach. Światowe zużycie bieli tytanowej na początku XXI wieku wynosiło 3,82 mln ton, przy rocznym wzroście 2,6 proc.. Najpoważniejszym odbiorcą bieli tytanowej jest przemysł farb - jego potrzeby wynoszą 57 proc. całkowitego zużycia, na drugim miejscu plasuje się przemysł tworzyw sztucznych - 22 proc., do papieru laminatów i farb drukarskich zużywa się 15 proc., a pozostałe 6 proc. jest sprzedawane specjalistycznym gałęziom, np. przy produkcji katalizatorów, kosmetyków, ceramiki, w przemyśle elektronicznym, spożywczym, skórzanym, gumowym, tekstylnym i do przerobu na różne chemikalia tytanowe.
Na zwiększenie zużycia bieli w ostatniej dekadzie wpłynęły następujące czynniki:
• zapotrzebowanie na białe i jasne barwy
• ekologia promująca mieszanie nietoksycznej bieli tytanowej z pigmentami organicznymi
• ukierunkowanie na farby wodne i high solids.
Z drugiej strony, względnie wysoka cena tego pigmentu ogranicza bezpośrednie barwienie nim materiałów budowlanych opartych na cemencie i wapnie.
Najważniejsze właściwości pigmentów ditlenku tytanu to zdolność rozbielania, krycie, jasność, odcień, połysk, zamglenie, dyspergowalność, odporność na warunki atmosferyczne.

Zdolność rozpraszania światła bieli tytanowych jest większa niż wszystkich pozostałych białych pigmentów. Dzięki wysokiemu współczynnikowi załamania powłoki z rutylem mają wyjątkowo dobrą siłę krycia. W połączeniu z barwnymi pigmentami biel tytanowa wykazuje najwyższą jasność. Stabilność tego pigmentu można zwiększyć stosując tlenki lub wodorotlenki metali. 
Pigmenty produkowane metodą chlorkową mają lepszą odporność na działanie światła i bardziej neutralny odcień, niż otrzymywane metodą siarczanową.
Inne białe pigmenty o mniejszym znaczeniu ekonomicznym obejmują: siarczek cynku, litopon, tlenek cynku i biel ołowiana. Ze względu na swoje specyficzne właściwości pigmenty te mogą konkurować z bielą tytanową w pewnych zastosowaniach. Na przykład siarczek cynku i litopon wykazują niską absorpcję w pobliżu zakresu UV, w związku z czym pigmenty te mogą być stosowane do barwienia farb utwardzanych UV. Zaprawy pigmentowane litoponem mogą być łatwo szlifowane i mają pożądane właściwości reologiczne. Ponadto litopon charakteryzuje się dużym połyskiem, dzięki czemu można go stosować w farbach na tapety. Z kolei siarczek cynku i biel ołowiana są stosowane w farbach jako fungicydy i do zneutralizowania kwasów w ochronie przed korozją.
Pigmenty białe mają bardzo małą zdolność absorbowania w porównaniu do ich mocy rozpraszającej. Natomiast czarne pigmenty mają małą moc rozpraszania w stosunku do ich zdolności absorbowania. Barwne pigmenty z reguły selektywnie rozpraszają i absorbują, tzn. wykazują zachowanie zależne od długości fali światła.

Słowniczek

Wszystkie komponenty możemy podzielić na 5 grup: spoiwo, pigment, wypełniacz, rozpuszczalnik oraz dodatki.

Spoiwo - jego zadaniem jest wiązanie wszystkich komponentów i łączenie ich z podstawą. Również bardzo od niego zależą podstawowe charakterystyki farby i jej odporność. Decyduje ono o długowieczności służenia pokrycia w różnych warunkach eksploatacji, o trwałości, połysku i szybkości schnięcia oraz o właściwościach pokrywających. Właśnie od jakości spoiwa zależy wygląd i jakość pokrycia. Wybierając farbę, byłoby niesłuszne porównywać materiały, wyprodukowane na podstawie różnych spoiw.

Pigment - to substancja farbująca, składająca się z drobnych ziarenek i odpowiadająca za kolor farby. Tradycyjnie pigment podzielić możemy na organiczny i nieorganiczny.

Barbara Mikołajek, Menadżer  Produktu TRADE JKK S.A.

Dozowanie pigmentów proszkowych jest dość kłopotliwe z powodu intensywnego pylenia. Częściowo problem rozwiązuje stosowanie granulatów, a całkowicie – wprowadzane obecnie do sprzedaży - opakowania wodorozpuszczalne. Pigment ten wraz z opakowaniem wrzuca się do mokrej mieszanki i po kilkunastu sekundach mieszania opakowanie „znika” i zaczyna się normalny proces barwienia.

Do intensywnych kolorów żółtych, zielonych, niebieskich i granatowych prowadzi użycie syntetycznych pigmentów tlenkowych nieżelazowych. 

Produkowane przez firmę BROLL BUNTPIGMENTE nieorganiczne pigmenty specjalne są to monokrystaliczne struktury spinelowe lub rutylowe na bazie tlenków chromu, kobaltu, niklu i tytanu. Maksymalna odporność na światło i warunki atmosferyczne, stabilność w wysokich temperaturach (do 1000 st. C) , małe ziarno, brak zjawiska migracji, odporność na czynniki chemiczne i mechaniczne oraz gwarancja powtarzalności koloru powoduje, że pigmenty te cieszą się ogromnym zainteresowaniem producentów wyrobów z tworzyw sztucznych, farb i lakierów, kolorowanych mas silikonowych lub akrylowych, suchych tynków, zapraw i wielu innych produktów stosowanych w budownictwie.

Podstawowe rodzaje pigmentów jakie oferujemy to znane pod nazwą handlową BAYFERROX syntetyczne, tlenkowe pigmenty żelazowe w postaci proszku i granulatu.

Odporne na warunki atmosferyczne i światło, łatwo dsypergowalne, nietoksyczne i stosunkowo tanie świetnie nadają się do produkcji farb, tynków, zapraw, kolorowej kostki brukowej i galanterii betonowej.

Komentarze

Nie ma jeszcze komentarza do tego arykułu