Альтернатива свинцевим кронам
Свинцеві крона – хромати свинцю PbCrO4 лимонного, жовтого, оранжевого чи червоного кольору. Жовті свинцеві крони за хімічним складом є чистим хроматом свинцю PbCrO4 або ізоморфною сумішшю хромату та сульфату свинцю PbCrO4-n PbSO4. Колір залежить від вмісту сульфату в цій суміші – чим він вищий, тим світліший пігмент.
Основні переваги кронів: відносно не висока вартість та висока здатність що вкриває.
Основні недоліки свинцевих кронів: високая токсічність, низька чистота коліру та хімічна нестабільність.
Поясним на прикладах:
– при дії лугів свинцеві крона червоніють, утворюючи основні хромати свинцю, що унеможливлює їх застосування в бетоні, штукатурці, тротуарних плитках;
– при дії сірководню крона темніють, утворюючи сульфід свинцю, що виключає можливість спільного використання з матеріалами, що містять сірку;
– у покриттях на основі масляних та алкідних ЛКМ крона з часом змінюють свій тон: вони зеленіють (Cr6+ → Cr3+) і темніють наслідок утворення перекисних сполук свинцю.
Свинцеві крони — токсичні продукти (1 клас небезпеки). Сполуки свинцю, що містяться в кронах, при попаданні в організм викликають порушення діяльності центральної нервової системи, зміни в крові. Свинець здатний накопичуватися в організмі як нерозчинних сполук і виводиться десятиліттями.
Замість свинцевих кронів ми пропонуємо органічні пігменти. В результаті серії випробувань, за сукупністю колористичних, експлуатаційних характеристик та економічної доцільності найбільш підходящою альтернативою свинцевим кронам при виробництві алкідних ЛКМ обраний пігмент жовтий 2 класу азопігментів. Застосовується в лакофарбовій та поліграфічній промисловості, для виробництва водних пігментних паст.
Для початку було проведено порівняльну оцінку пігментів. Як зразок використовувався жовтий свинцевий крон китайського виробництва, що не містить домішок кальцитів та інших наповнювачів (вміст сполук хрому більше 28%). Колористичне порівняння проводилося відповідно до ГОСТ 11279.1-83 у покритті на основі натуральної оліфи при масовому вмісті пігменту та цинкових білил 1:20.
Як видно з таблиці, пігмент жовтий 2 перевершує крон жовтий середній по відносній фарбуючій здатності більш ніж 2 рази. У порівнянні з неорганічними пігментами, пігмент жовтий 2, як і більшість органічних пігментів, є «м'якшим», тобто потребує менших витрат на диспергування. Яскравий, чистий тон дозволяє створювати широку гаму кольорів (у тому числі міжнародного каталогу RAL), яку неможливо отримати, використовуючи крона.
Для подальшого порівняльного аналізу жовтого крона і пігменту жовтого 2 на їх основі в лабораторних умовах були виготовлені модельні емалі за своїм складом наближені до емалі ПФ-115. В емалі №1 в якості кольорового пігменту використовувався крон жовтий середній (зміст 7%), а в емалі №2 – пігмент жовтий 2 (зміст 2,8%). Більш детальна рецептура представлена в таблиці:
У наступній таблиці представлений порівняльний аналіз колористичних характеристик двох отриманих емалей:
Дані таблиць наочно ілюструють, що при значно меншій витраті пігменту жовтого 2 можна виробляти емалі більш яскравого, чистого і насиченого кольору без вміста сполук свинцю і шестивалентного хрому. Низька витрата «м'якого» органічного пігменту компенсує різницю у ціні порівняно з кроном, а також призводить до зниження витрат на диспергування. Загальний економічний ефект оцінюється нами на рівні 8-10%.
Однією з основних завдань проведених досліджень був пошук пігменту, найбільш близького за колористичними властивостями до кронів, представлених на ринку. При підборі конкретного відтінку кольору емалі можливе використання інших марок жовтих органічних пігментів в різних поєднаннях.
ТОВ «Пігмент-Дніпро» гарантує стабільність колористичних властивостей продукції, оскільки пігменти випускаються відповідно до міжнародних стандартів, де оцінка колористичних властивостей проводиться сучасними інструментальними методами. Висока збіжність у колористичних оцінках дозволяє застосовувати органічні пігменти для виробництва пігментних паст.