Пігменти – це кольорові тонкомолоті мінеральні або органічні речовини, нерозчинні або малорозчинні у воді й органічних розчинниках, а утворюють з ними тільки механічну суміш (суспензію), не піддану розшаруванню. У практиці готування кольорових розчинів бувають випадки, коли застосування одного пігменту не дозволяє одержати розчин потрібного кольору або відтінку. У цих випадках виготовляють суміші з декількох пігментів.
Червоний, синій і жовтий пігменти у кольорознавстві називають основними, тому що, змішуючи їх між собою в різних пропорціях, можна одержати пігменти всіх інших кольорів, що мають назву змішані. Наприклад, зелений колір досягається при суміші синього й жовтого пігментів, фіолетовий – червоного й синього, жовтогарячий – червоного й жовтого й т.д.
Однак не при всякому змішуванні пігментів можна одержати в результаті необхідний новий колір. Деякі пігменти, змішані в певній пропорції, дають брудно-сірий колір. Taкі пігменти називають додатковими. Користується цією властивістю пігментів для приглушення (зм’якшення) яскравих тонів. Якщо, наприклад, до яскраво-червоного пігменту додати невелику кількість блакитнувато-зеленого, то вийде червоно-жовтий колір приглушеного відтінку.
Обов’язкова умова при змішуванні пігментів – їхня хімічна стійкість по відношенню одного до іншого.
Тонкість помолу. Для одержання рівної по кольору поверхні пігменти повинні бути здрібнені в тонкий порошок з розміром часток 0,01…0,035 мм. Це потрібно ще й тому, що здрібнювання сприяє виникненню сил поверхневого натягу на контакті пігменту з рідкою в’язкою речовиною, від яких залежить міцність зчеплення часток фарби зі сполучними матеріалами.
Світлостійкість – здатність пігментів зберігати свій колір (не вигорати й не темніти під дією сонячного або штучного світла). Для перевірки світлостійкості на скляну пластинку наносять смугу фарби, що одержують, розводячи пігмент у маслі. Закривши 5/6 цієї смуги папером, виставляють пластинку на сонячне світло й потім щодня відкривають по 1/5 частині кольорової смуги, забираючи відповідну частину паперу. У результаті одержують ряд смуг, по-різному опромінених, по кольору яких і судять про світлостійкість пігменту. У лабораторії опромінення проводять світлом електродугової лампи.
Фарбуюча здатність – здатність пігменту передавати свій колірний тон у суміші з білим пігментом. Чим більше фарбуюча здатність пігменту, тим менше необхідно його для одержання фарбування потрібного тону.
Для визначення барвної здатності пігменту беруть 10 г пігменту й змішують його з такою же кількістю крейди. Виходить склад 1:1, яким роблять пробне фарбування на щільному білому папері. Потім до 10 г суміші додають 10 г крейди, одержуючи розбіл 1:3. Цим складом роблять наступне пробне фарбування. Так само готують розбіли 1:7; 1:15; 1:31 і т.д., щораз роблячи нове пробне фарбування порівнюючи його з попереднім. Випробування припиняють, коли колір пігменту перестає відчуватися.
Пігменти з малою барвною здатністю (наприклад, вохра) стають малопомітними вже при розбілах 1:15. Пігменти із сильною барвною здатністю (наприклад, лазур) зберігають свій відтінок при розбілах до 1:2017. Для кольорових розчинів варто вибирати пігменти із сильною барвною здатністю, тому що в цих розчинах завжди є роздільники у вигляді вапна, кам’яної пудри й інших речовин.
Укриваність пігменту характеризується кількістю пігментів, необхідним для повного зафарбовування раніше нанесеного на скло шару контрастних фарб (наприклад, чорних або червоних смуг на білому фоні). Криюча здатність визначається витратою пігменту в грамах на 1 м2 поверхні. Укриваність не слід змішувати з барвною здатністю. Наприклад, вохра володіє високою укриваністю (65…90 г/м2) при малій фарбуючій здатності, лазур – навпаки. У кольорових розчинах рекомендується застосовувати пігменти з гарної укриваністю.
Лугостійкість. Пігменти для кольорових штукатурних розчинів і мозаїчних сумішей повинні володіти високої лугостійкістю, тобто здатністю протистояти дії лугів, оскільки у розчинах може вміщуватися вапно або деякі цементи, що мають лужну реакцію. Стійкість пігменту при змішуванні з вапном перевіряють у такий спосіб.
У двох склянках готують два розбілених фарбувальних склади. Один склад розбілюють крейдою, а інший – вапном так, щоб колір рідин в обох склянках був однаковим. Якщо через 3…4 доби рідини залишаться однаковими по кольору, можна вважати пігмент придатним для кольорових розчинів.
Кислотостійкість. Пігменти для ксилолітових сумішей повинні володіти кислотостійкістю, особливо до соляної кислоти, а також до речовин, що входять до складу ксилоліту. У пігментах не повинно бути домішок, здатних реагувати зі складовими ксилоліту. Шкідливими домішками є вапно, гіпсові в’язкі, різні сірчисті окисли, анілін і деякі інші. Такі підвищені вимоги до пігментів для ксилолітових сумішей не дозволяють використати їх без попередньої лабораторної перевірки.
Характеристики основних пігментів
Білі пігменти (розбілювичі). Вапно, застосовуване в кольорових розчинах, служить не тільки розбілювачем, але й підвищує пластичність розчину, сповільнює схоплювання цементів і гіпсу. У кольорові вапняно-пісчаних розчинах вапно – основний в’яжучий матеріал. У них застосовують вапно 1-го сорту.
Природна крейда – осадова гірська порода білого кольору. По хімічному складу крейда – в основному вуглекислий кальцій Сасо3. На будівництво крейда надходить у вигляді шматків або порошку. Для мозаїчних сумішей вапно й крейду не застосовують.
Мармурове й вапнякове борошно – це тонкий порошок, що проходить через сито № 02. У мармурового й вапняного борошна низька укриваність.
Чорні пігменти. Найпоширеніші чорні пігменти: двоокис марганцю, графіт, сажа, палена кістка; для ксилолітових сумішей найчастіше застосовують сажу.
Двоокис марганцю (піролюзит), іноді називають марганцева чорна (ДЕРЖСТАНДАРТ 4470-79), являє собою природну марганцеву руду. Цей пігмент володіє слабкою кислотостійкістю й невисокою фарбуючою здатністю. Укриваність його дорівнює 40 г/м2. Двоокис марганцю в сухому виді додають не більше 10…12% до маси в’язкого матеріалу.
Графіт – природний мінерал сірувато-чорного кольору з металевим блиском. Він складається в основному з аморфного вуглецю. Відрізняється високої луго- і кислотостійкістю, а також гарною світлостійкістю. Фарбуюча здатність – середня, укриваність – 30 г/м2. Графіт звичайно додають 4…5% від маси в’язкого матеріалу. Добавка графіту в розчини дає темно-сірий колір.
Палена кістка (чернь) – продукт випалу знежирених костей без доступу повітря. Пігмент із високою луго- і кислотостійкістю, а також світлостійкістю. Має дуже гарну барвну здатність. Додають його 3…4% до маси в’язкого матеріалу.
Сажа – це дрібні вугільні частки з більшим вмістом вуглецю, продукт неповного згоряння різних речовин. Деревна сажа, одержувана при спалюванні смолистих сортів деревини, найбільш дешева. Крім деревної, застосовують лампову сажу (лампову кіптяву), що одержують, спалюючи парафінові масла в спеціальних лампах. Це високоякісний чорний пігмент.
Застосовують його не тільки в будівельних розчинах, але й для інших цілей, наприклад для готування гаси. Всі види сажі світлостійкі й лугостійкі.
Жовті пігменти. З жовтих пігментів для декоративних розчинів найбільше широко застосовують вохру суху й трохи рідше сієну натуральну. Обидва пігменти складаються з гідрату окису заліза й глини. Розрізняються вони між собою тільки по вмісту глини: у сієні її менше, в вохрі – більше.
Залежно від призначення й показників фізико-хімічних властивостей суху вохру випускають від жовтого до ясно-коричневого кольору для виготовлення кольорової штукатурки, клейових і силікатних фарб.
При нагріванні до температури 150-250 °С вохра змінює свій колір, стаючи жовтувато-червоної; при підвищенні температури до 600…700°С вона здобуває червоний колір. Таку вохру називають паленою. У сієни при прожарюванні сірувато-жовтий колір переходить у червонясто-коричневий; така сієна називається паленої. У розчини вводять 10…12 % вохри й сієни від маси в’язкого матеріалу.
Для високоякісної обробки будинку в кольорові штукатурки іноді вводять жовтий яскравий і стійкий пігмент – ганзу жовту (анілінова фарба). Ці пігменти застосовують і для ксилолітових сумішей.
Червоні пігменти. Найбільш дешеві, розповсюджені червоні пігменти – мумія природна й штучний залізний сурик. Обидва пігменти застосовують і для ксилолітових сумішей.
Природна суха мумія складається із глини, пофарбованої окислами заліза в цегляно-червоний колір. Одержують вона-прожарюванням і здрібнюванням руд, що містять 20…70% окису заліза Fe2O3. Мумія володіє слабкою кислотостійкістю. У розчин звичайно додають 10…12 % мумії від маси в’язкого матеріалу.
Залізний сурик – природний неорганічний пігмент червоно-коричневого кольору, що складає з окису заліза з домішкою глинистих мінералів і кварцу.
Сурик-редоксайд (ТУ МХП 55-45) дає фарбування темно-червоного кольору. Різновид сурику – капутомортуум, : який являє собою здрібнені піритні огарки – відходи сіркокислотного виробництва. Він дає стійке й інтенсивне фарбування червоного кольору з фіолетово-коричневим відтінком. У розчини рекомендується додавати штучного сурику не більше 4…6% від маси в’язкого матеріалу.
Червоний крон складається з хромистих з’єднань цинку із солями сірчаної кислоти. Одержують його, обробляючи жовтий крон лугами при нагріванні. Застосовують рідше, ніж сурик.
Сині пігменти. Для штукатурних, мозаїчних розчинів використовують ультрамарин синій сухий, що представляє собою алюмосилікат натрію, що містить сірку. Одержують його випалом шихти, що складає із суміші каоліну, соди, сірки й вугілля.
В ультрамарині не допускаються домішки органічних барвників, лазурі і сажі. Для виявлення органічних домішок беруть щіпку ультрамарину й збовтують порошок у столовій ложці чистого спирту. Після цього дають суміші відстоятися. Якщо спирт офарблюється, виходить, в ультрамарині є органічні барвники.
Лазур виявляють, нагріваючи на слабкому вогні невелику кількість ультрамарину з кальцинованою содою (на одну частину ультрамарину дві частини соди). Під час нагрівання суміші до паровиділення підносять лакмусовий папірець. Якщо папірець посиніє – значить в ультрамарині є лазур.
Саджу можна виявити, нагріваючи ультрамарин у слабкому розчині соляної кислоти. Якщо в масі розклавшогося ультрамарину з’являються чорні пластівці, то в пігменті є домішки сажі.
Ультрамарин – пігмент із низкою кислотостійкістю. Будівельним розчинам добавка ультрамарину дає колір, близький блакитному. У розчини його додають 6…8% від маси в’язкого матеріалу.
При застосуванні ультрамарину в декоративних розчинах треба мати на увазі, що він здатний вступати в хімічну взаємодію з вапном. У результаті цієї реакції підвищується міцність штукатурного шару, але одночасно відбувається посвітління первісного кольору. Тому в тих випадках, коли потрібно певний кольоровий тон штукатурки, пробні карти витримують протягом 28 діб або застосовують прискорені методи твердіння при підвищеній температурі.
Кобальт синій дуже стійкий пігмент чистого кольорового тону. Застосовують його в ксилолітових сумішах, рідше в декоративних розчинах. Кобальт не повинен мати домішок. Для перевірки невелику кількість порошку заливають 10%-ным розчином соляної кислоти. Якщо домішок немає, розчиниться весь порошок, причому розчин отримає рожевий колір. Якщо утвориться білий осад, то він вказує на наявність домішки шпату.
Коричневі пігменти. У якості коричневих пігментів в кольорові розчини вводять сієну палену й умбру. Ці пігменти після лабораторної перевірки можна застосовувати й у ксилолітових сумішах.
Умбра коричнева (ОСТ НКТП 7818-75) – стійка земляна фарба типу вохри, складається із глини, пофарбованої окисами заліза Fe2O3 і марганцю Мn2О3. Розрізняють сиру, світлу й палену умбру, коричневого кольору. Сира умбра надає розчинам ясно-коричневий колір із зеленуватим відтінком, а палена – темно-коричневий із краснуватим відтінком. Останню одержують прожарюванням сирої умбри. Укриваність умбри близько 40 г/м2. Рекомендується додавати її в кольорові розчини 10…12 % до маси в’язкого матеріалу.
Зелені пігменти. Окис хрому (ДЕРЖСТАНДАРТ 2912-79) – основний зелений пігмент для кольорових розчинів. У ксилолітових сумішах її застосовувати не можна через наявність сірки. Для будівництва промисловість випускає окис хрому марки пігментна двох сортів: ОХП-1 й ОХП-2.
У кольорових розчинах використають як пігменти частіше 2-й і рідше 1-й сорту окису хрому. Укриваність окису хрому дорівнює 13…14 г/м2. У розчин рекомендується додавати не більше 5…6% цього пігменту від маси в’язкого матеріалу.
Не слід використовувати як зелений пігмент різні зелені, які одержують, додаючи лазур, що не володіє лугостійкістю. Без лабораторної перевірки застосовувати пігменти не можна. Ясно-зелений колір теразитової суміші можна одержати, використовуючи борошно з ахлкалаксного туфу.
Суміші пігментів. Іноді для одержання потрібного відтінку кольору доводиться змішувати два й більше пігменти. У цьому випадку пігменти ретельно перемішують і пропускають через фарботерку.
Нижче приводяться деякі рекомендації зі сполучення різних пігментів для одержання потрібного кольору теразитової або мозаїчної сумішей (у частинах по масі):
світло-палевий колір – 2 частини золотавої вохри й 1 частина мумії;
палевий колір – тією же сумішшю, але зі збільшенням кількості пігменту в суміші або 3 частини світлої вохри й 1 частина мумії;
теракотовий колір – 2 частини сурику залізного й 1 частина вохри золотавої або 4 частини мумії криворізької й 1 частина вохри золотавої;
коричневий колір – 10 частин паленої кістки, 4 частини сурику залізного й 1 частина окису хрому;
ясно-сірий колір – 4 частини паленої кістки й 1 частина вохри.
Для того щоб підвищити, інтенсивність кольору, можна використати у вигляді добавки до основних пігментів у кількості не більше 0,1 % до маси в’язкого такі лугостійкі органічні пігменти: червоний (ДЕРЖСТАНДАРТ 8567-73), жовтий : світломіцний (ДЕРЖСТАНДАРТ 5691-77) і жовтогарячий.