Для окраски корпусов тепловых двигателей, обшивки печей и другого энергетического и химического оборудования, обшивки реактивных самолетов, ракет и космических кораблей требуются термостойкие покрытия. Известно, что покрытия на основе кремнийорганических соединений выдерживают нагрев до 700 °С, на основе ароматических имидов — до 450 °С, на основе фторорганических соединений — до 350 °С. Для окраски изделий из керамики и фарфора, изготовления финифти и покрытий по металлам легкоплавкими стекловидными эмалями и глазурями требуются пигменты, стойкие при температурах обжига изделий 800—1400 °С. Термостойкие пигменты необходимы и для окрашивания некоторых видов пластмасс.
Термостойкие пигменты и наполнители должны сохранять свои физикохимические свойства при горячем отверждении покрытий и в процессе длительной эксплуатации покрытий при повышенной температуре, не оказывать каталитического действия, ускоряющего термоокислительную деструкцию покрытий.
К пигментам, повышающим термостойкость покрытий, относят нейтральные оксиды титана (рутил), железа, хрома, алюминиевую пудру, порошки нержавеющей стали, слюду, тальк, барит.
Термостойкими хроматическими пигментами являются некоторые твердые растворы или сложные (смешанные) оксиды металлов типа природных минералов — шпинелей.
Состав сложных оксидов можно выразить общей формулой:
•МеЛО. ИМея’ + Ол, Ме’ + .ЧМеглОч или 1 Ме2+-"’Ме’ + Оз,
где "Meaf-МЦ, Zn, Fe, Co, Mn, N1, Си, Са, Sr, Ba, Cd, Pb; "Me3 + —Al, Fe, Cr, Mn; mMe* + — Ti, sn, Sb, V, SI.
В этих соединениях стехиометрические соотношения каждого оксида в отдельности сохраняются, но соотношения между оксидами могут изменяться. Имея весьма плотную упаковку атомов в кубической системе, такие соединения отличаются особо высокой стойкостью к длительному воздействию повышенных температур.
Физико-технические свойства термостойких пигментов
|
Наиболее известны алюмошпинели (собственно шпинели): MgAl204, /11A12O4, СоА1204; ферришпинели (ферриты) FeO-Fe203 (магнетит), ( <>1е204, ZnFe204, CaFe204; хромиты FeCr204, CoCr204, Zn (AlCr)204, < — о (А1Сг)204; цирконосиликаты (ZrV) Si04, (ZrFe) Si04; бораты: (CoMg) B205.
В качестве высокотермостойких и атмосферостойких пигментов нашли широкое применение титанаты хрома, никеля, сурьмы, ниобия — соли метатитановой кислоты, имеющие кристаллическую решетку рутила. Наибольшее практическое применение находят сложные оксидыЛ содержаний оксид кобальта. Свойства наиболее распространенных термостойких tun ментов приведены в табл. 2.8.