2025 Plusieurs questions techniques concernant les pigments

Bonjour à tous ! Je suis une employée vedette à CHROMÉCLAIR, une marque de gel polish sans hémoglobineCette fois-ci, je vais organiser plusieurs questions et réponses techniques concernant les pigments pour les revêtements, en espérant qu'elles pourront vous aider.

01 Comment éviter d'utiliser des pigments toxiques de chromate et de molybdate de plomb sans compromettre la couleur de la peinture ?

En raison de la toxicité des pigments contenant du plomb, les pays restreignent de plus en plus leur utilisation dans les revêtements. Les formulateurs remplacent généralement les pigments au plomb par des pigments organiques combinés à du dioxyde de titane. Toutefois, dans certaines applications, les pigments organiques mélangés à des pigments hybrides d'oxyde métallique (colorants composites inorganiques) présentent des performances supérieures à celles du dioxyde de titane. Les teintes vives, la saturation élevée et l'excellent pouvoir couvrant des pigments hybrides d'oxyde métallique offrent aux formulateurs une plus grande flexibilité pour réduire les pigments organiques coûteux dans les formulations, minimiser ou même éliminer le dioxyde de titane.

Pour les pigments organiques, de nombreuses options démontrent également un excellent pouvoir couvrant et une bonne résistance aux intempéries, ce qui en fait des alternatives viables aux pigments contenant du plomb. Les pigments rouges comprennent le Pigment Red 48:4, Red 112, Red 170, Red 254, Red 255, Violet 19, etc. Les pigments orange comprennent notamment les pigments orange 36 et orange 73. Les pigments jaunes comprennent le pigment jaune 74, le jaune 109, le jaune 110, le jaune 139, le jaune 151 et le jaune 154. Pour les pigments jaunes en particulier, nous recommandons d'utiliser le jaune de vanadate de bismuth (pigment jaune 184). Le jaune de vanadate de bismuth est nettement plus brillant que le mélange de pigments d'oxyde métallique Titanium Nickel (Pigment Yellow 53), offrant un pouvoir colorant supérieur, un meilleur pouvoir couvrant (éliminant même la nécessité d'ajouter du dioxyde de titane) et une résistance exceptionnelle à la chaleur et aux intempéries. Enfin, il convient de noter que, par rapport aux pigments contenant du plomb, tous les pigments mentionnés ci-dessus sont considérés comme sûrs et non toxiques à condition d'utiliser un équipement d'extraction des poussières approprié pendant la production (l'inhalation de poussières de pigments est nocive pour les poumons humains).

02 Quels sont les facteurs qui influencent la floculation des pigments dans les systèmes de revêtement ?

Les paramètres suivants influencent la floculation :

Viscosité : Dans des conditions de faible viscosité, les particules de pigment se déplacent plus facilement. Par conséquent, la réduction de la viscosité du système de revêtement diminuera la taille des grappes de floculation et ralentira le taux de floculation. La température : L'effet de la température sur la viscosité est évident. L'augmentation de la température entraîne une diminution de la viscosité, ce qui réduit indirectement la floculation.

Temps d'extinction (temps de séchage, intervalle entre les applications de pulvérisation deux couches humide sur humide, ou temps nécessaire à une évaporation significative du solvant avant l'entrée dans le four) : Des temps d'évaporation excessivement longs peuvent également provoquer une floculation importante des pigments.

Dioxyde de titane : Le dioxyde de titane non enrobé présente une forte tendance à la floculation. Taille et distribution des particules de pigment : Les particules de pigment plus petites présentent une plus grande mobilité dans le système de revêtement, ce qui augmente la probabilité de collisions et de floculation subséquente. Cette caractéristique n'est toutefois pas absolue. Des particules extrêmement fines peuvent augmenter la viscosité globale du système, réduisant ainsi le mouvement des particules et diminuant le risque de floculation.

 

Concentration en pigments (dioxyde de titane et pigments colorants) : L'augmentation de la concentration en pigments augmente la viscosité du système, ce qui réduit la tendance à la floculation.

Reliure : Les molécules de liant plus petites sont plus facilement adsorbées sur les surfaces des pigments. Toutefois, en raison de leur volume réduit, elles créent moins d'entraves stériques entre les particules de pigment, ce qui rend la floculation plus probable. Simultanément, la structure chimique du liant influence également la floculation des pigments.

Solvant : Le choix d'un bon solvant approprié permet aux molécules de polymère liant de s'étendre complètement, ce qui augmente la répulsion mutuelle entre les particules de pigment et empêche la floculation. Les mauvais solvants entraînent la contraction des molécules de polymère liant en grappes, ce qui réduit la répulsion stérique entre les particules de pigment et favorise la floculation.

03 Quels types de bleu de phtalocyanine peuvent être utilisés dans l'industrie des revêtements ?

Le bleu de phtalocyanine se compose principalement de phtalocyanine de cuivre, dont la structure chimique est complexe et qui se présente sous la forme d'une poudre d'un bleu profond. Il présente plusieurs formes cristallines, dont trois types disponibles dans le commerce : le bleu de phtalocyanine de type α (Pigment Blue 15), qui porte une lumière rouge et possède le pouvoir colorant relatif le plus élevé ; (Pigment Blue 15) ; le bleu de phtalocyanine de type β (Pigment Blue 15:3), qui présente une teinte verdâtre et la meilleure stabilité thermodynamique ; et le bleu de phtalocyanine de type ε (Pigment Blue 15:6), qui possède la teinte rougeâtre la plus vive. Dans les solvants aromatiques (par exemple, le xylène), le bleu de phtalocyanine α se transforme en bleu de phtalocyanine β, plus stable. Pour éviter cette transformation, une partie de la phtalocyanine de monochlorocuivre est généralement mélangée au cours du processus de pigmentation du bleu de phtalocyanine brut pour former un bleu d'α-phtalocyanine stable aux solvants ou un bleu de pigment 15:1.

En raison de la surface non polaire des pigments bleus de phtalocyanine, leur interaction avec les liants dans de nombreux systèmes de revêtement est faible, ce qui entraîne une mauvaise stabilité de la dispersion des pigments. Les revêtements contenant des pigments bleus de phtalocyanine sont sujets à la floculation ou à la séparation pendant le stockage. Cet inconvénient est considérablement amélioré par le traitement de surface et la modification chimique des molécules de Pigment Blue 15:1 stables aux solvants. Le pigment bleu de phtalocyanine modifié est désigné comme Pigment Blue 15:2 dans l'index des colorants.

Dans l'industrie des revêtements, le bleu de phtalocyanine de type α avec une teinte rouge est préféré au bleu de phtalocyanine de type β avec une teinte verte en raison de sa couleur vive, de son fort pouvoir colorant, de sa facilité de dispersion et de ses excellentes propriétés d'écoulement. Étant donné que la floculation n'est pas seulement due au pigment lui-même, mais aussi au liant et au solvant dans le système de revêtement, il est impossible d'identifier une variété de bleu de phtalocyanine qui présente une performance anti-floculation optimale dans tous les systèmes de revêtement. Les professionnels du revêtement doivent donc déterminer les combinaisons de formulation optimales par le biais d'expériences approfondies adaptées aux différents systèmes de revêtement.

04 Quelles sont les méthodes permettant d'évaluer rapidement la dispersibilité d'un pigment ?

Nous disposons de nombreuses méthodes directes et indirectes pour évaluer la dispersion des pigments. Les méthodes directes comprennent le test de la plaque de finesse, la microscopie optique et la microscopie électronique.

Essai de plaque de finesse :

Le test de finesse Hegman est une méthode simple et rapide pour mesurer la finesse des matériaux broyés dans les systèmes liquides. La plaque de finesse Hegman est une plaque rectangulaire en acier inoxydable comportant deux rainures peu profondes usinées avec précision. La profondeur de ces rainures diminue progressivement de 100 microns à 0 micron. Une petite quantité de matériau broyé est placée au point le plus profond de la rainure. Un grattoir à deux lames en acier inoxydable est ensuite utilisé pour racler toute la surface à une vitesse uniforme vers l'extrémité où la profondeur de la rainure est nulle. Les graduations sont marquées uniformément le long de la rainure, diminuant uniformément de zéro au point le plus profond jusqu'à la graduation 8 ou 10 sur la surface horizontale de la plaque de finesse. La graduation où les particules de pigment apparaissent pour la première fois sous forme de points denses, dépassant clairement de la surface du matériau broyé, est considérée comme l'indicateur du degré de dispersion. En règle générale, une graduation minimale de 7 est nécessaire pour indiquer une dispersion efficace.

Méthode d'essai de la finesse :

L'utilisation d'un microscope optique constitue une méthode rapide pour évaluer visuellement la taille et la finesse des particules de pigment. Il permet également d'observer le pouvoir colorant du pigment.

En outre, elle permet d'examiner la morphologie, la taille, la distribution et la floculation des particules de pigments. La procédure expérimentale spécifique consiste à placer une petite goutte de matériau broyé sur une lame de microscope et à la recouvrir d'une lamelle couvre-objet. Veillez à ne pas exercer une pression excessive lorsque vous recouvrez la lame afin d'éviter que le matériau ne s'étale trop, ce qui pourrait compromettre les résultats du test. La principale limite de la microscopie optique est sa faible résolution, avec une taille minimale perceptible d'environ 2 micromètres.

Méthode d'essai de finesse par microscopie électronique :

La haute résolution du microscope électronique est un avantage majeur, car elle permet d'observer directement la taille des particules de pigment. La taille des particules de pigment a une influence déterminante sur les propriétés clés du revêtement, telles que la transparence, la fluidité et la teinte.

Les principaux inconvénients de la méthode d'essai de finesse au microscope électronique sont le coût élevé de l'équipement, la longue durée de l'essai, la nécessité de techniciens expérimentés pour analyser et interpréter les données de l'essai, et la nécessité pour les échantillons d'être complètement secs avant la mesure.

05 Que signifie la résistance des pigments aux solvants ?

Dans la production de peintures, nous devons disperser les pigments de manière uniforme et stable dans la plupart des liants organiques (composés de résines et de solvants), ce qui signifie que les pigments doivent être entourés de solvants organiques. En outre, la plupart des peintures colorées avec des pigments entrent inévitablement en contact avec des solvants organiques (agents de nettoyage, essence, lubrifiants, etc.) au cours de leur durée de vie utile. Les pigments doivent donc être aussi insolubles que possible dans les solvants organiques. S'il n'est pas possible d'obtenir une insolubilité totale, il faut reconnaître que l'ajout de pigments est limité dans divers solvants organiques. Le dépassement de ce niveau de tolérance entraînera un saignement dû à la dissolution du pigment dans le solvant. La résistance des pigments aux solvants est essentiellement la capacité du pigment à résister à la dissolution par les solvants et à empêcher le dégorgement. Les pigments inorganiques (en raison de leur structure chimique inhérente) et certains pigments organiques synthétiques complexes présentent généralement une excellente résistance aux solvants. En revanche, les pigments organiques de qualité inférieure et les pigments traités en surface présentent généralement une moins bonne résistance aux solvants. Les solvants utilisés pour évaluer la résistance des pigments aux solvants sont l'eau, la térébenthine, le toluène, le xylène, la méthyléthylcétone, l'éthanol, l'acétate d'éthyle, le diéthylène glycol et le trichloréthylène.

C'est tout pour aujourd'hui ! J'espère que cet article vous aidera à mieux comprendre les pigments !

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