Определение свойств пигментов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к проведению лабораторных работ по дисциплине «Товароведение пластмасс и химических товаров»

 

частьII

 

Составил: к.т.н., доцент

Элиасов Б.Л.

 

 

Улан-Удэ

 

Аннотация.

Лабораторные работы предназначены для специальности «Товароведение непродовольственных товаров» по дисциплине «Товароведение пластических масс и химических товаров». В предложенном лабораторном практикуме проводятся экспериментальное определение экспертных оценок качества пластических масс и химических товаров. Рассмотрены отдельные представители пластических масс, лакокрасочных материалов, синтетических поверхностно-активных веществ, клеев, герметиков. Изложены методики экспертизы и их потребительских свойств. Приведены справочные данные по свойствам пигментов, наполнителей, красителей и их идентификация.

 

Ключевые слова: пигменты, лакокрасочные материалы, укрывистость, маслоемкость, лаки, краски, эмали, олифа, синтетические моющие средства, клея, герметики, ассортимент, экспертиза, потребительские свойства.

 

 

 

Содержание:

 

1.	Лабораторная работа № 5. Лакокрасочные материалы. Качественный анализ пигментов по химическим и термическим свойствам.
2.	Лабораторная работа № 6. Определение технологических показателей пигментов и лакокрасочных материалов.
3.	Лабораторная работа № 7. Экспертиза потребительских свойств олиф, лаков, эмалей и покрытий на их основе.
4.	Лабораторная работа № 8. Экспертиза потребительских свойств моющих средств.
5.	Лабораторная работа № 9. Экспертиза потребительских свойств клеев и герметиков.
	Рекомендуемая литература. Приложение № 1

Лабораторная работа № 5

Лакокрасочные материалы. Качественный анализ пигментов по химическим и термическим свойствам

К лакокрасочным товарам относятся пигменты, оли­фы, лаки, краски масляные, эмалевые, водоэмульсионные, шпатлевки, грунтовки, разбавители, растворители, сиккати­вы, политуры, пластификаторы, отвердители. И другие.

Цель работы: определить природу пигментов и на­полнителей, используя характерные химические реакции на химические элементы, входящие в состав пигментов, озна­комиться с пигментами согласно приложения 1 страница 46

Материалы для работы: образцы пигментов, 10%-ый раствор серной, азотной, уксусной кислот, 10%-ый рас­твор гидроксида натрия, пробирки.

Контрольные вопросы перед началом работы:

1. Что относится к лакокрасочным товарам?

2. Что такое пигменты?

3. Что такое красители?

4. Основные типы пигментов?

5. Чем отличаются пигменты от красителей?

6. Какие основные свойства пигментов?

7. Как приготовить вытяжку пигмента?

8. Что такое грунтовки и шпатлевки?

9. Для чего предназначены грунтовки и шпатлевки
и их отличия?

10. Почему нужно работать с вытяжками пигментов?

11. Классификация пигментов по цвету?

12. Роль пигментов в покрытиях, грунтовках,
шпатлевках?

 

4
Задания к работе:

1. Ознакомиться с ассортиментом и их отношением
к химическим средам и нагреванию (см. прило­-
жение 1 стр. 46).

2. Результаты исследований представить в виде таб­-
лицы.

3. Сделать выводы о химической устойчивости и
термостойкости исследуемых пигментов.

Определение свойств пигментов

Основными свойствами пигментов являются цвет, степень дисперсности, химическая стойкость к действию кислот, щелочей, воды, масел, олиф, сероводорода и других реагентов, укрывистость (определяется в красочных соста­вах), отношение к нагреванию и прокаливанию, нетоксич­ность.

В настоящее время лакокрасочная промышленность располагает сотнями пигментов и красителей различных цветов, которые можно классифицировать по цвету:

Таблица 1

 

Белые	Цинковые, титановые, свинцовые белила, литопон, мел
Желтые и оран­жевые	Свинцовые, цинковые, стронциевые, железоокис-ные кроны, соединения кадмия, охра, свинцовый сурик и др.
Красные	Железный сурик, соединения кадмия
Синие	Соединения кобальта, железная лазурь, ультрама­рин
Зеленые	Окись хрома, соединения меди и др.
Черные	Сажа, окислы железа
Пигментные кра­сители	Фталоцианиновые, азопигменты и др.

 

Продолжение табл. 1

 

Осажденные кра­сители	Кубовые пигменты, нитропигменты и др.
Металлические пигменты	Алюминиевые, бронзовые, медные

Пигменты являются важной составляющей лакокра­сочных материалов. Пигменты — это высокодисперсные минеральные или органические вещества, обладающие оп­ределенным цветом и не растворимые в воде, органических растворителях и пленкообразующих веществах. В лакокра­сочной композиции пигменты образуют дисперсную фазу, вследствие этого лакокрасочная композиция становится коллоидной системой. Будучи окрашенными и имея более высокий показатель преломления, чем пленкообразующие вещества в лакокрасочной композиции, пигменты обеспе­чивают непрозрачность, укрывистость и окраску покрытия. В этом состоит их существенное отличие от органических красителей, которые молекулярно растворяются в воде, маслах и органических растворителях и образуют растворы. С помощью органических красителей можно получать ок­рашенные, но прозрачные пленки.

В лакокрасочной промышленности наибольшее зна­чение имеют минеральные и некоторые органические пиг­менты, а также наполнители, которые часто применяют со­вместно с пигментами, в том случае, когда они либо доро­гие, либо дают более интенсивную окраску.

Минеральные пигменты представляют собой окра­шенные окислы и соли поливалентных металлов (железо, свинец, цинк, медь, хром и др.). Минеральные пигменты де­лят на естественные (натуральные) н искусственные. Ис­кусственные отличаются большей химической чистотой и насыщенностью цвета.

 

 

6
Органическими пигментами называют окрашенные соединения органического происхождения, не раствори­мые в воде и связующих веществах.

К основным свойствам, определяющим качество и назначение пигментов относится: цвет, красящая способ­ность, укрывистость, смачиваемость, маслоемкость, светостойкость, химическая устойчивость, плотность (удельный вес). Важным свойством пигментов является нетоксичность.

Из белых пигментов наиболее распространены цин­ковые белила (ZnO), литопонные (BaSO₄+ZnS) и тита­новые белила (ТiO₂ с добавлением BaSO₄) Использование широко распространенных ранее свинцовых белил суще­ственно сокращено вследствие высокой токсичности ок­сида свинца.

Черные и серые пигменты представлены в основном сажами (ламповой и газовой). Темно-серая окраска может быть получена при использовании графита, серебристо-серая — с помощью порошкообразных алюминия и цинка.

Желтые пигменты – это природное соединение охра (глина, окрашенная оксидами железа), свинцовый и цинко­вый кроны (хроматы свинца и цинка).

Красные пигменты – железный сурик, марс, мумия, свинцовый сурик (оранжево-красный пигмент), искусст­венная киноварь.

К коричневым пигментам относятся умбра и некото­рые разновидности железоокисных красных пигментов (мумия, марс, сурик).

Синие пигменты – это ультрамарин, малярная лазурь (милори) и органический пигмент фталоцианин меди.

Зеленые пигменты – свинцовая и цинковая зелень, хромовая зелень (оксид хрома), медянка (уксуснокислая медь).

 

Металлические пигменты — тонкоизмельченные порошки и пудры алюминия, меди, цинка и цветных сплавов.

Поскольку пигменты и входящие в их состав соеди­нения (исключая водорастворимые примеси) практически нерастворимы в воде, поэтому для качественного анализа элементов, входящих в пигмент, необходимо перевести эти элементы в растворимое состояние. Для этого специально готовят вытяжки. Вытяжка получается в результате взаи­модействия пигмента с кислотами (кислотная вытяжка) или со щелочами (щелочная вытяжка). Солянокислая, сернокислая, азотнокислая или уксуснокислая вытяжка — это осветленный раствор, полученный после нагревания пробы пигмента с, раствором соответствующей кислоты на водяной бане. В качестве растворов кислот использу­ют разбавленную 1:1 соляную или 10 %-ную серную, 10 %-ную азотную или 10 %-ную уксусную кислоты. Со­довая вытяжка представляет собой осветленный раствор, полученный после обработки пробы пигмента насыщен­ным раствором соды.

Для приготовления соответствующей вытяжки не­большое количество пигмента (на кончике шпателя или ло­жечки) помещают в пробирку, в которую затем наливают раствор соответствующей кислоты или соды в количестве 1-2 мл. Пробирку со смесью помещают в горячую водяную баню и нагревают и течение 10-15 минут. После этого пробирку со смесью охлаждают и сливают верхнюю часть осветленного раствора, оставлял осадок. Только эта освет­ленная часть вытяжки, и используется затем для дальнейших анализов.

Целью грунтования является улучшение сцепления основного покрытия с подложкой, а также придания ему до­полнительных противокоррозионных свойств. Для грунтова­ния применяются лакокрасочные материалы, называемые

 

8
грунтами. Это обычно пигментированные составы (50 – 80 % пигмента от пленкообразователя).

Грунтовки отличаются от эмалей повышенным со­держанием пигментов и тем, что пигменты в них применяют преимущественно противокоррозионные свойства.

Шпатлевки представляют собой густые пастообраз­ные массы удобные для нанесения шпателем. Содержание минеральной части в пленкообразователе составляет 200 –300 %. Предназначены шпатлевки для заполнения неровно­стей и дефектов окрашиваемой поверхности. Шпатлевка не улучшает защитные свойства покрытия, но сильно ухудшает его механические свойства.