Альтернатива свинцовым кронам

Свинцовые крона – хроматы свинца PbCrO₄ лимонного, жёлтого, оранжевого или красного цвета. Жёлтые свинцовые крона по химическому составу являются чистым хроматом свинца PbCrO₄ или изоморфной смесью хромата и сульфата свинца PbCrO₄-n PbSO₄. Цвет зависит от содержания сульфата в этой смеси – чем его больше, тем светлее пигмент.

Основные достоинства кронов: относительно невысокая стоимость и высокая укрывающая способность.
Основные недостатки: высокая токсичность, низкая чистота цвета и химическая нестабильность.

Поясним на примерах:
– при действии щелочей свинцовые крона краснеют, образуя основные хроматы свинца, что исключает их применение в бетоне, штукатурке, тротуарных плитках;
– при действии сероводорода крона темнеют, образуя сульфид свинца, что исключает совместное использование с материалами, содержащими серу;
– в покрытиях на основе масляных и алкидных ЛКМ крона со временем изменяют тон: зеленеют (Cr⁶⁺ → Cr³⁺) и темнеют вследствие образования перекисных соединений свинца.

Свинцовые крона — токсичные продукты (1 класс опасности). Соединения свинца, содержащиеся в кронах, при попадании в организм нарушают работу центральной нервной системы и изменяют состав крови. Свинец способен накапливаться в организме в виде нерастворимых соединений и выводится десятилетиями.

Взамен свинцовых кронов мы предлагаем органические пигменты. По результатам серии испытаний, с учётом колористических, эксплуатационных и экономических характеристик, наиболее подходящей альтернативой свинцовым кронам в алкидных ЛКМ признан пигмент жёлтый 2 класса азопигментов. Он применяется в лакокрасочной и полиграфической промышленности, а также в производстве водных пигментных паст.

Для начала была проведена сравнительная оценка пигментов. В качестве эталона использовался жёлтый свинцовый крон китайского производства без примесей кальцитов и других наполнителей (содержание соединений хрома — более 28%). Колористическое сравнение проводилось по ГОСТ 11279.1–83 в покрытии на основе натуральной олифы при массовом содержании пигмента и цинковых белил 1:20.

Как видно из таблицы, пигмент жёлтый 2 превосходит крон жёлтый средний по относительной красящей способности более чем в 2 раза. В сравнении с неорганическими пигментами он, как и большинство органических, является более «мягким» — требует меньших затрат на диспергирование. Яркий, чистый тон позволяет создавать широкую палитру цветов (включая каталог RAL), что невозможно с использованием кронов.

Для дальнейшего анализа были изготовлены модельные эмали, приближённые по составу к эмали ПФ-115. В эмали №1 использован крон жёлтый средний (7%), в эмали №2 — пигмент жёлтый 2 (2,8%). Подробная рецептура представлена в таблице:

Следующая таблица показывает сравнительный анализ колористических характеристик этих эмалей:

Как видно, при меньшем расходе пигмента жёлтый 2 удаётся получить эмали с более ярким, чистым и насыщенным цветом, не содержащие свинца и шестивалентного хрома. Низкий расход компенсирует разницу в цене, а также снижает затраты на диспергирование. Экономический эффект оценивается на уровне 8–10%.

Одной из целей исследования был поиск органического пигмента, максимально близкого по колористике к имеющимся на рынке кронам. При подборе конкретного оттенка могут использоваться и другие марки жёлтых органических пигментов, например, жёлтый светопрочный, жёлтый 3 и их комбинации.

ООО «Пигмент-Днепр» гарантирует стабильность колористических свойств, так как пигменты производятся по международным стандартам с использованием современных инструментальных методов оценки. Высокая сходимость в колористике позволяет применять их в производстве колеровочных паст.