Лако-красочные материалы — производство

К черным пигментам относятся: технический углерод (сажа), черни, смешанный оксид железа (II) и (III) Fe3О4, также органические пигменты — темный анилин, нигрозин и индулины.

Разные марки технического углерода содержат от 83 до 98,5 % (масс.) углерода, 0,50,9 % Н, 0,516% О; поперечник частиц 10200 мкм; удельную поверхность 15250 м2/г. Технический углерод имеет настоящую плот­ность 2000—2200 кг/м3, насыпная плотность пыля­щего технического углерода составляет всего 80—150 кг/м3, при грану­лировании она может быть повышена до 300—450 кг/м3. Маслоемкость высочайшая 80—200 г/100 г.

Простой структурной единицей агрегатов является полиаценовый (графитоподобный) слой атомов углерода. Слои размещаются примерно концентрически вокруг центров роста. Так образуются первичные частички. По периферии агрегатов полиаценовые слои рас­полагаются параллельно поверхности, образуя пачки. Частички плотные, непористые, сферической формы. С уменьшением размера частиц и агрегатов увеличивается чер­нота технического углерода. Красящая способность пигмента увеличи­вается при понижении размера частиц только до 25 hm, а потом сни­жается за счет релеевского рассеяния света. Технический углерод обла­дает очень высочайшей укрывистостью З-6 г/м2 при толщине укрываю­щего слоя всего 8 мкм.

Первичная структура технического углерода может быть низкой (цепочечная форма агрегатов), обычной (слабо разветвленная форма) и высочайшей (существенно разветвленная форма). Агрегаты обра­зуют крепкие агломераты (вторичную структуру), для разрушения которых при диспергировании требуются значимые механические усилия. Все это присваивает ярким системам огромную структурную крепкость и вязкость.

По хим строению технический углерод можно рассматривать как полициклические ароматичные углеводороды либо углеводороды олефинового ряда, потому он может участвовать в реакциях замеще­ния подобно бензолу и реакциях присоединения как олефины.

На поверхности частиц технического углерода находятся остатки неразложившегося сырья в виде высших полициклических углеводо­родов, также минеральные вещества, кислород на поверхности частиц технического углерода находится в виде карбоксильных, лактоновых, фенольных, хинонных и неких других групп, потому аква вытяжка имеет кислую реакцию: рН 2—6. Наличие кислородсодержащих многофункциональных групп обеспечивает завышенную адсорбцию пленкообразующих веществ, способных всту­пать в хим взаимодействие с пигментом (алкиды, полиамины, полиуретаны и др.). что оказывает положительное воздействие на физико-механические характеристики лакокрасочных пленок.

С целью улучшения диспергируемости технического углерода, регу­лирования реологических параметров паст и готовых лакокрасочных мате­риалов проводится изменение хим нрава поверхности ча­стиц методом окисления, аминирования, сульфирования, галогенирования либо прививки полимеров. Наибольшее распространение получило окис­ление кислотами, воздухом, озоном и другими окисляющими агентами. При окислении миниатюризируется размер агрегатов, меняется структурность, увеличивается содержание кислорода. Окисление приводит к улучшению диспергируемости, в том числе в водоразбавляемых лако­красочных материалах, углублению черноты, понижению вязкости и тиксотропности красок и повышению блеска покрытий.

Технический углерод практически стопроцентно поглощает световые лучи в видимой области диапазона, также ИК- и УФ-лучи. Адсорбция УФ-лучей понижает деструкцию пленкообразователей и таким макаром увеличивает светостойкость и атмосферостойкость покрытий. Технический углерод термостоек до 3000C, обладает стойкостью к действию кислот и щелочей, фактически безобиден.

Наличие огромного количества кислорода, адсорбированного поверх­ностью технического углерода, может привести к самовозгоранию.

Различают четыре метода получения технического углерода. В ка­нальном методе продукт получают при неполном сгорании природного газа в диффузионном пламени, и технический углерод осаждается на охлаждаемых лотках — «каналах». Выход составляет всего 2—5%. Таковой продукт обозначают буковкой «К» (ранее «Д»). При использо­вании печного метода технический углерод получают методом пиролиза и частичного сгорания в печах-реакторах консистенции алифатических и аро­матических углеводородов (термогазойля, зеленоватого нефтяного либо ка­менноугольного остаточного масла) с природным газом. Выход продукта составляет 40—50%; обозначается он буковкой «П». Тепловой метод осуществляется пиролизом углеводородов без допуска воздуха. Продукт обозначают буковкой «Т». Ацетиленовый метод осуществляется при взрывном разложении ацетилена. Продукт обозначают буковкой «А».

Для устранения пыления и увеличения насыпной плотности техни­ческий углерод гранулируют. Более 90% всего-вырабатываемого технического  углерода   применяется  для  усиления   резины,  для  лакокра­сочных материалов употребляется наименее 10%.