Лако-красочные материалы — производство

Различают четыре технологических способа производства пиг­ментов: способ осаждения; термический; комбинированный и ме­ханический. Кроме того, для производства некоторых пигментов (например, свинцовых белил) применяют электрохимический способ.

Способ осаждения широко используется в производстве для получения пигментов и наполнителей, представляющих собой самые различные по составу соли. Основными операциями тех­нологического процесса являются: приготовление исходных рас­творов и их очистка; осаждение пигмента; его вызревание; отде­ление продукта от маточного раствора; отмывка продукта от во­дорастворимых примесей; сушка и измельчение.

Исходные растворы получают путем растворения соответствующих со­единений (солей, кислот) в воде или при проведении химических реакций,
в результате которых получаются водные растворы требуемых веществ. На­пример, для получения свинцовых кронов предварительно готовят растворы солей свинца обработкой свинцового глета уксусной или азотной кислотами соответствующей концентрации. Из исходных растворов, если это необходи­мо, удаляют механические примеси и остатки сырья отстаиванием или фильт­рованием.

Осаждение пигмента проводят при сливанни исходных растворов в опре­деленной последовательности. Для увеличения полноты протекания химиче­ской реакции и получения осадка нужной степени дисперсности реакционную массу выдерживают затем определенное время при перемешивании. Эта опе­рация называется вызреванием. Осаждение пигмента и вызревание проводят без нагрева либо при умеренном нагреве до 90 °С.

Далее проводят отделение полученного пигмента от маточного раствора. Для этого образовавшуюся при синтезе суспензию «сгущают», т. е. дают воз­можность массе отстояться, после чего большую часть маточного раствора сливают, а сгущенную суспензию фильтруют. Маточный раствор содержит значительное количество побочных продуктов реакции (водорастворимые соли, кислоты или основания), а также примеси соединений тяжелых метал­лов. Во избежание загрязнения окружающей среды маточный раствор под­вергают очистке от вредных примесей.

Пигмент, отделенный от маточного раствора, подвергают тщательной от­мывке от растворимых примесей и только после этого сушат. В процессе сушки происходит агрегация частичек пигмента. Поэтому последующей опера­цией является измельчение пигмента с целью достижения заданной дисперс­ности.

В отдельных случаях операции сушки и измельчения не проводят, а пиг­мент переводят из водной пасты непосредственно в раствор пленкообразую­щего вещества. Эта операция носит название «отбивки воды», или «фляшииг — процесса». К водной пасте пигмента добавляют при перемешивании поверх­ностно-активные вещества и раствор пленкообразующего вещества. При этом происходит инверсия смачиваемости, т. е. пигмент, первоначально смоченный водой, смачивается пленкообразующим веществом. Отделившуюся воду уда­ляют вакуум-сушкой. При этом сохраняется высокая степень дисперсности пигмента, а также устраняется его пылеиие, что особенно важно при произ­водстве токсичных пигментов или пигментов, образующих взрывоопасные смеси с воздухом.

Термический способ предусматривает окисление металла в паровой фазе и расплаве или получение пигмента в твердой фазе. Первый вариант, используемый главным об­разом при получении оксидов цинка и свинца, будет рассмотрен далее.

Второй вариант применяют для получения целого ряда пиг­ментов, представляющих собой оксиды или соли металлов. Ос­Новными операциями технологического процесса в этом случае являются: приготовление исходной шихты; ее термическая обра­ботка; отмывка полученного пигмента от водорастворимых при­месей; сушка и измельчение пигмента.

Приготовление исходной шихты заключается в тщательном измельчении исходного сырья (каждого вида в отдельности) и совместном смешении ком­понентов в нужных пропорциях. Получаемая таким образом шихта имеет высокую однородность, что особенно важно для протекания химических и физико-химических процессов в твердой фазе.

Термическую обработку шихты проводят при 400—1000 °С. При этом про­текают различные химические реакции и процесс кристаллообразования.

В том случае, когда в результате химических реакций образуются в качестве побочных продуктов водорастворимые соли, полученный пигмент подвергают отмывке от них. Для эффективного проведения этой операции продукт, по­лученный после термообработки, предварительно измельчают. Отмытый пиг­мент сушат и также измельчают для придания ему высокой степени дис­персности.

Как правило, пигмент, полученный в твердой фазе, обладает повышенной твердостью, и, кроме того, при высокотемпературной обработке образуются очень прочные агрегаты частиц. Поэтому для облегчения процесса измельче­ния его проводят в присутствии смачивающей жидкости, например воды или водных растворов щелочи. После такого измельчения пигмент вновь отфильт­ровывают, сушат и измельчают уже в сухом состоянии.

Комбинированный способ (осадочно-прокалочный) состоит из двух основных стадий: выделения осадка и его термической об­работки. Выделение осадка проводят по технологическому про­цессу получения пигментов способом осаждения, а термическую обработку осадка — по аналогии с получением пигмента в твер­дой фазе.

Механический способ используется для получения пигментов природного происхождения. При этом способе проводятся лишь механические процессы измельчения. Никакие химические реак­ции не осуществляются. Основными операциями технологическо­го процесса являются: добыча руды; ее обогащение; грубый, средний размол и, наконец, измельчение частиц до заданных размеров. Измельчение проводят, как правило, в присутствии смачивающей жидкости. В отдельных случаях технологический процесс включает дополнительные операции, например термиче­скую обработку.