Производство пигментов

Пигментами называют сыпучие вещества, которые при сочетании со связующей жидкостью образуют коллоидный раствор, что служит основой для создания разнообразных лаков, красок, эмульсий, добавок к строительным материалам и тому подобное. По разновидности сырья из которого производят пигменты их разделяют на две большие группы — органические и неорганические. Вышеуказанные группы пигментов могут также производиться путем первичного синтеза со специально подготовленных материалов.

Свойства пигментов

Пигменты имеют ряд характерных свойств, которые отличают их от красителей и других подобных структур, используемых в лакокрасочной промышленности. Главным их признаком есть дисперсность, то есть размер частиц пигмента от которого в будущем будет зависеть качество продукта, где используются дисперсные частицы. Чем меньше их размер и чем округлее форму они имеют, тем лучшие качественные характеристики будет иметь краска, что их содержит.

Производство пигментов для бетона, например, или любых других строительных материалов, не ставит целью достижение хороших визуальных характеристик, поэтому здесь дисперсность не является очень важной. Однако, при изготовлении красок и лаков, что в будущем будут служить для покрытия той или иной поверхности, этот фактор играет довольно важную роль.
свойства пигментов
В отрасли, что занимается таким важным вопросом, как производство пигментов, большое внимание также уделяется техническим характеристикам смесей и веществ, куда будут входить пигменты. Лаки, краски, эмульсии должны иметь целый ряд защитных свойств. К ним относится противокоррозионное действие, звукоизоляция, относительное тепло сбережение, препятствование роста растительных насаждений на поверхности, что покрыта смесью с содержанием пигментов и тому подобное.

Производство органических пигментов

Данная группа пигментов по сравнению с другими имеет ряд характерных особенностей, которые делают ее довольно специфической.

Сюда относят такие характеристики, как:
органические пигменты

  • высокая дисперсность размера частиц пигмента (гораздо выше чем в неорганических, к примеру);
  • имеют низкую способность покрывать поверхность, что иногда доходит до полупрозрачности;
  • высокая насыщенность цветовой гаммы;
  • низкая устойчивость к разнообразным негативным химическим факторам и атмосферным условиям;
  • почти полное отсутствие таких защитных свойств, как антикоррозийное влияние, тепло и звукоизоляция и тому подобное.

Производство пигментов данной группы чаще всего происходит с органического сырья, откуда и походит название. Такие вещества содержатся в живых структурах организмов в связанном (чаще всего в клетках) или растворимом состояниях (в жидкостях или полостях органов). Их добывают, перерабатывают путем химического, термического или физического воздействия и в конечном итоге представляют в виде цветной сыпучей смеси.

Производство пигментов и красителей органической группы специализируется также на добыче так называемой подсветки. Имеется ввиду очень концентрированная смесь пигмента, что используется для изменения оттенка имеющегося цвета или его разбавления.

Так, например, производство пигментов и красителей в России использует подсветку для нейтрализации коричневого оттенка при производстве черного пигмента, когда основным сырьем является сажа, что проходит ряд химических реакций. Однако, поскольку они имеют относительно высокую себестоимость и большую интенсивность окраски, использование их довольно ограниченно в промышленности производства лаков и красок.

Производители пигментов в России, например, используют изготовления красителей данной группы путем добычи их из живых организмов сравнительно реже. Потому, что это намного дороже и требует приложения большего количества усилий, а также переработки большого числа сырья для добычи сравнительно меньшего количества пигмента.

Распространенным также есть синтез с химических производных ароматического или гетероциклического ряда, то есть веществ по типу бензола и его циклических гомологов — хинолина, нафталина, антрацена и так далее. Черные органические пигменты добывают путем неполного сжигания некоторых горючих видов газов, сажи, а также осаждение тяжелых фракций при переработке нефти и продуктов ее перегонки. Производство пигментов и красителей таким образом обеспечивает 40-50% потребностей красок, что используются во всей мировой печатной промышленности.

Цветные органические пигменты добывают чаще всего путем смешивания нужных компонентов в жидкости, которую постепенно доводят до кипения. Такие вещества имеют очень яркий цвет, что иногда даже переходит в кислотный оттенок, поэтому часто их используют в смеси с неорганическими или пигментами других нужных групп. Это способствует объединению хороших визуальных характеристик и защитных свойств, что крайне необходимы для некоторых видов красок и лаков.

Производство неорганических пигментов

Неорганические пигментыПроизводство неорганических пигментов происходит путем переработки технически подготовленных природных материалов или лабораторного синтеза с искусственного сырья. Чаще всего это бывает при взаимодействии между водными растворами нужных реагентов, отбора веществ впоследствии, что выпали в осадок, их фильтрации, промывки и сушки. Иногда, если есть возможность такого взаимодействия с химической точки зрения, реагенты смешивают в сухом виде.

Часто, также к растворимым в воде веществам добавляют нерастворимые для создания двухфазной коллоидной системы и непрямого их взаимодействия. Далее включают мешалку, куда предварительно помещают вышеуказанную смесь. Вода постепенно вытесняется, а нерастворимый сухой остаток фильтруется, очищается и используется как краситель (так, например, вырабатываются пигменты для изготовления тротуарной плитки некоторых видов).

Производство железоокисных пигментов

Железоокисные пигменты условно составляют отдельную группу пигментов, что производятся путем химического синтеза и довольно широко используются в лакокрасочной и других промышленностях. Производство железоокисных пигментов базируется на осадочном методе с последующим прокалыванием, что и в результате дает пигменты желтого и красного цветов и их оттенков.

Рассматривая стадии такого производства, стоит отметить их последовательность, которая происходит следующим образом:
железоокисные пигменты

  1. Подготовка нужных реактивов, а также водного раствора реагента, что будет использоваться (железного купороса, аммиака, гидроксида или гидрокарбоната натрия и т.д.);
  2. Получение предварительных результатов;
  3. Непосредственно синтез нужного пигмента;
  4. Фильтрация полученной смеси и промывка остатка в форме осадка;
  5. Сушка пигмента;
  6. Его измельчения до размеров необходимых для заданного производства (придание материалу той или иной дисперсности).

Железоокисный пигмент, производство которого в России, хорошо налажено и подлежит четкому структурированию. Главным методом в таком производстве есть обработка водного раствора железных частиц, которые предварительно хорошо измельчаются, концентрированной серной кислотой в специально подготовленном устройства. Последнее представляет собой реактор, внутреннее пространство которого разделено на две части с помощью решетки. В одной части находится смесь измельченных пигментов, а в другой конденсированный подогретый до определенной температуры воздух. Под воздействием воздуха железо или другой реагент, что участвует в реакции, растворяется в серной кислоте.

При этом образуются кристаллы очень маленьких размеров, которые в соответствии с технологией укрупняют, и проводится дальнейшая их обработка. Она идет путем непосредственного синтеза необходимого пигмента, что происходит в результате взаимодействия вышеописанных кристаллических веществ и раствора медного купороса. Катализатором в реакции выступает подогретый до температуры 80-120 С воздух.

Далее проходит фильтрация для отделения готового вещества, что используется при выработке пигментов, от ненужных веществ. Это происходит в специальном барабаноподобном вакуум-фильтре. Осадок промывают чистой дистиллированной водой до тех пор, пока в ней не исчезнут нерастворимые соли металлов. Далее сухой остаток высушивают в специальных сушилках, от температуры которых зависит цвет будущего пигмента. Например, производство пигментов железоокисных, которые будут иметь желтый цвет требует наличия температуры около 120 С, красный — 700-800 С.

Обобщая, следует отметить, что производство пигментов в России, например, а также во многих других странах процесс довольно сложный. Он состоит из многих стадий подготовки, переработки и непосредственно синтеза, что есть довольно тяжелыми и затратными.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *