Пигменты, красители

Пигменты - тонкие порошки разных цветов, применяемые для окрашивания пластических масс, резины, бумаги и пр., при изготовлении полиграфических, малярных и других красок. Красители - цветные органические соединения, применяемые для окраски текстильных материалов, кожи, мехов, бумаги, пластмасс, резин, древесины и других. Применяется в лакокрасочной, текстильной, полиграфической отрасли.

Придают необходимый цвет материалу или изменяют характеристики пропускания света в ИК и УФ-областях. Могут создавать различные оптические эффекты (перламутр, гранит, дерево, замерзшее стекло, металлик, блески, флуоресценция, фосфоресценция и др.). 

Суперконцентраты в производстве изделий из пластмасс

Если представить себе, что пластмасса вдруг потеряла свои цвета и остались только «пластмассовые» белый и оттенки серого, то 30% окружающего нас мира потускнела бы и поблекла. Пластик задает цвет нашему быту, а проблема качества и свойств этого «цвета» – одна из самых острых для любого производителя.

Полимерные материалы изначально не имеют привлекательности по цвету и фактуре, но, поскольку изделия из пластика формуются из однородного расплава, им можно придать любые цветовые и фактурные свойства с помощью специальных добавок еще на стадии переработки. Производство подобных добавок можно организовать непосредственно на предприятии, объединив тем самым процессы переработки, прокраски и собственно изготовления красящей массы.

Окрашивание пластика проводится «в массе» – когда материал находится в расплавленном состоянии, к нему добавляют пигмент или краситель. При этом происходит диспергирование (рассредоточение) частиц последнего  в массе полимера, что обеспечивает равномерность и насыщенность покраски.

Добавлять краситель в расплав пластика можно в виде порошка или в составе другого расплава. Окрашивание полимеров в массе путем добавления порошка красителя неудобно, так как это имеет ряд недостатков: неудовлетворительные оптические свойства окрашиваемого полимера, снижение механических показателей изделия, неоправданно высокий расход дорогостоящего красителя, трудность перехода от одного цвета к другому, вызванная чисткой оборудования. В основном все перечисленные недостатки имеют одно объяснение – сложность полного диспергирования (распределения) красителя  в объеме полимера. Частички красителя агрегируются (слипаются), что приводит к возникновению разводов, тусклости и неравномерности окраски.

Для предотвращения описанных выше проблем, а также улучшения условий труда при окрашивании пластиков используют суперконцентраты красителей.

Суперконцентраты представляют собой дисперсии пигментов в веществах, легко совмещающихся с окрашиваемым полимером. Другими словами, при использовании суперконцентрата в объем полимера вводится уже диспергированный порошок красителя. При переработке частицы красящего вещества будут легко и равномерно распределяться по всему объему будущего изделия, не слипаясь и не оседая в нижней части материального цилиндра.

В названии суперконцентратов приставка «супер» означает высокое содержание порошка красителя в красящей массе (до 90%). При этом наряду с суперконцентратами существуют просто концентраты красителей, которые содержат в своем составе до 20% пигмента. Производителям пластмассовых изделий более выгодно иметь дело с суперконцентратами, так как из-за высокого содержания пигмента их расход на производство значительно ниже.

В зависимости от способа получения конечный красящий продукт может быть в виде гранул, порошка, пасты или раствора.

В простейшем виде суперконцентрат красителя представляет собой систему из двух компонентов: пигмента и матрицы (связующего вещества). В качестве матрицы могут быть использованы практически все полиолефины, полиолефиновые воска, полистирол, твердые эпоксидные смолы и т.д. Выбор таких материалов определяет способ получения суперконцентрат – диспергирование в расплаве, для чего используют двухшнековые экструдеры.

Помимо перечисленных выше материалов, связывающим веществом могут быть пасты некоторых пластификаторов, стеорокс, а также латексы, в которые можно ввести пигмент путем перетира. Такой способ получения суперконцентратов аналогичен получению типографских офсетных красок на краскотерочных машинах.

При получении эмульсии пигмента в растворе полимера используют полистирол, полиуретан, поливинилацетат. В этом случае могут применяться лопастные смесители, миксеры и т.д.

Наиболее востребованы суперконцентраты, полученные методом диспергирования пигмента в расплаве полиолефинов, полиолефиновых восков и полистирола. Объясняется это прежде всего тем, что львиная доля перерабатываемых материалов – именно полиолефины.

Для окрашивания пластиков могут использоваться как неорганические, так и органические пигменты. Среди неорганических пигментов наиболее часто используют диоксид титана, карбонат кальция, сажу, кадмиевые, кобальтовые, желеоокисные, хромовые пигменты, ультрамарин, литопон и др.

Из органических пигментов наиболее важными являются пигменты, имеющие молекулярно-кристаллическую структуру и отличающиеся нерастворимостью в окрашиваемых средах. К таким относятся азопигменты, фталоциановые пигменты, трифенилметановые и полициклические. Обладая более широкой гаммой ярких оттенков и большей красящей способностью, органические пигменты уступают неорганическим по термо-, свето- и атмосферостойкости, а также миграционной стойкости.

Зачастую к окрашенным изделиям из полимерных материалов предъявляют специфические требования. Например, если полимерное изделие находится в непосредственном контакте с пищевыми продуктами, то используемые добавки к полимерным материалам и суперконцентраты должны иметь соответствующее разрешение.

На данный момент имеется множество суперконцентратов, которые позволяют окрасить полимер практически в любой цвет и оттенок в пределах известной цветовой гаммы. Кроме того, появились суперконцентраты, позволяющие получить при окрашивании различные спецэффекты, от которых внешний облик изделий из полимеров существенно меняется.

К спецэффектам относятся перламутровые, флуоресцентные, опалесцирующие, фосфоресцирующие и радужные окраски полимеров. Добавки с такими эффектами используются в дорожных знаках, рекламе, спецодежде, игрушках и многих других изделиях, где важен визуальный эффект.

В суперконцентратах могут использоваться также флеки и флиттеры, как вкрапления в основную массу полимера волокон, чешуек или точек. С их применением возможно получать окраску «под горные породы» – мрамор, гранит и другие. Такие эффекты достигаются за счет того, что данные вкрапления являются окрашенными частицами полимеров с более высокой температурой плавления, чем окрашиваемый материал.

Железоокисные пигменты

Пигменты оксида железа легко и экономически эффективно могут быть использованы для придания цвета ЛКМ на основе органических пленкообразователей, таких как грунтовки, эмульсионные краски, ЛКМ для защиты древесины, а также краскам на основе неорганических пленкообразователей, таких как силикатные краски. Кроме того эти пигменты используются в производстве бетонных изделий, цемента, бордюрного и отделочного цементного камня, окрашенного силикатного кирпича, облицовочной и тротуарной плитки, наливных полов, цветных мела, гипса, штукатурок и прочих строительных материалов.
Железоокисные пигменты обладают высокой свето- и атмосферостойкостью, устойчивостью к воздействию агрессивных химических реагентов.

Крона

Пигменты этой группы известны также как хроматы свинца (свинцовые крона) желтого, оранжего и красного цвета.
Хроматы зарекомендовали себя с очень хорошей стороны за многие годы применения в автомобильных ЛКМ, красках промышленного назначения и строительных красках благодаря их укрывистости и хорошему сохранению блеска. В настоящее время их заменяют во многих странах по токсикологическим и экологическим причинам на другие, обычно более дорогие пигменты и пигментные смеси.

Органические пигменты

Пигменты обладают ярким цветом, хорошей укрывистостью, достаточной устойчивостью к свету и воздействию атмосферных явлений, устойчивостью к миграции при перелакировке, хорошей диспергируемостью, оптимальными реологическими свойствами в красочных системах, стойкостью к воздействию химреагентов.

Водные пасты

Препарации органических и неорганических пигментов с неионогенным диспергирующим веществом (в случае прозрачных железоокисных пигментов - анионное диспергирующее вещество).
Основные области применения:
дисперсные краски, глянцевые дисперсные краски, насыщенные инюансировочные краски на основе водных связующих, водоразбавляемые краски, полимерные краски, штукатурочные материалы, известковые и клеевые обойные краски и краски для цветной бумаги, водные лаки для дерева.

Алкидные пасты

Высококонцентрированные, текучие препарации пигментов на основе жирно-маслянной алкидной смолы, пригодные для промышленных эмалей воздушной сушки, фасадных эмалей и систем защиты дерева.

Красители спирторастворимые

Красители спирторастворимые - это красители, обладающие хорошей растворимостью в спирте, ацетоне, гликолях, этилцеллозольве и других средах, близких к спирту по растворяющей способности.

Области применения спирторастворимых красителей.

Спирторастворимые красители применяются для окрашивания нитролаков, мебельных лаков, спиртовых лаков, морилок и тонирующих составов для древисины, для окрашивания алюминиевой фольги, жести и для придания прозрачной окраски некоторым видам пластмасс, например, для крашения полиметилметакрилата в процессе полимеризации.

Красители жирорастворимые

Синтетические органические красители, хорошо растворимые в неполярных и малополярных органических растворителях. Практически нерастворимы в воде.

Область применения:
Применяются для окрашивания пластмасс (полиметилакрилата, полистирола) бензинов (в концентрации 0,05%), технических масел, восков, материалов бытовой химии (лаков, мастик, обувных кремов и др.)