2025 Diverse questioni tecniche relative ai pigmenti

Ciao a tutti! Sono un'impiegata stellare di CHROMÉCLAIR, un marchio di smalto gel hema freeQuesta volta organizzerò diverse domande e risposte tecniche sui pigmenti per rivestimenti, sperando di potervi essere d'aiuto.

01 Come possiamo evitare di utilizzare pigmenti tossici a base di cromato di piombo e molibdato di piombo senza compromettere il colore della vernice?

Due to the toxicity of lead-containing pigments, countries are increasingly restricting their use in coatings. Formulators typically replace lead pigments with organic pigments combined with titanium dioxide. However, in certain applications, organic pigments blended with metal oxide hybrid pigments (inorganic composite colorants) demonstrate superior performance compared to titanium dioxide. The inherent vivid hues, high saturation, and excellent hiding power of metal oxide hybrid pigments offer formulators greater flexibility to reduce costly organic pigments in formulations, minimize or even eliminate titanium dioxide. For organic pigments, numerous options also demonstrate excellent hiding power and weather resistance, making them viable alternatives to lead-containing pigments. Red pigments include Pigment Red 48:4, Red 112, Red 170, Red 254, Red 255, Violet 19, etc. Orange pigments include Pigment Orange 36 and Orange 73, among others. Yellow pigments include Pigment Yellow 74, Yellow 109, Yellow 110, Yellow 139, Yellow 151, and Yellow 154. Particularly for yellow pigments, we recommend using Bismuth Vanadate Yellow (Pigment Yellow 184). Bismuth Vanadate Yellow is significantly brighter than the metal oxide blend pigment Titanium Nickel (Pigment Yellow 53), offering superior tinting strength, better hiding power (even eliminating the need for added titanium dioxide), and outstanding heat and weather resistance. Finally, it is worth noting that compared to lead-containing pigments, all the pigments mentioned above are considered safe and non-toxic as long as proper dust extraction equipment is used during production (inhaling pigment dust is harmful to human lungs).

02 Quali fattori influenzano la flocculazione dei pigmenti nei sistemi di rivestimento?

I seguenti parametri influenzano la flocculazione: Viscosità: In condizioni di bassa viscosità, le particelle di pigmento si muovono più facilmente. Pertanto, riducendo la viscosità del sistema di rivestimento, si ridurranno le dimensioni del cluster di flocculazione e si rallenterà la velocità di flocculazione. Temperatura: L'effetto della temperatura sulla viscosità è evidente. L'aumento della temperatura provoca una diminuzione della viscosità, riducendo così indirettamente la flocculazione. Tempo di spegnimento (tempo di essiccazione, intervallo tra le applicazioni di spruzzatura a due mani bagnato su bagnato o tempo necessario per una significativa evaporazione del solvente prima di entrare nel forno): Tempi di appassimento eccessivamente lunghi possono anche causare una significativa flocculazione dei pigmenti. Biossido di titanio: Il biossido di titanio non rivestito presenta una forte tendenza a flocculare. Dimensione e distribuzione delle particelle di pigmento: Le particelle di pigmento più piccole presentano una maggiore mobilità all'interno del sistema di rivestimento, aumentando la probabilità di collisioni e conseguente flocculazione. Tuttavia, questo non è un dato assoluto. Le dimensioni estremamente fini delle particelle possono aumentare la viscosità complessiva del sistema, riducendo il movimento delle particelle e diminuendo il rischio di flocculazione.   Concentrazione dei pigmenti (biossido di titanio e pigmenti coloranti): L'aumento della concentrazione dei pigmenti aumenta la viscosità del sistema, riducendo la tendenza alla flocculazione. Raccoglitore: Le molecole di legante più piccole si adsorbono più facilmente sulle superfici dei pigmenti. Tuttavia, a causa del loro volume ridotto, creano meno ostacoli sterici tra le particelle di pigmento, rendendo più probabile la flocculazione. Contemporaneamente, anche la struttura chimica del legante influenza la flocculazione dei pigmenti. Solvente: La scelta di un buon solvente permette alle molecole di polimero legante di estendersi completamente, aumentando la repulsione reciproca tra le particelle di pigmento e prevenendo la flocculazione. I solventi scadenti fanno sì che le molecole dei polimeri leganti si contraggano in cluster, riducendo la repulsione sterica tra le particelle di pigmento e favorendo la flocculazione.

03 Quali tipi di blu di ftalocianina possono essere utilizzati nell'industria dei rivestimenti?

Phthalocyanine blue primarily consists of copper phthalocyanine, featuring a complex chemical structure and appearing as a deep blue powder. It exhibits multiple crystalline forms, with three commercially available types: α-type phthalocyanine blue (Pigment Blue 15), which carries a red light and possesses the highest relative tinting strength; (Pigment Blue 15); β-type phthalocyanine blue (Pigment Blue 15:3), which exhibits a greenish hue and the best thermodynamic stability; and ε-type phthalocyanine blue (Pigment Blue 15:6), which possesses the most vivid reddish hue. In aromatic solvents (e.g., xylene), α-phthalocyanine blue converts to the more stable β-phthalocyanine blue. To prevent this transformation, a portion of monochlorocopper phthalocyanine is typically blended during the pigmentation process of crude phthalocyanine blue to form solvent-stable α-phthalocyanine blue or Pigment Blue 15:1. Due to the nonpolar surface of phthalocyanine blue pigments, their interaction with binders in many coating systems is weak, leading to poor stability of the pigment dispersion. Coatings containing phthalocyanine blue pigments are prone to flocculation or separation during storage. This drawback is significantly improved by surface treatment and chemical modification of the solvent-stable Pigment Blue 15:1 molecules. The modified phthalocyanine blue pigment is designated as Pigment Blue 15:2 in the dye index. In the coatings industry, α-type phthalocyanine blue with a red hue is preferred over β-type phthalocyanine blue with a green hue due to its vivid color, strong tinting strength, ease of dispersion, and excellent flow properties. Since flocculation occurs not only due to the pigment itself but also significantly relates to the binder and solvent in the coating system, it is impossible to identify a phthalocyanine blue variety that exhibits optimal anti-flocculation performance in every coating system. This requires coating professionals to determine the optimal formulation combinations through extensive experimentation tailored to different coating systems.

04 Quali metodi possono essere utilizzati per valutare rapidamente la disperdibilità di un pigmento?

Disponiamo di numerosi metodi diretti e indiretti per valutare la dispersione dei pigmenti. I metodi diretti includono il test della piastra di finezza, la microscopia ottica e la microscopia elettronica. Test di finezza su piastra: Il test di finezza Hegman è un metodo semplice e rapido per misurare la finezza dei materiali macinati in sistemi liquidi. La piastra di finezza Hegman è una piastra rettangolare in acciaio inossidabile con due scanalature poco profonde lavorate con precisione. Queste scanalature diminuiscono gradualmente di profondità da 100 micron a 0 micron. Una piccola quantità di materiale macinato viene collocata nel punto più profondo della scanalatura. Un raschietto a doppia lama in acciaio inossidabile viene quindi utilizzato per raschiare l'intera superficie a una velocità uniforme verso l'estremità con profondità zero della scanalatura. Le graduazioni sono segnate in modo uniforme lungo la scanalatura e diminuiscono uniformemente da zero nel punto più profondo fino alla graduazione 8 o 10 sulla superficie orizzontale della piastra di finezza. La gradazione in cui le particelle di pigmento appaiono per la prima volta come punti densi, che sporgono chiaramente dalla superficie del materiale macinato, è considerata l'indicatore del grado di dispersione. In genere, per indicare un'effettiva dispersione, è necessaria una gradazione minima di 7. Metodo di verifica della finezza: The use of an optical microscope provides a rapid method for visually assessing pigment particle size and fineness. It also allows observation of the pigment’s tinting strength. Additionally, it enables examination of pigment particle morphology, size, distribution, and flocculation. The specific experimental procedure involves placing a small drop of ground material onto a microscope slide and covering it with a cover slip. Take care not to apply excessive pressure when covering the slide to prevent the material from spreading excessively, which could compromise the test results. The primary limitation of optical microscopy is its low resolution, with a minimum discernible size of approximately 2 micrometers. Microscopia elettronica Metodo di verifica della finezza: The high resolution of the electron microscope is a major advantage, allowing direct observation of pigment particle size. Pigment particle size critically influences key coating properties such as transparency, flowability, and hue. The main drawbacks of the electron microscope fineness testing method are the high cost of the equipment, the lengthy testing time, the requirement for experienced technicians to analyze and interpret the test data, and the necessity for samples to be completely dry before measurement.

05 Cosa si intende per resistenza ai solventi dei pigmenti?

In paint production, we must uniformly and stably disperse pigments throughout most organic binders (composed of resins and solvents), meaning pigments must be surrounded by organic solvents. Furthermore, most paints colored with pigments inevitably come into frequent contact with organic solvents (cleaning agents, gasoline, lubricants, etc.) during their effective service life. Therefore, pigments must be as insoluble as possible in organic solvents. If complete insolubility cannot be achieved, we must recognize that pigment addition is limited in various organic solvents. Exceeding this tolerance level will cause bleeding due to pigment dissolution in the solvent. Essentially, pigment solvent resistance is the pigment’s ability to resist dissolution by solvents and prevent bleeding. Inorganic pigments (due to their inherent chemical structure) and certain complex organic synthetic pigments generally exhibit excellent solvent resistance. However, lower-grade organic pigments and surface-treated pigments typically demonstrate poorer solvent resistance. Solvents used to evaluate pigment solvent resistance include water, turpentine, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, ethanol, ethyl acetate, diethylene glycol, and trichloroethylene. That’s all for today! I hope this article helps you understand pigments more easily! CHROMÉCLAIR offers Base coats, Top coats, solid color smalto in gel senza HEMA, e smalto gel per occhi di gatto hema free. Il loro sito web presenta anche tutorial di nail art, come ad esempio:

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