Урок 7.Наповнювачі. Роль наповнювачів в лакофарбових матеріалах, їх види та застосування

 

Тема 2. Загальні відомості про пігменти, наповнювачі, розчинники та спеціальні добавки

Урок 7. Наповнювачі. Роль наповнювачів в лакофарбових матеріалах, їх види та застосування. 

       Наповнювачі -  це  високодисперсні речовини неорганічного походження, які вводяться до складу непрозорих ЛФМ. Як і пігменти, наповнювачі не розчиняються в лаках, воді, оліфі і інших дисперсійних середовищах. На відміну від пігментів, наповнювачі характеризуються низьким показником заломлення: від 1,4 до 1,75. Більшість матеріалів, використовуваних в якості наповнювачів, білого кольору або злегка пофарбовані.

 Введення в лакофарбовий матеріал наповнювачів має дві мети:

 - надання особливих властивостей самому ЛФМ і готовому покриттю;

- здешевлення (зниження собівартості) лакофарбового матеріалу за рахунок заміни дорогого пігменту більш дешевими наповнювачами. 

      У поєднанні з органічними плівкоутворюючими  речовинами наповнювачі не можуть давати непрозорі покриття. Це обумовлено їх низьким показником заломлення. У таких випадках наповнювачі використовуються в тандемі з пігментами, вірніше, як добавки до пігментів, а їх кількість може досягати 80% від загальної пігментного маси лакофарбового матеріалу. Кількість наповнювача, який можна ввести в систему, як не дивно, визначається показниками пігментів. А саме, покривністю і інтенсивністю. Чим вище ці показники, тим більшу кількість наповнювача можна додати в ЛФМ.

      Наповнювачі дуже впливають на властивості фарб, шпаклівок і інших ЛФМ, в яких вони використовуються. Зокрема, впливають на їх реологічні властивості. Вони збільшують тиксотропність, стабільність і в`язкість (виступають як загусники), а також питому вагу. Для того щоб ефективно використовувати наповнювачі в тандемі з пігментами, вони повинні відрізнятися високою дисперсністю, навіть вище, ніж у самих пігментів. Крім того, мати невелику твердість і щільність, низьку маслоємність і високу білизну. Не варто забувати і про доступність матеріалу і його дешевизні. Наповнювач в більшості випадків є цільовою добавкою. Вводячи в лакофарбовий матеріал наповнювач, можна надати йому матовість, вогнестійкість, кислотостійкість, знизити ковзання. Завдяки наповнювачів ЛФМ підвищується водостійкість і атмосферостійкість захисного покриття, збільшується його адгезія до основної поверхні.

   В водоемульсійних лакофарбових матеріалах наповнювачі використовуються як білі пігменти. Під час процесу випаровування води простір між окремими фракціями пігменту заповнює повітря, показник заломлення якого - одиниця. В результаті утворюється непрозорий, тобто покривний  захисний шар. 

   Розрізняють наповнювачі:

 -синтетичного і 

-природного походження. 

    Класифікація наповнювачів для лакофарбової промисловості: 

- солі (силікати, карбонати, сульфати) -

- оксиди

- гідроксиди. 

     Основні властивості наповнювачів:

яскравість, білизна, розмір фракцій. 

Карбонати як наповнювачі ЛФМ 

Карбонати в лакофарбової промисловості отримали дуже значне  поширення. Серед наповнювачів карбонатів можна виділити магнезит (карбонат магнію), крейда природного походження і обложений, кальцит (карбонат кальцію), карбонат барію (або вітерит), доломіт (карбонат магнію і кальцію). Всі ці речовини хімічно активні по відношенню до плівкоутворювальним, до складу яких входять карбоксилом. Завдяки цьому лакофарбові матеріали на їх основі формують покриття, що володіють високими захисними властивостями, хорошою стійкістю до дії агресивного корозійної середовища, в тому числі вологи. Хімічна активність благотворно впливає і на твердість захисного шару. Але є недоліки: підвищується в`язкість лакофарбового матеріалу, він швидше загусає, крім того, стає менш стабільним, що значно зменшує його гарантійний термін зберігання. Серед наповнювачів для лакофарбових матеріалів найбільш широке поширення отримав карбонат кальцію або природна крейда, мармур, вапняк. 

Карбонат кальцію з крупнокристалічною  структурою називають кальцитом. Отримують кальцит шляхом ретельного подрібнення мармуру. 

Наповнювачі лакофарбових матеріалів природного походження отримують шляхом подрібнення мармуру або вапняку з подальшою сепарацією. Процес модифікації реалізують під час подрібнення матеріалу. Крейду виробляють з вапняку або ж вона  може бути побічним продуктом інших хімічних виробництв.. Крейда  часто застосовується (як пігмент білого кольору) у виробництві водоемульсійних лакофарбових матеріалів, для виготовлення емалей спеціального призначення (типу «муар» і ін.), антикорозійних грунтовок. Кальцит використовується для отримання атмосферостійких покриттів. Синтетична крейда, завдяки своєму дрібнодисперсному складу, необхідна для поліпшення реологічних властивостей, тому що запобігає стіканню ЛФМ по вертикальних поверхнях. 

Силікати як наповнювачі лакофарбових матеріалів 

Силікати - найбільш різноманітна група наповнювачів ЛФМ. До даної групи належать: природний силікат кальцію (волластонит), алюмінію-натрію-калію-магнію (прожарені глини і бентоніт), магнію (азбест і тальк), алюмінію-кальцію-натрію (лабрадорит), силікати алюмінію (обложений силікат, каолін) , алюмінію-калію (слюда). У виробництві лакофарбових матеріалів найбільш затребуваними є слюда, тальк і каолін.

Слюда являє собою алюмосилікат калію. Колір слюди - білий або трохи підфарбований домішками заліза. Відмінною особливістю слюди, як наповнювача лакофарбових матеріалів, є пластинчаста форма її частинок, яка не змінюється навіть у процесі сильного подрібнення. Слюду, як і карбонат кальцію, можна отримати природним і синтетичним шляхом. При цьому синтетична слюда здатна витримувати великі термічні напруги, не змінюючи при цьому свою структуру, тобто не руйнуючись. Слюду, отриману синтетичним шляхом, часто вводять як наповнювач до складу термостійких ЛФМ. Саме слюда надає фарбам термічну, корозійну стійкість, а також стійкість до ультрафіолетового випромінювання і механічних пошкоджень. Синтетичну слюду отримують шляхом плавлення в електричних печах при температурі 1370 ° С суміші діоксиду кремнію, оксидів алюмінію та магнію, сілікофторіда калію і ортоклаза (один з видів польового шпату). Природну слюду виробляють шляхом сухого або мокрого подрібнення калієвої слюди (мусковіту). При використанні слюди в якості наповнювача лакофарбових матеріалів, фарби і т.п. при тривалому зберіганні не утворюють щільних осадів на дні тари, які важко розмішуються. Завдяки слюди, ЛФМ краще лягає на поверхню, що захищається, поліпшується зчеплення покриття з основою, еластичність захисного шару і стійкість до атмосферної корозії. Слюду часто вводять, як наповнювач, до складу фарб на водній основі, в електроізоляційні покриття.

Тальк - це силікат магнію, м`який білий порошок, трохи жирнуватий на дотик. Частинки тальку можуть мати голчасту  або волокнисту структуру. До складу тальку часто входять оксиди заліза, кальцію або алюмінію, які трохи забарвлюють його або надають сіруватий відтінок. Отримують тальк шляхом дроблення талькомагнезита або талькіта з подальшою класифікацією. Якщо необхідний мікронізований тальк - проводиться додаткова обробка в струменевих млинах.

Тальк знайшов широке застосування в лакофарбової промисловості тому що добре змочується і формує дисперсії з плівкоутворюючими  речовинами. Володіє хімічною інертністю і надає ЛФМ структурну в`язкість. Фарба на основі тальку відрізняється підвищеною стійкістю до подряпин і стирання, атмосферостійкістю.

       Тальк використовується як основний компонент всіх шпаклівок. Легко шліфується, не забиває наждачний папір!

    Гідратований силікат алюмінію -  каолін. Каолін добре змочується неполярними рідинами органічного походження і водою. Процес отримання наповнювача лакофарбових матеріалів каоліну включає в себе кілька стадій: подрібнення і ретельне подрібнення, збагачення і класифікація. Каолін є складовою частиною багатьох композицій: порозаповнювачів і шпаклівок, фарб на масляній і водоемульсійною основах, також напівматової і матових антикорозійних захисних шарів. 

Сульфати як наповнювачі лакофарбових матеріалів

      Серед них можна виділити сульфати кальцію і барію синтетичного і природного походження: обложений сульфат кальцію, природний гіпс і барит, обложений бланфікс. В якості наповнювача для лакофарбових матеріалів широко використовується природний сульфат барію (барит). 

 Барит - це той же самий важкий шпат білого або світло сірого кольору, який піддавався тонкому подрібненню. У зв`язку з присутністю в матеріалі сторонніх домішок (заліза та інших), барит може бути трохи забарвлений. Для додання наповнювача білизни сульфат барію відбілюють. Барит - хімічно інертний, тому використовується у виробництві спеціальних хімічно стійких лакофарбових матеріалів. Сульфат барію входить до складу фарб, шпаклівок, грунтовок на масляній основі. Сульфат барію синтетичного походження (бланфікс) серед всіх наповнювачів відрізняється найвищим ступенем білизни. Бланфікс - це високодисперсний і хімічно інертний матеріал, який отримують шляхом осадження. Бланфікс не так часто використовується, як барит, що обумовлено його більш високою вартістю. 

Оксиди як наповнювачі ЛФМ 

Аеросил-300 діоксид кремнію - це високодисперсний, гідрофільний, пірогенний діоксид кремнію з ваговим вмістом чистого речовини - більш 99,9 вагових%. Наповнювачі даної групи - це аеросил, діатомовий кремнезем і кварц, тобто група кремнеземів. аеросил - це практично чистий оксид кремнію, синтетичний кремнезем, ступінь дисперсності якого дуже висока (від 0,02 до 0,15 мкм).  Вводячи в фарбу аеросил, їй надають тиксотропні властивості, а готовому захисного покриття - матовість. Аеросил - дуже легкий (1 літр важить 40-60 грам), пухкий білий схожий на сніг порошок, без смаку і запаху. Нешкідливий, не горючий але, в зв'язку з малим розміром частинок і їх летючість, з ним краще працювати в пиловому респіраторі. Аеросил застосовується як тиксотропний наповнювач і згущувач для смоли. Шпаклівка на основі аеросилу чіпляється за вертикальні поверхні і не стікає.

Діатомовий кремнезем - це насичений водою діоксид кремнію природного походження. Діатомовий кремнезем ще відомий під назвами: кизельгур, діатоміт, інфузорна земля, цілить, гірська мука. Використовується діоксид кремнію у виробництві матових покриттів, в емульсійних, абразивно- і вогнестійких фарбах, заповнювачах пор дерев`яних поверхонь. 

Кварц складається з понад 99% діоксиду кремнію, інше - домішки оксидів алюмінію і заліза. Використовується досить рідко, в основному для виробництва зносостійких лакофарбових матеріалів.    

Дрібнодисперсний наповнювач для гіпсових, цементних, вапняних сумішей, фінішних шпаклівок та фарб 40 кг

Наповнювач для збільшення об"єму

Шпаклівка з алюмінієвим наповнювачем (Aluminium), фото 

смоли.

 

Графіт - м'який, легко піддається механічній обробці мінерал. Володіє унікальними властивостями, головне з яких електропровідність. У графіту вона вище, ніж у ртуті! Інші властивості: низька твердість, висока теплопровідність, вогнетривкість, хімічна стійкість, пластичність і діамагнітних, частіше використовується як пігмент і наповнювач. Надає смолі металевий блиск і гладкість (глянець)

Мікросфери алюмосилікатні - легкий наповнювач. Мікросфери представляють собою порожнисті склокристалічні  кульки правильної форми. Діаметр мікросфер варіюється від 5 до 3000 мкм. Сферична форма мікросфер різко зменшує споживання смоли, в наслідок чого знизити усадкову деформацію і матеріальні витрати. Завдяки своїй формі і гладкій поверхні цей матеріал характеризуються високою текучістю. Мікросфери порожнисті, шпаклівка на їх основі дуже легко шліфується. При своїй легкості (близько 25% щільності інших наповнювачів) мікросфери мають достатню міцність, значить вага виробу можна зменшити на 50-60%. Це дуже актуально при виготовленні шпаклівок, особливо чорнових.

Виконайте мультимедійні вправи

КРОСВОРД "Наповнювачі. Роль наповнювачів в лакофарбових матеріалах, їх види та застосування"

 

 Тест "Заповнювачі та наповнювачі"

Лікувальні властивості кальциту

Вплив каменю на організм залежить від його кольору:

помаранчевий - надає допомогу при проблемах з травленням;

червоний - полегшує перебіг захворювань, пов'язаних з порушенням функції кишечнику;

жовтий - це камінь, який зменшує біль у нирках;

рожевий - заспокоює, позбавляє від безсоння;

блакитний - знижує тиск, застосовується як болезаспокійливий засіб, полегшує дихання при хворобах легенів, знімає роздратування.

Кальцит в поєднанні з сріблом стає противірусну і протимікробну засобом, тому літотерапевт його рекомендують носити під час епідемій на шиї. Кільце, надіте на мізинець лівої руки полегшує стан при серцево-судинних захворюваннях.

Магічні властивості кальциту

 Одним з найсильніших мінералів є помаранчевий кальцит. Він використовується в медитаціях, які позбавляють від страхів. При цьому людина не стає безрозсудним. Почуття небезпеки і пильність залишаються, а ось нераціональні панічні страхи йдуть. Помаранчевий камінь може стати для людини психотерапевтом, позбавить від депресій і стресу, наведе в душі гармонію, допоможе налагодити відносини з оточуючими. У магічних ритуалах кальцит оранжевого кольору застосовується для очищення енергії.

Коричневі кристали застосовується для підняття бойового духу і додання впевненості в собі. Мінерал допомагає забути минулі невдачі і образи, відроджує в душі оптимізм. Рожевий кальцит відновлює енергетику людини, підвищує мотивацію, допомагає домагатися мети. Також камінь допомагає знайти свою любов. У сімейному житті допоможе подружжю краще розуміти один одного. Невпевнені люди з ним піднімуть свою самооцінку. Блакитний кальцит розслабляє, допомагає зловити своє натхнення і не залежати від думки інших людей.

Кальцит має магічну властивість своїми енергетичними вібраціями розвивати ясновидіння. Люди, що не володіють екстраординарними здібностями, з ним розширять свідомість і зможуть передбачати наслідки своїх дій і бачити погані наміри інших людей.

Талісман з кальцитом слугує тільки одному власнику. Вкрадений камінь перестане працювати і приносити користь. Але його можна подарувати. Колишній власник повинен ознайомити камінь з новим володарем. Бажано сеанс провести кілька разів. Новий власник після передачі амулета повинен змити з каменю пам'ять про минуле господаря під струменем проточної води. Після мінерал треба затиснути в руці і зосередившись, передати йому частину своєї енергії.

 Кальцит сприяє в боротьбі з лінню. Він надає людині бадьорості, надихає на нові справи, змінює світовідчуття. Також він відкриває дар передбачення, що дозволяє знаходити вихід з найскладніших і заплутаних ситуацій, допомагає уникнути неприємностей.

Кальцит володіє доброю енергетикою, тому його може використовувати будь-який знак зодіаку. Виняток - скорпіон, оскільки енергетика цього знака зодіаку обтяжує до темним силам, що протистоїть світлою аурою каменю.

Вироби з кальциту

Його рекомендовано носити бізнесменам, економістам, юристам і лікарям. Дія каменю вбереже їх від помилок, наділить умінням прораховувати дії на кілька кроків вперед, залучить удачу. Брелочки з кальциту в машині вбережуть від аварій.

Ювелірні прикраси з нього майже не зустрічаються, оскільки камінь складний в обробці і зразки ювелірної якості зустрічаються нечасто. Але будь-який виріб можна зробити на замовлення. Це дозволить підібрати дизайн, оправу і огранювання самостійно. Найчастіше у продажу зустрічаються фігурки з кальциту. В цьому випадку можна вибрати не тільки колір каменю, але і образ. Друзи і статуетки з кальциту очистять енергетику житла.

Кальцит камінь примхливий в побуті, тому необхідно з ним поводитися обережно. Правила використання та догляду:

зберігати окремо від інших прикрас, щоб металом і гострими гранями каменів не подряпати поверхню кальциту;

уникати попадання кислот;

не упускати і не вдаряти. Від цього відразу з'являються відколи;

чистити простою водою або м'якою ганчіркою без застосування хімії і абразивів;

не допускати попадання косметики і парфумерії на поверхню каменю.

Краще коштовності з кальцитом постійно не носити, знімати на час збирання, заняття спортом і прийняття ванни. З прикрасами для інтер'єру простіше. Досить з них стирати пил м'якою вологою ганчірочкою і уникати падінь. Кальцит поширений і цілком звичайний камінь з надзвичайними здібностями. Він полегшить перебіг хвороб, захистить від вірусних захворювань, відновить енергію, позбавить від ліні. Талісманом не обов'язково має стати дороге дизайнерське прикраса. Це може бути камінь, знайдений під час подорожі, статуетка у вигляді улюбленої тварини або мармуровий куля незвичайного забарвлення. Основне правило при виборі талісмана - він повинен подобатися. Інтуїція сама підкаже що вибрати. А сила каменю буде залежати від віри в його сили.

Використані джерела.

Джерело: https://yakukremont.ru/rizne/4110-napovnjuvachi-lkm-lakofarbovih-materialiv.html