3.3.3. Наполнители

Наполнители — неорганические соединения, имеющие более низкий коэффициент преломления, чем пигменты (согласно DIN 55943, 55945 значение коэффициента преломления для наполнителей менее 1,7). Перечень стандартных пигментов и наполнителей различных кристаллических форм и значения их коэффициентов преломления приведены в табл. 15. Большинство наполнителей — это природные минералы: кальцит, мел, доломит, каолин, тальк, слюда, диатомитовая земля, барит, кварц. Но некоторые из них получены реакцией осаждения (карбонат кальция или сульфат бария, пирогенный диоксид кремния). Плотность обычных наполнителей составляет 2,5—2,8, барита - 4 г/см3.

Наиболее часто применяемым наполнителем является карбонат кальция. В Западной Европе карбонат кальция в форме кристаллического кальцита и аморфного мела составляет 80—90% всех используемых наполнителей. В рецептурах многих ЛКМ в качестве наполнителя применяют только кальцит. Однако в рецептурах матовых красок может быть использовано до шести видов различных наполнителей, отличающихся по размеру частиц, кристаллической форме и активности.

Как правило, наполнители используют для снижения стоимости материалов, но иногда они могут применяться и для модификации свойств красок. При использовании наполнителей можно достигать значений ОКП > КОКП, при которых заполненные воздухом поры обеспечивают укрывистость высушенной пленки, позволяя таким образом экономить дорогой диоксид титана.

Таблица 15

Наполнители повышают твердость покрытий, укрывистость и удельный вес краски, снижают ее себестоимость. Кроме того, тип наполнителя влияет на атмосферостойкость, устойчивость к истиранию, блеск покрытий, их устойчивость к загрязнению и газопроницаемость, а также на реологические свойства красок.

Основными свойствами наполнителей являются размер частиц, яркость и белизна. Чем мельче частицы, тем светлее наполнитель, но тем выше его впитывающая способность, характеризуемая маслоемкостью. Кристаллическая форма наполнителя существенно влияет на его способность к диспергированию и реологическую активность в жидких ЛКМ и физико-механические свойства покрытий.

В отличие от пластинчатых (каолин, тальк и слюда) или волокнистых наполнителей (воластонит), наполнители кубической или ромбоэдрической структуры (кальцит или доломит) легче диспергируются и обладают меньшей маслоемкостью. Пластинчатые и волокнистые наполнители улучшают физико-механические свойства покрытий и предотвращают образование трещин, действуя как армирующие агенты.

Твердость и размер частиц наполнителя влияют на его абразивную способность, определяемую методом Айнлехнера. Для этого пасту наполнителя перемешивают в специальном аппарате с металлическим ситом в течение 1 ч. Затем оценивают истирание металлического сита. Абразивность определяется отношением удельной площади поверхности металлического сита до и после испытания. Следует отметить, что высокая абразивность является недостатком наполнителя, так как вызывает повреждение диспергирующего оборудования при производстве ЛКМ и распылителей — при нанесении материалов пневмораспылением.