CC BY
24УДК 667.622:691.316
С.В. ДУГУЕВ, канд. техн. наук (info@bspigment.ru); В.Б. ИВАНОВА, канд. техн. наук
ООО «Би.Эл.Спектр» (142102, г. Москва, Рязановское поселение, пос. Ерино, 10)
Применение модифицированных пигментов и сухих суспензий на их основе при производстве окрашенного силикатного кирпича
ООО «Би.Эл.Спектр» занимается разработкой и производством синтетических модифицированных пигментов (ПСМ), сухих пигментированных суспензий и экологически чистых строительных красок. Эти окрасочные материалы позволили компании в условиях жесткой конкуренции выйти на рынок строительных материалов и продолжать свою деятельность по настоящее время, ежегодно наращивая объемы производства. Используя средства и методы механохимической обработки в сочетании с целенаправленной модификацией современными химическими добавками, компания создает окрасочные составы для применения в различных строительных материалах по самым разнообразным технологиям.
Ключевые слова: пигменты, окрашивание силикатного кирпича, силикатные материалы, цветной силикатный кирпич.
S.V. DUGUEV, Candidate of Sciences (Engineering) (info@bspigment.ru); V.B. IVANOVA Candidate of Sciences (Engineering) OOO «Bi.El.Spectr» (10, Erino poselok, Ryazanovskoye poselenie, 142102 Moscow, Russian Federation)
The Use of Modified Pigments and Dry Suspensions on Their Base in Production of Coloured Silicate Brick
OOO «Bi.El.Spectr» develops and produces synthetic modified pigments (PSM), dry pigmented suspensions and eco-friendly building paints. These paint materials made it possible for the company, under conditions of tough competition, to enter the market of building materials and continue its activities till the present time with annual increasing production volumes. Using the means and methods of mechanical and chemical treatment in combination with purposeful modification with contemporary chemical additives, the company develops paint compositions for application in various building materials with the use of a variety of technologies.
Keywords: pigments, colouring of silicate brick, silicate materials, coloured silicate brick.
Для окрашивания силикатного кирпича и других строительных материалов ООО «Би.Эл.Спектр» разработало ряд окрасочных составов собственного производства:
1. Пигменты синтетические модифицированные, ТУ 2322-001-53932850-01.
2. Суспензии пигментированные сухие (СПС), ТУ 2322-002-53932850-01.
3. Порошкообразные водоразбавляемые латексные краски АКВАМИКС, ТУ 2316-003-53932850-08.
Первые две позиции применяются для объемного окрашивания силикатных и полимерсодержащих материалов в массе, третья — для поверхностной окраски уже готовой продукции.
Встречается комбинированная отделка, когда пигмент вводят в формовочную смесь, а затем отформованные изделия обрызгивают суспензией такого же цвета или окрашивают краской для усиления эффекта.
В настоящее время широкая номенклатура химических добавок позволяет производить качественные суспензии (пасты), имеющие нужную вязкость и хорошую седиментационную устойчивость. Биоциды, входящие в состав суспензий и красок, надежно защищают окрашенную поверхность от грибка и плесени.
Любые силикатные материалы полностью совместимы с синтетическими пигментами, суспензиями и красками АКВАМИКС.
Процесс твердофазного синтеза композиционных синтетических пигментов можно представить как целенаправленную модификацию поверхности частиц наполнителя для придания ей нужных свойств. Разрабатывая рецептуры синтетических пигментов, компания стремилась к достижению характеристик, определяющих спрос на рынке сырьевых материалов. Так как основное предназначение пигментов - окра-
Рис. 1. Частица пигмента в проходящем (а) и отраженном (б) свете
научно-технический и производственный журнал Q'fffjyTf S JJbrlbJ" "26 декабрь 20014 Ы ®
Рис. 2. Схема прохождения материалов в мельнице ЦЭМ
шивание материалов и изделии, цвет и стойкость в данном случае имеют первостепенное значение.
Поэтому выбор пигментов-цветоносителей для получения композиционных пигментов имеет большое значение. Предложенная технология их производства настолько универсальна, что позволяет подбирать самые различные комбинации органических и минеральных пигментов, используя положительные качества тех и других. Известно, что минеральные пигменты обладают хорошей атмосфе-ро- и светостойкостью, а менее стойкие органические пигменты имеют интенсивную окраску, чистоту и глубину цвета. Подбором компонентов в рецептуре можно добиваться оптимального сочетания требуемых свойств.
Все синтетические композиционные пигменты имеют высокие показатели по светостойкости (6—8 баллов), щелочестойкости и интенсивности цвета, что делает их весьма привлекательными для потребителей различных отраслей промышленности, в которых требуется окрашивание продукции.
Важно отметить, что появилась возможность создавать пигменты, являющиеся аналогами традиционных
Номенклатура пигментов БЭС для окрашивания силикатного кирпича
Зеленый 230 - изумрудный 234 - темно-зеленый Синий 1001 - синий Коричневый 650 - светло-коричневый 652 - темно-коричневый 660 - шоколадный Желтый 580 - горчично-желтый Красный КЖ0-50 - красно-коричневый Оранжевый 980 - оранжевый Белый белый
пигментов, а также порошки оригинальных оттенков, отсутствовавшие ранее на сырьевом рынке.
Безусловным преимуществом синтетических композиционных пигментов является их дешевизна по сравнению с традиционными, особенно импортными, пигментами. Объясняется это тем, что основную часть композиции (85—90%) составляет дешевый наполнитель. Его стоимость в 25—50 раз ниже стоимости пигмента-цветоносителя. Себестоимость, а также оригинальные оттенки синтетических композиционных пигментов делают их вполне конкурентоспособными по отношению ко многим импортным пигментам.
Идеология разработки
Суть технологии состоит в том, что с помощью метода механохимической обработки на частицу оптически нейтрального дешевого наполнителя, например микрокальцита, размером в несколько мкм наносится слой красящего вещества (пигмента). В результате вся система приобретает свойства и характеристики самого пигмента. Комбинацией нескольких пигментов можно получать порошки самых разных цветов и оттенков. Так как масса дешевого наполнителя в композиции составляет более 80%, стоимость получаемого синтетического пигмента значительно ниже его аналогов. Если вместе с пигментами осуществить прививку компонентов, обеспечивающих лакокрасочные свойства, то получается сухая порошкообразная краска. Современная химия порошкообразных полимеров предоставляет такую возможность: на рынке сырья имеются различные виды редиспергируемых полимерных порошков, эфиров целлюлозы, коалесцентов, ан-тивспенивателей и других порошковых материалов, необходимых для получения качественных красок. Чтобы использовать такую краску в работе, достаточно развести ее водой, так как краски являются самодиспергирующимися.
Технология является 100% инновационной.
Процесс получения тонкодисперсных композиционных материалов заключается в том, что при использовании средств и методов механохимической активации необходимо привить на поверхность частицы инертного вещества частицы другого вещества, которое в данном
Номенклатура сухих пигментированных суспензий для окрашивания силикатного кирпича
Марка суспензии Отпускная цена, р./кг Примечание
Красно-коричневая СПС-4к 102 СПС предназначены для оперативного приготовления цветных пигментных паст. Смешивание порошка с водой в соотношении 1:2. Цена приведена по состоянию на середину декабря 2014 г.
Коричневая СПС-4кч 120
Изумрудно-зеленая СПС-4з 132
Синяя СПС-6с 150
Желтая СПС-7ж 140
fj научно-технический и производственный журнал
® декабрь 2014 27~
о
<4 111 со О I-
х
ф
г
*
0 ф
1 £ г
X
I
О *
0) е
случае нужно считать активным. При этом получаемая композиция должна приобрести свойства этого (прививаемого) вещества. Другими словами, нужно инициировать физико-химические превращения в приграничном слое частицы-ядра.
При изготовлении пигментов обычно прививается 2-5 компонентов, а при изготовлении красок - около 10. Причем все прививаемые вещества имеют различную химическую природу. Чтобы прививка состоялась, необходимо обеспечить соответствующие условия, а именно достаточную степень механохимической активации вещества, определяемую количеством энергии, сообщаемой обрабатываемому материалу в единицу времени.
В натуральном виде синтетические модифицированные пигменты выглядят, как на рис. 1, а. Это микрофотография в проходящем свете. Конечно, не каждая частица полностью укрыта цветоносителем. На фото представлен идеальный вариант, когда форма частицы близка к шарообразной.
Во время совместной обработки компонентов на поверхности частицы-ядра формируется слой (рис. 1, б) толщиной менее 1 мкм, в котором образуются физико-химические комплексы, содержащие вводимые компоненты.
Аппараты для осуществления процессов механохимической активации и твердофазного синтеза
Исследование процессов, происходящих в условиях особо тонкого измельчения, открыло возможности для создания технологий, основанных на принципах и методах механохимии и твердофазного синтеза, с помощью которых можно придавать обрабатываемым материалам необходимые свойства или даже создавать новые материалы. В условиях высокой концентрации энергии в помольной камере и обусловленных этим значительной частоты и энергии взаимодействия мелющих тел с частицами измельчаемого материала происходит не только интенсивное измельчение обрабатываемых частиц, но и изменение их физико-химического состояния и структуры, т. е. механохимическая активация вещества. В процессе механохимической активации происходит нарушение и преобразование кристаллической решетки вещества вплоть до перехода его в аморфное состояние. Переход вещества в новые кристаллические формы (модификации) сопровождается увеличением потенциальной энергии тонкодисперсного продукта вследствие увеличения его поверхностной энергии и накопления энергии деформационного объема. При этом изменение энергетического состояния вещества вызывает соответственное изменение его химической активности, т. е. вещество аккумулирует на своей свободной поверхности и кристаллической решетке часть энергии взаимодействия мелющих тел с частицами измельчаемого материала, которая затем проявляется в форме различных механохимических процессов, влияющих на направление и скорость химических реакций. Современные исследования показали, что тонкодисперсное измельчение вещества, сопровождаемое его активацией, позволяет интенсифицировать многие технологические процессы: обогащение руд, выщелачивание компонентов из минерального сырья, улучшение агрохимических свойств удобрений, получение строительных материалов с новыми свойствами и др.
При выполнении экспериментальных работ выяснилось, что осуществление технологических процессов получения тонкодисперсных композиционных материалов с использованием механохимического твердофаз-
научно-технический и производственный журнал
28 декабрь 2014
ного синтеза возможно только в высокоэнергонапря-женных измельчительных агрегатах — измельчителях, в которых материалу передается максимально возможное количество энергии, а величина ускорения частиц достигает нескольких десятков g.
На производственной площадке ООО «Би.Эл.Спектр» используются центробежно-эллиптические мельницы (ЦЭМ).
Как устроены мельницы ЦЭМ
Принципиальная схема прохождения материала следующая (рис. 2).
Для того чтобы материал прошел соответствующую обработку, он должен находиться в помольной камере определенное время (в нашем случае 1,5—2 мин). Этого времени достаточно, чтобы произошла капсуляция наполнителя красящим веществом. Понятно, что комбинацией красящих компонентов можно получить любой цвет или его оттенок.
Синтетические композиционные пигменты (ПСК) предназначены для придания различным материалам — бетонам, краскам, строительным смесям, пластмассам и т. д. цвета, улучшения декоративных и механических свойств и долговечности в эксплуатации.
Потребительская привлекательность продукции
Преимущества синтетических композиционных пигментов:
• возможность синтеза пигментов практически любого цвета или оттенка;
• возможность модификации под конкретную задачу в процессе изготовления;
• стойкость к внешним воздействиям (светостойкость, щелочестойкость).
Технология производства синтетических композиционных пигментов является безотходной, ресурсо- и энергосберегающей. Это позволяет поддерживать отпускные цены на сравнительно низком уровне относительно аналогов, имеющихся на рынке. Кроме того, работы по усовершенствованию рецептур и технологии позволяют периодически корректировать себестоимость ПСК в сторону понижения с учетом рыночных цен на сырье.
Физико-химические показатели пигментов БЭС
Качество пигментов оценивается показателями, приведенными в соответствующих ГОСТах. Пигменты компании «Би.Эл.Спектр» проходят испытания в сертифицированной лаборатории одного из крупных предприятий Московской области, и на основании этих испытаний выписываются паспорта.
В то же время на цвет изделий из бетона влияют помимо пигмента еще ряд факторов: характеристики цемента и наполнителя, технологические параметры перемешивания, формования, пропаривания (автоклавирования).
Патентная чистота разработок ООО «Би.Эл.Спектр» обеспечена следующими патентами РФ:
• Способ получения пигментов, № 2114885, опубл. 20.07.1998 г.;
• Способ получения порошкообразной краски, № 2147594, опубл. 10.04.2000 г.;
• Способ получения цветных цементов, № 2168474, опубл. 10.06.2001 г.
• Способ получения органоминеральных пигментов, № 2175338, опубл. 27.10.2001 г.
142102, Москва, Рязановское поселение, пос. Ерино, д. 10, оф. 300 Тел./факс: 984-64-30, доб. 121, +7-903-740-76-53; +7-903-746-96-63 www.bspigment.ru E-mail: info@bspigment.ru
ООО «Би.Эл.Спектр»
Пигменты для бетонов, силикатного кирпича, строительных смесей, полимерных материалов
Сухие латексные краски «АКВАМИКС» для наружных и внутренних отделочных работ
ДОСТОИНСТВА И ПРЕИМУЩЕСТВА
• Простота применения: достаточно развести водой, чтобы получить водно-дисперсионную краску
• Хранение и транспортировка при любой температуре без потери качества - Вы не возите воду!
• Высокие атмосферостойкость и долговечность
• Широкий ассортимент цветов и оттенков
• Возможность приготовления краски на месте применения в необходимом количестве
• Отсутствие запаха
• Без растворителей, консервантов и вредных добавок
• Упаковка пигментов и красок - бумажные многослойные мешки 25 кг
ПИГМЕНТ
Ы ®
научно-технический и производственный журнал
декабрь 2014
29
