Органические пигменты - синтетические красящие вещества различного химического строения. Органические пигменты, в отличие от неорганических, не обладают защитными свойствами, они являются чисто декоративными пигментами.

Яркие, чистые, насыщенные цвета органических пигментов, создают широкую гамму расцветок, которую не удаётся воспроизвести, используя неорганические пигменты.

Основные свойства пигментов, т. е. цвет и красящая способность, находятся в прямой зависимости от состава и строения кристаллической решётки.
Благодаря своему химическому составу синтетические красящие вещества дают возможность получать бесконечное множество цветовых оттенков.

Пигменты характеризуются

- высокой дисперсностью (на порядок выше, чем у неорганических
пигментов),
- высокой красящей способностью
- высокой маслоёмкостью
- меньшей кроющей способностью вплоть до эффекта
полупрозрачности
- низкой стабильностью к действию различных факторов (температура,
стойкость к органическим растворителям и т.д.)

Все органические пигменты, почти без исключения, получают из циклических соединений ароматического или гетероциклического ряда, т.е. из бензола и его гомологов – нафталина, антрацена, хинолина, акридина и др.

Все органические пигменты согласно технической классификации разделяют на две группы: - органические пигменты – это окрашенные органические соединения, нерастворимые в воде, растворителях, плёнкообразователях, пластификаторах. - осаждённые органические пигменты – это растворимые красители, переведённые в нерастворимые соли или комплексные соединения.

Такие осаждённые органические пигменты называют красочными или пигментными лаками. В лакокрасочной промышленности лаками именуются растворы смол, однако красочные лаки – осаждённые красители, как это принято в терминологии органических красителей.

По сходству хромофоров (хромофор – группа атомов, определяющая тон пигмента), строения и методов получения пигменты можно подразделить на следующие группы:

- фталоцианиновые пигменты

- азопигменты с хромофорной группой – N = N – . Они составляют самый многочисленный класс красителей

- трифенилметановые пигменты с хромофором хиноидной группой

- хинониминовые пигменты с хромофором хиноидной группой, связанной с атомом азота.

- антрохиноновые пигменты с хромофором, состоящим из двух групп С = О, соединённых с бензольными кольцами.

- индигойдные красители

- нитро- и нитрозопигменты с хромофором хиноноксимной группой

2.1 Фталоцианиновые пигменты

Фталоцианиновые пигменты являются наиболее широко применяемыми органическими пигментами. Фталоцианиновые пигменты – пигменты на основе фталоцианина (фталоцианины, макрогетероциклические соединения,содержащие цикл тетраазотетрабензопорфина; структурно родственны порфиринам) и его металлокомплексов. Металлы-комплексообразователи - Cu, Ni, Со.

Наибольшее распространение получил фталоцианин меди.

В зависимости от способа получения фталоцианина меди и последующей обработки получают пигменты разного оттенка и свойств.

Выделяют следующие типы: - голубой фталоцианиновый. Практическое применение имеют лишь три вида фталоцианиновых голубых пигмента -α- модификация красноватого оттенка. Пигмент неустойчив, обладает склонностью к росту кристаллов и снижению красящей способности. Применяется в системах, не содержащих ароматических растворителей. -α- модификация зеленоватого оттенка. Пигмент устойчивый, содержит 2-5 % хлора. Обеспечивает хорошие реологические свойства, но склонен к флокуляции.

-β- модификации зеленоватого оттенка с кристаллами игольчатой формы.

Пигмент стоек к ароматическим растворителям и не склонен к флокуляции.- зелёный фталоцианиновый. Хлорирование фталоцианина меди хлором приводит к образованию зеленого пигмента, бромирование - зеленого пигмента с желтым оттенком. В зависимости от числа атомов Cl цвет может изменяться от бирюзового до зеленого с синеватым оттенком. Известны пигменты, содержащие одновременно атомы Cl и Br. Ярко-зеленый пигмент имеет только β-форму. Отличается исключительно высокой стойкостью к любым воздействиям, но имеет меньшую красящую способность, чем голубой.

Фталоцианиновые пигменты универсальны и пригодны для окрашивания любых полимерных материалов – используются в полиграфической и лакокрасочной промышленности, для крашения резины, пластмасс и т. п.

Фталоцианиновые пигменты имеют высокую светостойкость, дисперсность и красящую способность. Пигменты стойки к действию высоких температур, нерастворимы в воде, почти нерастворимы в органических растворителях и стойки к действию химических реагентов, имеют светостойкость 7 баллов, термостойкость до 260 градусов.

2.2 Азопигменты

Азопигменты – самая многочисленная группа органических пигментов. Основой этой группы является хромофорная азогруппа – N = N – , связанная с ароматическими или гетероциклическими радикалами. В зависимости от состава, строения и наличия других хромофорных и аутохромных групп в молекулах азопигментов их цвет изменяется в широких пределах от жёлтого до красно-фиолетового.

Они отличаются большой яркостью тонов и высокой красящей способностью, но только удовлетворительной светостойкостью, мало стойки к растворителям

Группа азопигментов объединяет нерастворимые моно- и некоторые дисазокрасители. По азосоставляющей, применяемой для получения пигмента, азопигменты можно разделить на три группы:

- на основе β-нафтола
- на основе азотолов
- на основе кетонов

Пигменты на основе β-нафтола имеют наибольшее значение. Цвет пигментов этой группы - от оранжевого до красного. Оттенок зависит от ведения синтеза и дисперсности. Ниже приводятся свойства основных представителей этой группы: - Пигмент алый – ярко красного цвета. Обладает высокой укрывистостью, устойчивостью к горячей сушке.

- Пигмент алый Ж – ярко красного цвета с желтоватым оттенком.

- Пигмент оранжевый прочный – ярко-оранжевого цвета с желтоватым оттенком, светостойкость наилучшая среди пигментов на основе β- нафтола. Неустойчив к нагреву при температурах выше 120 oС. - Пигмент красный Ж – ярко желтовато-красного цвета, однако по яркости уступает пигменту алому.

Пигменты на основе азотолов. Отличаются от первой группы более синим оттенком; они окрашены в красный, тёмно-красный, рубиновый и бордовый цвет. По светостойкости превосходят пигменты на основе β-нафтола, они также значительно интенсивнее.

Стойкость к растворителям не высокая, что является их недостатком. Как правило, эти пигменты дороже пигментов на основе β-нафтола, но более интенсивны, вследствие чего  Наибольшее значение имеют следующие пигменты:

- Пигмент ярко-красный– ярко-красного цвета. Устойчив к горячей сушке, растворителям.
- Пигмент алый – ярко-красного цвета. Близок по свойству к пигменту ярко-красному, несколько уступая ему по стойкости
- Пигмент розовый – синевато-красного цвета. Несколько превосходит предыдущие пигменты по стойкости к нагреву и действию растворителей.
- Пигмент бордо – малинового цвета. По свойствам аналогичен предыдущим пигментам.
Пигменты на основе кетонов. Пигменты этой группы окрашены в различные оттенки жёлтого и оранжевого цвета.

К этой группе относятся

- Моноазопигменты:

- пигмент желтый светопрочный – светло-жёлтый цвет
- пигмент оранжевый – оранжево-жёлтый цвет
- пигмент желтый – красновато-жёлтого цвета.

- Диазопигменты:

- пигмент жёлтый прочный – зеленовато-жёлтого цвета
- пигмент жёлтый – золотисто-жёлтого цвета
- пигмент оранжевый – желтовато-оранжевого цвета
- пигмент красный и др.

Пигменты этой группы обладают высокой укрывистостью, хорошей интенсивностью, превосходящей в 4-6 раз интенсивность свинцового крона. Все эти пигменты заметно растворимы в активных растворителях, они также неустойчивы к нагреву.

Органические пигменты
QINGDAO ZHONGHAIYUAN CO., LTD (Китай)

3 Самодиспергирующиеся пигменты Xfast (BASF)

Пигменты Xfast представляют собой пигменты, химический состав которых идентичен выше указанным, но поверхность которых обработана специальным образом, благодаря чему пигменты Xfast, обладая всеми преимуществами обычных пигментов, не требуют помола, длительного перемешивания и диспергирования. Самодиспергирующиеся пигменты Xfast доступны в широком диапазоне цветов: чёрного и белого, голубого и зелёного, жёлтого и красного.

Xfast – это новый класс продуктов, которые можно добавлять непосредственно в систему, не затрачивая время на стадию диспергирования. Гранулы пигментов Xfast отличает низкое пылеобразование; они состоят из полых сфер, которые быстро распределяются в системе, не образуют комков, и обеспечивают насыщенный цвет.

Применение таких пигментов позволяет:

- исключить стадию диспергирования;

- снизить процент содержания пигментов в готовом изделии;

- снизить стоимость и оптимизировать протекание всех процессов. Xfast удобен и лёгок в применении и заменяет пигментные пасты. Xfast безопасен, обеспечивает точный оттенок, устойчив при хранении, экологически безвреден.

Самодиспергирующиеся пигменты Xfast (BASF)

4 Пигментные пасты

Пигментные пасты являются стабильными пигментными онцентратами. Изготовление цветных ЛКМ с использованием пигментных паст дает озможность получать ЛКМ широкого спектра цветов на основе азличных пленкообразователей.

Применение пигментных паст позволяет:

- сократить время производства материалов;
- увеличить производительность;
- получить точное соответствие цвета требованиям покупателя.

Пигментные концентраты должны характеризоваться ледующими свойствами:

- высокая седиментационная устойчивость;
- не образовывать плотного осадка;
- не содержать флокулянтов пигментов;
- содержать как можно большее количество пигмента;
- легкость смешения;
- совместимость со всеми пленкообразователями;
- не ухудшать свойства изделия.

Основной компонент пигментной пасты — пигменты. Их содержание  концентрате должно быть как можно более высоким. Однако если концентрация пигмента слишком высока или содержание пленкообразователя, в котором диспергируется пигмент, слишком мало, то при диспергировании может происходить флокуляция пигмента.

Второй важный компонент пасты — пленкообразователь. При его подборе учитывается совместимость с пигментами и всеми компонентами ЛКМ. Его содержание в концентрате должно быть как можно меньше. Существует возможность производства концентратов на водной основе без пленкообразователя с использованием смачивающих и диспергирующих добавок. Растворители применяют с целью придания пасте вязкости, необходимой для осуществления технологического процесса. Правильный выбор растворителя крайне важен, так как именно этот компонент влияет на стабильность концентрата при хранении. Еще один необходимый компонент пигментного концентрата - добавка. В первую очередь требуются дефлокулирующие, смачивающие и диспергирующие добавки для снижения вязкости пасты, стабилизации пигмента и достижения как можно более высокой концентрации пигмента.

4.1 Пигментные пасты Luconyl ®(BASF)

Пигментные пасты Luconyl предназначены для пигментирования практически любой водной среды. Добавляются непосредственно в окрашиваемую среду, не осаждаются, не расслаиваются, хорошо совместимы с полимерными дисперсиями.

Пасты разделены на три группы:

- предназначенные для внешнего применения
- на основе лессирующих (прозрачных) железооксидных пигментов.

Также предназначены для внешнего применения, но преимущественно применяются для изготовления морилок для дерева.

- предназначенные для применения внутри помещений.

Все пигменты, используемые в пастах Luconyl, устойчивы к кислотам, щелочам и извести.

Пигментные пасты Luconyl:

- кроме воды содержат сравнительно небольшие количества, в основном, неионогенных или анионных смачивающих веществ, иэтилен или дипропиленгликоль, а также консерванты

- почти не склонны к высыханию

- имеют постоянный цветовой тон и его интенсивность

- смешиваются между собой в любых соотношениях

- стойки к существующим на рынке полимерным дисперсиям, а также к водорастворимым и водоразбавляемым связующим

- хорошо распределяются в водных красках и при нанесении не образуют полос и пятен

- не ухудшают показаний по жесткости пленки, по устойчивости к окрому истиранию и атмосферным осадкам.

4.2 Пигментные пасты Sicoflush® (BASF)

Пигментные пасты Sicoflush предназначены для пигментирования систем на основе растворителей. Пигментные пасты Sicoflush разделены на две группы:

- Sicoflush P. В качестве связующего вещества используется альдегидная смола. Совместимы с большинством связующих веществ.

- Sicoflush L. В качестве связующего вещества используется альдегидная смола модифицированная льняным маслом. Преимущественно для применения в алкидных материалах естественной сушки.

Паста Luconyl (BASF)

Паста Sicoflush (BASF)

Список использованной литературы

1. Ермилов П. И., Индейкин E. А., Толмачев И. А., Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы: Учеб. пособие для вузов.- Л.: Химия. 1987.-200 с.

2. Беленький Е.Ф. Рискин И.В., Химия и технология пигментов. Изд. 4-е, пер. и доп.- Л.: 1974.-656 с.

3. Добавки для пигментных концентратов // Лакокрасочные материалы и их применение. 2002. №2-3. C.70-71

www.newchemistry.ru