Использование водных латексов (эмульсионных полимеров) в производстве красок быстро растет. Кроме го.вдополимера поли-винилацетата (ПВА) как связующего в матовых красках и декоративных красках для фасадов, в настоящее время появились новые системы с использованием внутренней пластификации (например, включение пластифицирующего со.вдономера). В последнее вре.вдя начали использовать латексы акриловых и метакрило-вых сополимеров. Лучшие эксплуатационные свойства позволили использовать эти краски для наружных покрытий каменных кладок. Одной из причин быстрого роста производства э.вдульсионных красок является необходимость уменыиения загрязнения атмосферы и защиты окружающей среды.
1.3.2. Пигменты
1.3.2.1. Основные пигменты
Основные пигменты представляют собой твердые микрочастицы, распределенные в связующем или пленкообразователе. Мы будем проводить различие между ними и вспомогательны.ми-пигмента.ми, наполнителями, удешевляю щи .ми добавка.ми и т. п. Основные пигменты вносят главный вклад в одну или несколько основных функций, например, цвет, кроющую способность, антикоррозионные свойства. Вспомогательные пигменты, удешевляющие добавки, хотя и важны, но в общем не вносят большого вклада в эти свойства. Их назначение - снижение стоимости, но они могут также влиять на другие свойства, .менее очевидные, чем цвет или укрывистость. Так, они могут усиливать укрывистость, влиять на глянец, облегчать шлифовку.
Основной применяемый пигмент - диоксид титана. Это обусловлено главным образом требованиями моды: на рынке декоративных красок в последние годы наибольши.м спросом пользуются белые и пастельные тона, а не насыщенные. Подобная картина, хотя и в меньшей степени, наблюдается и в других областях потребления, напри.мер, в автомобильной промышленности Раньше автомобили окрашивали в черный цвет и было трудно достать автомобили других цветов. В настоящее вре.мя купить черный автомобиль гораздо труднее. Диоксид титана в пигментной форме является высококачественны.м пигментом. Наиболее часто используют рутильную модификацию с высоким показателем преломления. Этот пиг.мент производится с необходимыми размерами частиц и дисперсностью. Хотя обычно поверхность кристаллов диоксида титана считают химически инертной, однако она фотоактивна и в пиг.ментной форме ее защищают покрытием с целью свести до .миниму.ма фотохи.мическую активность на границе раздела связующее - пигмент. Типичные покрытия поверхности ТЮг содержат диоксид кре.мния и оксид алюминия в раз-
личных соотношениях. Помимо уменьшения фотохимической активности они могут улучшать диспергируемость пигмента в связующем. Были проведены обширные исследования диоксида титана и в настоящее вре.мя в промышленности производится ряд марок, пригодных для использования в различных типах красок. Использование Ti02 и других белых пигментов подробно изложено в гл. 3, а его оптические свойства обсуждаются в гл. 14 и 15.
Цветные пигменты .можно разделить на две большие группы - неорганические и органические. Вследствие появления законов, регламентирующих обращение с токсичными материалами и их использование, .многие неорганические пигменты, традиционно использовавшиеся лакокрасочной промышленностью, были заменены на другие менее токсичные. Так, за исключением небольшого числа выпускаемых в промышленности композиций, свинецсодержащие пигменты всех типов (напри.мер, хроматы, оксиды, карбонаты) были в основно.м заменены и ожидается, что свинец во всех его формах и хроматы будут полностью исключены из всех красок. Исключение этих пигментов вызывает появление проблем Б тех случаях, когда цветные пигменты используются с двойной целью - придания цвета и антикоррозионых свойств пленке.
Выбор и использование пиг.ментов подробно рассматривается в гл. 3. Физика цвета анализируется в гл. 15, в которой рассматриваются принципы и практика подбора цветов. Ранее подгонка цвета была исключительно искусство.м очень квалифицированных колористов. В настоящее вре.мя, хотя они еще полностью не заменены, наблюдается постепенный переход к инструментальному подбору цвета. Эта тенденция особенно усилилась с появлением сложных колориметров и компьютеров. Некоторые широко используемые пиг.менты приведены ниже:
в красках для автомашин наблюдался рост потребления в качестве пигмента чешуйчатого алюминия с целью получения привлекательных покрытий с металлическим блеском. Размеры чешуек и их ориентация в красочной пленке определяют оптические эффекты, которые невозможно достичь другими путями. Однако в таких красках существуют трудности с контролем качества, при.менением и составлением цветов. Тем не менее причины этих затруднений и пути управления и.ми известны, а продолжающееся использование таких материалов полностью оправдывается эстетически.
1.3.2.2. Удешевляющие добавки, наполнители и вспомогательные пигменты
Все эти три термина применяют к широко.му кругу .материалов, которые вводят в состав красок для самых разнообразных целей. Они относительно дешевы и поэтому могут быть использованы в.месте с основными пигментами для достижения определенных эффектов. Например, было бы технически трудно и непозволительно дорого производить хорошую эмульсионную белую краску с матовым эффектом, используя в качестве пигмента только лишь диоксид титана. Последний не эффективен как матирующий агент, да и вообще не предназначен для этой цели. На.много выгоднее использовать наполнитель с грубодисперсны.ми частицами, такой как карбонат кальция в сочетании с Ti02, для достижения необ-ходи.мой белизны и укрывистости в матовых или полу.матовых материалах (например, матовые латексные декоративные краски верхнего или промежуточного слоя или грунтовки). Подобные добавки обычно не вносят вклада в цвет и в большинстве случаев важно, чтобы они были бесцветны.ми. Раз.мер частиц удешевляющих добавок колеблется от долей микрона до нескольких десятков микрон; их показатель преломления обычно близок к показателю преломления органического связующего, в который их вво дят, и поэтому их вклад в укрывистость за счет рассеяния света мал. Добавки пластинчатого типа, такие как слюда .мокрого помола, могут влиять на водопроницаемость пленок и поэтому многие из них способствуют повышению коррозионной стойкости. Часто используются различные виды талька (например, в автомобильных грунтовках) с целью улучшения способности пленки к шлифовке перед нанесение.м верхнего слоя. Многие обычно используемые удешевляющие добавки имеют природное происхождение и подвергаются различной степени очистке в зависимости от их целевого использования. Хотя делается все возможное для обеспечения стабильности свойств этих добавок, все же по сравнению с основными пигментами их свойства менее постоянны; имеют место вариации формы, размера частиц, дисперсности (распределения по размерам частиц). Ниже дан перечень типичных неорганических наполнителей:
