Основные харктеристики (на что влияют).

Пигменты являются одной из составных частей красок и эмалей. От типа пигмента зависят цвет лакокрасочного покрытия, его укрывистость, а также устойчивость к действию атмосферных факторов, химических реагентов и высоких температур.

Почему TiO2?
TiO2 – уникальный материал, т.к. он совмещает высокий индекс преломления с большой степенью прозрачности в видимом спектре света. Это сочетание позволяет добиться непрозрачности, яркости белого цвета и оттенков при минимальной толщине пленки.
Чтобы понять, почему TiO2, а точнее рутильный TiO2, предлагает такие огромные преимущества укрывистости, нужно просто сравнить индексы рефракции рутильной и анатазной марки с другими белыми пигментами и носителями краски . Чем больше разница между индексом рефракции пигмента и соответственно среды, с которой он растворен, тем больше рефрактивное рассеивание света.
Дисперсность пигмента характеризуется размерами его частиц, которые не должны превышать толщину пленки красочного покрытия, иначе поверхность будет неровной, шероховатой. Наилучшая укрывистость достигается при использовании частиц пигмента 0,2-0,5 мкм. Для определения дисперсности пигментов используют методы ситового, микроскопического и седиментометрического анализов.
Размер частиц TiO2
Как уже было сказано, для наиболее эффективного рассеивания света диаметр частицы TiO2 должен быть немногим менее, чем половина длины волны света, подлежащего рассеиванию. Так как человеческий глаз наиболее чувствителен к желто-зеленым лучам (длина волны около 0,55 мкм), теорически оптимальный размер диаметра частиц TiO2 для ЛКМ находится в диапазоне 0,2-0,3 мкм. Изучение под микроскопом подтвердило этот диапазон для первоначального размера частиц. Однако разные способы измерения могут дать разные результаты.
Рассеивающая способность
Графики , составленные на основе теоретических положений, показывают зависимость рассеиващей способности от диаметра частиц TiO2 для различных длин волн. При размере частиц 0,2 мкм сумма рассеянного света для всех длин волн максимальна. При увеличении размера частицы от 0,25 до 0,3 мкм рассеивание голубого света быстро понижается. Но рассеивание зеленого и красного практически не меняется. Тем не менее, при диаметре 0,15 мкм наблюдается максимальное рассеивание синего, в то время как рассеивание красного и зеленого значительно ниже.
Цвет, размер частиц и ОКП
Цвет и оттенок часто путают. В результате неблагоприятных эффектов, приведенных в таблице 2, краска на основе диоксида титана голубого оттенка может иметь желтый цвет. Пигменты голубого и желтого оттенков будут иметь равный цвет и яркость при нахождении в чисто белой краске со 100%-ной укрывистостью.
Возможно, большинство проблем, связанных с подбором цвета, происходят из-за неправильного размера частиц TiO2 и/или в результате непонимания процесса изменения оттенка, которое происходит вследствие неправильной концентрации диоксида титана.
Реже эти проблемы возникают в результате неправильного сочетания цветных пигментов.

Маслоемкость - это способность частиц пигмента удерживать на своей поверхности определенное количество масла. Выражается она в граммах на 100 грамм пигмента и колеблется обычно от 40 до 100. Посколку стоимость связующего масла (олифы) обычно выше, чем пигмента, более экономичны пигменты с малой маслоемкостью. Кроме того, чем меньше связующего требуется для получения краски малярной консистенции, тем более долговечным будет покрытие .
Для определения маслоемкости к пигменту добавляют по каплям масло, перемешивая при этом смесь стеклянной палочкой до тех пор, пока вся масса не превратится в комок.
Укрывистостью называют способность краски (или пигмента, затертого на олифе) при равномерном нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней. Укрывистость выражается в граммах краски (пигмента), необходимой для того, чтобы сделать невидимым цвет закрашиваемой поверхности площадью 1 квадратный метр. Укрывистость пигментов считают хорошей, если она составляет 20-60 гр./кв.метр. Укрывистость в основном зависит от формы и размера частиц, цвета пигмента.
Кроме того, важное значение имеют такие свойства пигмента, как плотность, интенсивность цвета, красящая способность, зауключающаяся в способности пигмента передавать свой цветовой тон смеси с белым пигментом; светоустойчивость; безвредность для здоровья работающих; щелочестойкость; коррозийная стойкость и т.д.
Укрывистость и разбеливающая способность
Укрывистость и разбеливающая способность - два оптических свойства, которые используются для описания светорассеивающей эффективности белого пигмента. Эти факторы нужно учитывать при выборе марки TiO2. Укрывистость краски измеряется способностью полностью закрасить контрастный фон и является результатом взаимодействия между лучом света и пигментом в слое краски. Белые пигменты обеспечивают укрывистость путем рассеивания световой волны любой длины видимого спектра. А цветные пигменты обеспечивают укрывистость путем абсорбирования волны определенной длины.
Разбеливающая способность – это способность добавить белизну и яркость к цветной краске. Тест на разбеливающую способность описывает отношение рассеивания света диоксидом титана к способности абсорбции света цветным пигментом.
Цвет - свойство тел вызывать определённое зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом и интенсивностью отражаемого или испускаемого ими видимого излучения. Основные качества цвета - цветовой тон, насыщенность и светлота. Цвет лакокрасочных материалов зависит в основном от цвета пигментов, наполнителей и связующих. Цвет определяет визуальным и инструментальным методами .
Цвет
Сухой диоксид титана характеризуется яркостью, белизной и его отражающая способность близка к отражающей способности идеального диффузора. «Цвет» тщательно контролируется в процессе производства диоксида титана через удаление вкраплений металлических оксидов. Эти свето поглащающие вкрапления забирют на себя часть яркости и белизны пигмента и могут повлиять на качество белой краски и краски близкой к белой. Наличие диоксида титана в белой краске определяет цвет краски за счет рассеивания света и обеспечивает яркость, белизну и укрывистость. Тем не менее, существует много причин, которые могут привести к нежелательным оттенкам белой краски. Некоторые из них были приведены в таблице 2. Как было сказано ранее, внешний вид неабсорбирующей белой краски при полной укрывистости не зависит от размера частиц и оттенка диоксида титана.
Цвет диоксида титана и белой (и почти белой) краски часто описывается характеристиками по шкале координат CIE l* a*b* (под углом 10о и с источником света D65), где L* - оценка яркости, а* - степень красного и зеленого, а b* - степень желтого и голубого. Величина отклонения L* и b* от стандартного образца используется для описания цвета исследуемого образца. Другие часто используемые способы описания цвета сухого диоксида титина и яркости белой краски приведены ниже:
Блеск - способность поверхности направленно отражать световой поток. Блеск лакокрасочных покрытий устанавливают фотоэлектрическим методом. Сущность метода заключается в измерении величины фототока, возбуждаемого в фотоприёмнике под действием пучка света, отражённого от поверхности испытываемого покрытия.
Глянец
По сравнению со всеми остальными свойствами краски определение «глянца» представляет наибольшую трудность. Существует ряд критериев, которые необходимо учитывать при определении глянца:
- зеркальное отражение
- четкость изображения (глаза сфокусированы на виртуальном образе, находящемся за плоскостью)
- контраст между ярким и темным изображениями
- дымка.
Эффект отражения - наиболее часто используемый аналитический подход для определения глянца поверхности. Количество света, отраженного от поверхности, измеряется под углом равным углу падения сфокусированного луча. Наиболее часто оценка производится под углами 20, 60 и 85 о , откладываемых от перпендикуляра. Мы говорим о 20о для высоко глянцевых поверхностей, 60о - для глянцевых и полуглянцевых поверхностей и обычно оставляем 85о для матовых красок.
Некоторые факторы, влияющие на глянец

Производство
- Дисперсность при помоле
- Тип мельницы
- Сырье
- Соотношение пигмента и связующего

Хранение
- Существенное намокание пигмента

Глянец краски преимущественно определяется объемной концентрацией пигмента, типом пигмента и связующим. Для определенных формулировок выбор диоксида титана очень важен, т.к. большие частицы оказывают отрицательное воздействие на глянец. Таким образом, частицы с диаметром больше определенного (зависит от системы краски) свидетельствут о ухудшении глянца. Важен правильный выбор диоксида титана, оптимальная формула и максимальная диспергация. Условия производства, хранения, области применения, способ сушки, правильное нанесение краски также влияют на глянец.
Светостойкость -свойство материала сохранять свой цвет под действием световых лучей. В процессе эксплуатации лакокрасочные материалы изменяют свой цвет под действием ультрафиолетовых лучей естественного света и источников искусственного освещения, излучающих ультрафиолетовые лучи. Лакокрасочные материалы заводского изготовления - готовые лакокрасочные материалы, а также пигменты, связующие и другие материалы, составляющие окрасочную плёнку, должны быть светостойкими. Это особенно важно для наружных лакокрасочных покрытий фасадов и кровель зданий, открытых металлических конструкций.

Атмосферостойкость - свойство лакокрасочного покрытия сопротивляться разрушающему действию солнечных лучей, дождя, мороза, снега, ветра, и других атмосферных факторов (например, газов и пыли, загрязняющих нижние слои атмосферы).
Для определения атмосферостойкости образцы с лакокрасочным покрытием выдерживают в атмосферных условиях с последующей количественной оценкой стойкости покрытия по изменению декоративных и защитных свойств. Испытания проводят на атмосферных площадках, расположенных на открытом воздухе на крыше здания или на земле.

Атмосферостойкость
Атмосферостойкость – термин, применяемый к некоторым изменениям во внешнем виде и в функциональных свойствах краски под воздействием внешней среды. Она объединяет все параметры наружных свойств, таких как деградация цвета, деградация глянца, меление, адгезия (пузырение, образование хлопьев, шелушение) и целостность покрытия (т.е. растрескивание, эрозия, коррозия). Эти свойства краски обычно зависят от рецептуры (связующего, наполнителя, концентрации пигмента и т.д., которые обычно не зависят от марки используемого диоксида титана). Тем не менее, выбор марки TiO2 оказывает влияние на такие параметры, как меление, деградация цвета (цветные краски) и глянец и сопротивление к обесцвечиванию в результате сырости и загрязнения.
Атмосферостойкость краски с пигментом хорошо проверять экспериментальным путем, подвергая образцы краски различным погодным условиям. Часто образцы подвергаются климатическому воздействию в таких местах, как Флорида, Аризона и Австралия, чтобы оценить их поведение в экстремальных условиях. Внешний вид и свойства покрытия контролируются в течение гарантийного срока покрытия. В лакокрасочной промышленности часто применяется оборудование, искуственно создающее экстремальные условия окружающей среды с целью предварительной оценки качества покрытия.