Смачиваемость пигментов. 
Физико-химические свойства пигментов

Смачивание является первой стадией взаимодействия пигментов с растворами и расплавами пленкообразователей при производстве лакокрасочных материалов. Смачиваемость пигментов определяется как энергетическими параметрами систем, так и кинетическими, зависящими от размеров и формы пигментных частиц, плотности их упаковки структуры пор, а также вязкости смачивающей жидкости.

Различие между поверхностными явлениями смачивания и адгезии заключается в том, что смачивание происходит при наличии сопряженных фаз газовой, жидкой и твердой, а адгезия имеет место между двумя фазами жидкой и твердой после удаления газа, т. е. после смачивания.

МАСЛОЕМКОСТЬ И ОБЪЕМ СМАЧИВАНИЯ

Маслоемкость и объем смачивания это не физические константы, а технические показатели, характеризующие плотность упаковки смоченных порошков для каждой конкретной системы пигмент жидкость.

Маслоемкостью I рода называют количество льняного масла (в г), необходимое для получения из 100 г пигмента нерассыпающегося комочка пасты; маслоемкостью II рода количество льняного масла (в г), необходимое для получения из 100 г пигмента текучей пасты.

Маслоемкость I рода определяют, добавляя к навеске высушенного пигмента льняное масло при перемешивании без приложения больших усилий до образования одного комочка. Маслоемкость I рода можно рассчитать полагая, что масло расходуется 1) на образование адсорбционного слоя на поверхности частиц и 2) на заполнение пустот между отдельными частицами или их агрегатами, что зависит от плотности упаковки пигментных частиц и способности жидкости проникать между ними. Расход масла на образование адсорбционного слоя пропорционален удельной поверхности пигмента S_уд и толщине адсорбционного слоя (= 2,5 4 нм). Известно, что при наиболее плотной гексагональной упаковке шаров одинакового размера их объем составляет 0,74 объема сосуда. Если принять объем частиц пигмента равным 0,7 объема сосуда, объем, занимаемый маслом между частицами пигмента, составит:

Тогда маслоемкость I рода равна:

(3.7).

где _м и _п плотность масла и пигмента.

Для легкодезагрегируемых пигментов, таких, как диоксид титана, цинковые и свинцовые белила, крона, маслоемкость I рода составляет 15 24 г на 100 г и практические данные хорошо совпадают с расчетными. Для прочноагрегированных высокодисперсных пигментов, таких, как технический углерод, железная лазурь маслоемкость I рода составляет 50 200 г на 100 г и более. В этом случае в расчетной формуле упаковочный коэффициент 43 следует увеличивать в 4 16 раз. Аналогично маслоемкости определяют лакоемкость или водоемкость.

Плотность упаковки пигментных частиц может характеризовать объем пор, определяемый по объему смачивания 1 г пигмента. Объем смачивания V_см равен числу миллилитров жидкости, всасываемой 1 г в приборе, где измеряется расход жидкости. Присутствие ПАВ в жидкости резко снижает объем смачивания: Так, присутствие алкидных олигомеров в толуоле снижает объем смачивания цинковых белил толуолом в 2,6 раза, так как происходит разрушение рыхлых агломератов, и иглообразные частицы ZnO укладываются более плотно параллельно друг другу. Объем смачивания позволяет оценивать смачиваемость данного пигмента разными жидкостями с добавками ПАВ. Для легкодезагрегируемых пигментов V_см = 2 3 мл/г.

Объем смачивания высокодисперсных органических пигментов пользуют для определения так называемой текстуры пигментов Т.

(4.7).

Этот показатель характеризует прочность агрегатов, их способность под влиянием смачивания к дезагрегации. Значение Т для органических пигментов изменяется от 2 до 14. Чем больше Т, тем легче диспергируется пигмент; такие пигменты называют «мягкими» в отличие от «жестких» труднодиспергируемых с низким значением Т.

Текстуру пигментов, хотя и недостаточно точно, можно определив по маслоемкости:

(5.7).