Лако-красочные материалы — производство

Под светостойкостью понимают способность пигмента сохранять цвет под действием света. Большая часть неорганических пигментов и высококачественных органических пигментов светостойкости. Однако у некоторых неорганических пигментов под действием света происходят те или иные изменения в структуре или составе, вызывающие, в свою очередь, изменение светлоты, чистоты цвета или цветового тона пигмен­тов. Изменения цвета могут быть необратимыми или обратимыми (фото — тропия). Чаще всего изменение цвета связано с протеканием фото­химических окислительно-восстановительных процессов в самом пиг­менте или в системе пигмент — пленкообразователь. Под действием света значительно меняется цвет свинцовых кронов, железной лазури особенно в присутствии пигментов, обладающих основным характером Некоторые органические пигменты выцветают из-за частичного перехода в бесцветное лейкосоединение. Явление фототропии характерно для диоксида титана и литопона.

В любом случае фотохимические процессы в пигменте или в системе пигмент — пленкообразователь вызываются главным образом светом, спектр которого соответствует малой отражательной способности пиг­мента. Чаще всего эта область приходится на коротковолновую, в основ­ном УФ-часть спектра.

Качественно светостойкость оценивают либо по изменению светлоты, либо по полному изменению цвета при облучении в стандартных усло­виях.

Некоторые пигменты под действием света способны ускорять процесс деструкции пленкообразователя за счет сенсибилизации окислительно* восстановительных процессов. Такое свойство пигментов называется фотохимической активностью (ФХА).

Фотохимическая активность — способность пигментов фотохимиче* ски сенсибилизировать окислительно-деструкционные процессы, вызы­вающие разрушение пленкообразователей вблизи поверхности пигмент­ных частиц. Фотохимическая активность пигментов зависит от их хими­ческой природы, размера и формы частиц, параметров кристаллической решетки и ее дефектности. Влияние дисперсности обусловлено изме­нением площади поверхности, на которой протекают фотохимические реакции в пигментированном покрытии.

Для каждого фотохимически активного пигмента существует опти­мальная форма частиц, при которой пигмент обладает. минимальной ФХА, благодаря минимальному запасу поверхностной энергии. Напри­мер, для оксида цинка оптимальной формой частиц является игольчатая.

Влияние параметров кристаллической решетки, примесей, дефектов обусловлено изменением анергии электронных переходов. Пигменты, имеющие плотные кристаллические решетки, минимальное количество дефектов и примесей имеют минимальную ФХА. С целью уменьшения ФХА проводят обработку поверхности пигментов солями и оксидами

л.

тяжелых металлов (Zn, Са, Al, Mg), в которых интенсивность электрон­ных переходов низка. t

Некоторое подобие ФХА проявляют пигменты, содержащие металлы переменной валентности (сиккативирующие пигменты), оказывающие каталитическое влияние на окислительные процессы в масляных и дру­гих непредельных олигомерных и полимерных пленкообразователях (свинцовый сурик, черный железооксидный пигмент и др.).

Методы определения фотохимической активности. Метод фотохимического обесцве­чивания красителя в водной суспензии пигмента заключается, в осаждении красителя на поверхности частиц пигмента, облучении суспензии стандартным источником света и фотоколориметрическом определении концентрации красителя. В качестве красителя используют вещества, теряющие окраску в результате фотохимического восстановления (метиленовый голубой, прямой голубой и др.). Чем быстрее уменьшается концентрация красителя, тем более фотохимически активен пигмент.

Метод фотохимического окисления пленкообразователя в присутствии пигмента в среде окислителя заключается в измерении парциального давления кислорода в изме­рительном герметично закрытом сосуде, содержащем смесь пленкообразователя с испы­туемым пигментом. По мере окисления пленкообразователя, кислород расходуется, его парциальное давление уменьшается, что регистрируется манометром.

Метод определения степени явления. Пигментированное покрытие подвергают уско­ренному светостарению, а затем оценивают его блеск или. подсчитывают число оголив­шихся частиц, прижимая к мелящему покрытию черную (копировальную) бумагу на специальном приспособлении.

Явления в пигментированной пленке, связанные с фотохимической активностью пигментов, рассмотрены в разделе 3.3.5.