BOJE I LAKOVI

1. BOJE I LAKOVI

2. Pećina Altamira u Španiji slike nastale pre 18 500 godina pigmenti - oksidi gvožđa i mangana, drveni ugalj, kreda veziva - belance, voda, koštana srž

3. tirkiz (CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O lapis lazuli

4. Egipatskoplavo - prvisintetski pigment • Materijalkoji se dobijaozagrevanjemkvarca, bakarnihjedinjenja, kalcijum-karbonata, i male količinealkalijenatemperaturi od 800 do 1000 0C nekoliko sati. Prviveštački pigment. Cu2CO3(OH)2 + 8SiO2 + 2CaCO3 → 2CaCuSi4O10 + 3CO2 + H

5. Prvireaktivni pigment • madercrveno - prvireaktivni pigment koji se taložionaneorganskommaterijalu i fiksiraogradećinerastvornojedinjenje

6. Definicija • Bojeilipremazisutečnosti, paste iličvrstesupstancekoje se nanosenapovršinurazličitimmetodama u slojevima date debljine. • One formiraju film napovršinisubstrata • Premazje opštinazivzamaterijalekoji se nanosenapovršinu. • Bojesumaterijalikojisadržepigmentedok se transparentnimaterijalinazivajulakovi. • Formiranjefilmamožebitifizičkoilihemijsko

7. Fizičkoformiranjefilma • Fizičkoformiranjefilmaiztečnihpremaza je poznatokaosušenjedokzapremaze u prahu film se formiratopljenjem. • Sušenje je uvekpraćenoisparavanjemrastvaračailivode. • Fizičkoformiranjefilma je mogućeukolikosukomponentekojeostajunasubstratučvrste i nelepljive.

8. Hemijskoformiranjefilma • Hemijskoformiranjefilma je neophodnoukolikosukomponentepremazalepljive, tečneili u obliku paste. • Konverzijaovihkomponenti u čvrsti film se odvijahemijskomreakcijom.

9. Osnovnekomponenteboja i lakova • Komponente boja i lakova se mogu podeliti na isparljive i neisparljive. • Isparljivekomponentesuorganskirastvarači, voda i koalescirajućiagensi (agensikojiomogućavajuspajanje). • Neisparljive komponente su veziva, smole, plastifikatori, boje, pigmenti, punioci i aditivi. • Treba napomenuti da ne moraju uvek biti prisutne sve ove komponente (boje bez rastvarača, lakovi ne sadrže pigmente).

10. Viđenje boje • Viđenje boje se zasniva na fizičkim, hemijskim, fiziološkim i psihološkim procesima. • Deo elektro-magnetnog spektra vidljiv za čoveka je između 400 i 700 nm

11. Svetlost • Svetlostmožebitiabsorbovanapotpuno, delimičnoilinimalopriprolaskukrozgasove, tečnostiiličvrstatela. Neabsorbovanasvetlost se reflektujesapovršinematerijalailimožeprolazitikrozmaterijalako je reč o transparentnommaterijalu.

12. Svetlost • Ukoliko se vidljivielektromagnetnizracisadistribucijomenergijekojaodgovarasunčevojsvetlosti u potpunostireflektujusapovršinečvrstesupstanceljudskooko je registrujekaobelu. • Ukoliko se svetlost u potpunostiabsorbujeteloćezaljudskookobiticrno. • Ukolikoteloabsorbujekonstantnufrakcijusvetlosti u celomopsegutalasnihdužinateloćebitisivo. • Ove tri boje se nazivajuahromatskeboje.

13. Obojena tela • Telakoja se javljajukaoobojena (hromatskeboje) pokazujuabsorpcionemaksimume i minimume u vidljivomspektru. • U zavisnosti od toga gde je lociranaabsorpcionatrakatelamogubitirazličitoobojena • Tela koja imaju dva absorpciona maksimuma (npr između 400 i 450 i 580 do 700 nm – zelena boja ) daju ostale boje. • Zelena boja se može javiti kao posledica jedne materije sa dva absorpciona maksimuma ili kombinacije dve materije (plave i žute).

15. Obojen objekat • Objekat se javlja kao obojen zato što se sa njega reflektuje svetlost tačno određene talasne dužine. • Sve ostale talasne dužine objekat absorbuje. • Plavi objekat absorbuje crvenu, narandžastu, žutu, zelenu i ljubičastu a reflektuje samo plavu svetlost.

16. Svetlostmožedopretikaoreflektovanailipropuštenanaretinuoka.Svetlostmožedopretikaoreflektovanailipropuštenanaretinuoka. • Svetlosttalasnihdužina od 400 do 700 nm inicirafotohemijskureakcijupraćenureakcijamanezavisnim od svetlosti u pigmentimaosetljivimnasvetlostkojisusmešteni u retini. • Ovajprocesrezultujevizuelnompercepcijomprenošenjeminformacija od oka do mozga.

17. Pigmenti, boje i punioci • Pigmentisuorganskiilineorganskimaterijaliobojeni, beliilicrnikojisunerastvorni u medijumu u kome se disperguju. • To suodvojenečesticekojedajuneprovidnost i bojumaterijalu u komesudispergovani.

18. Bojerastvorne u polimerima • Bojerastvorne u polimerimasuobojenajedinjenjakoja se rastvaraju u medijumu u kome se disperguju. • Ovoznači da nemavidljivihčestica i da se ne menjatransparentnostmedijuma.

19. Punioci • Punioci se definišu kao supstance koje su nerastvorne u medijumu u kome se primenjuju a koriste se da povećaju zapreminu, postignu određene tehničke i optičke osobine. • Pigmenti, boje i punioci se ugrađuju u veziva da bi se dobili dekorativni (boja, sjaj, mat efekat) ili funkcionalni (zaštita od korozije) efekti. • Radi postizanja ovih efekata neophodna je uniformnost čestica i dodavanje tačno određenih količina ovih komponenti.

20. Fluorescentnipigmenti • Fluorescentni pigmenti pored toga što imaju visoku refleksiju u određenom delu spektra vidljive svetlosti absorbuju svetlost i u UV oblasti koju ljudsko oko ne može da detektuje. • Ova apsorbovana svetlost podiže energiju emitovane svetlosti i stvara utisak da se emituje više svetlosti nego što zapravo pada na pigment. • Ovo daje efekat fluorescentne boje.

21. Sposobnostbojenja pigmenata • Drugavažnaosobinapigmenata je sposobnostbojenja. • Ova osobinanamgovori o sposobnostipigmenta da u mešavinisadrugimpigmentimamenjamanjeilivišenjihovuboju. • Štoje većasposobnostbojenja to nam je potrebnamanjakoličinapigmenta.

22. Postojanostpremasvetlu • Postojanost prema svetlu je takođe osobina pigmenata koja se posmatra u celom sistemu. • Naime veziva pokazuju različit stepen zaštite pigmenata od uticaja svetla. • Pored toga prisustvo drugih pigmenata takođe može uticati na postojanost pigmenata prema svetlu. • Nekineorganskipigmentisuneosetljivinasvetlostdok se većinaneorganskih i sviorganskimenjaju pod dejstvomsvetlosti (tamneilimenjajunijansu). • Osetljivostnasvetlostzavisi od hemijskogsastava, distribucijeveličinečestica i koncentracijepigmenta.

23. Pigment treba da bude... • Pigment treba da budenerastvoran u medijumu u kome je dispergovan i ne smereagovatisakomponentamaboje. • Potrebnoje da pigment zadržioveosobine i prilikomsušenjakoje se čestoizvodinapovišenimtemperaturama. • Kadase film osuši pigment treba da ostanerezistentanpremaagensimaizokolinekaoštosuvoda i kiseleatmosferskepadavine.

24. Problemi • Problemikojemožeuzrokovatirastvaranjepigmenta u primenisu : • Cvetanje – slučajkada se organski pigment rastvara u rastvaraču. Prilikomsušenjarastvaračizlazinapovršinu i isparavapričemu pigment kristališenapovršini u vidufinogpraha. • Nepotpunopokrivanje – javlja se ako pigment nijedobronakvašen i pretežnokodpremaza u prahu. • Efekatje sličankaokodcvetanja.

25. Problemi • Krvarenje – se javljakada se pigment izosušenogslojapremazarastvara u rastvaraču u novomslojupremazakoji se nanosiprekooriginalnogfilma.

26. Moćpokrivanja • Moćpokrivanja je sposobnostpremazasapigmentom da prekrijenekupovršinu. • Zavisiod sposobnostipremaza da absorbuje i odbijasvetlost. • Debljinasloja i koncentracijapigmentaigrajupresudnuuloguzaovuosobinu.

27. Indeksrefrakcijepigmenata • Ključni faktor u neprozirnosti filma je indeks refrakcije pigmenata koji pokazuje merilo sposobnosti supstance da "savija“ svetlost odnosno da menja pravac kretanja svetlosti. • Među belim pigmentima najveći indeks refrakcije ima titandioksid što ga čini najboljim belim pigmentom.

28. Podela pigmenata • Pigmenti se mogu podeliti po hemijskoj strukturi na organske i neorganske pigmente. • Neorganski pigmenti su oksidi, sulfidi, oksid-hidroksidi, silikati, sulfati ili karbonati. Obično su jednokomponentne čestice sa definisanom kristalnom strukturom. • Primenjuju se i mešani ili substratni pigmenti. Mešani pigmenti su pigmenti koji se mešaju ili sitne sa pigmentima ili puniocima u suvom stanju (hrom zeleno je smeša hrom žutog i gvožđe plavog). • Nedostatak ovih pigmenata je što može doći do odvajanja prilikom upotrebe. • U slučaju substratnih pigmenata jedna od komponenata se taloži na substratu vlažnim postupkom a nakon toga formira čvrste veze u postupku sušenja ili kalcinacije. Ove veze sprečavaju odvajanje prilikom upotrebe.

29. Organski pigmenti • Organski pigmenti se po svojoj hemijskoj strukturi mogu podeliti na azo-pigmente i policiklične pigmente (antrahinonski, hinakridonski, izoindolinski i perilenski). • Azo pigmenti čine veću grupu zbog svoje lake sinteze i ekonomske opravdanosti. Obe grupe pigmenata se mogu dalje podeliti u veći broj manjih podgrupa u zavisnosti od strukture i primene.

30. Beli pigmenti • Najvažniji beli pigment je titan(IV)-oksid. • Titan dioksid poseduje sve osobine idealnog belog pigmenta (jasnoću boje, visoku rezistentnost prema dejstvu hemikalija, organskih rastvarača i toplote kao i visoki indeks refrakcije). • Nedostatak mu je fotoreaktivnost čime povečava osetljivost na svetlost neorganskih pigmenata i skoro svih organskih pigmenata. • Zbog svoje cene delimično se zamenjuje sa jeftinijim pigmentima ili puniocima.

31. Beli pigmenti • Pre uvođenja TiO2 kao pigmenta veliki značaj je • imao ZnS kao beli pigment. • ZnS se retko koristio čist već uglavnom kao litopon (dobiven koprecipitacijom ZnS i BaSO4. • Ovaj pigment se koristi kada nije neophodan dobar sjaj jer poseduje dobre abrazivne osobine, nizak uljani broj i nisku tvrdoću. • Litopon se koristi u premazima sa visokim sadržajem pigmenta. Njegova dobra osobina je što zahteva malu količinu smole. Pogodan je za skoro sve sisteme smola i lako se disperguje dajući premaz sa dobrim osobinama u primeni. Može se kombinovati sa titan dioksidom. Cinkova jedinjenja poseduju fungicidno i algicidno dejstvo. • Pored ova dva najvažnija pigmenta koriste se i - cink-oksid koji se dodaje zbog svojih antikorozivnih i antifouling osobina, - antimon-oksid koji se dodaje u samogasive boje jer prilikom isparavanja nastaje teški gas koji gasi plamen

32. Crnipigmenti • Najvažniji crni pigment u industriji premaza je crni ugljenik (carbon black), odnosno čađ. • Čađ je relativno jeftin pigment mada u zavisnosti od zahteva može imati i znatno višu cenu • Pored čađi značajan crni pigment je i crni gvožđe oksid (magnetit). Iako se nalazi u prirodi kao mineral u industriji se koristi uglavnom sintetski pigment • Spada u grupu jeftinih pigmenata sa dobrim karakteristikama.

33. Žuti pigmenti • Među žutim pigmentima od neorganskih pigmenata značajan je žuti oksid gvožđaFeO(OH) koji se javlja u prirodi kao limonit. • Ovaj pigment može se dobiti i sintetskim putem. • Među organskim pigmentima razlikujemo nekoliko strukturno različitih pigmenata. • Arilamidni pigmentikod kojih R1 i R2 mogu biti CH3 , OCH3 , OC2H5 , Cl, Br, NO2 se koriste zbog svoje slabe rezistencije prema rastvaračima u premazima gde se kao rastvarač koristi voda ili benzin za lak (White spirit).

35. Žuti pigmenti • Drugu grupu čine benzimidazolni pigmenti koji se koriste za boje za automobile i premaze u prahu. • Ova grupa pokazuje znatno bolju rezistentnost prema rastvaračima od prethodne grupe pigmenata mada su znatno skuplji od monoazo pigmenata

36. Završni sloj • U automobilskoj industriji za izradu završnog sloja koriste se i metalo kompleksni pigmenti. Ovi pigmenti zahvaljujući uvođenju metala u organsko jedinjenje pokazuju izuzetno dobru rezistentnost prema rastvaračima CI Pigment Yellow 153

37. Crveni pigmenti • Među crvenim neorganskim pigmentima najznačajniji je gvožđe oksid (FeO) koji se u prirodi javlja kao mineral hematit mada se može dobiti i sintetski dehidratacijom žutog gvožđe oksida. Pigment ima nisku cenu i ekonomičan je u upotrebi. • Među organskim pigmentima značajan je pigment crveno 3 na bazi beta-naftolske strukture. Ovaj pigment je relativno jeftin i primenjuje se u vodorastvornim premazima kao i u premazima sa organskim rastvaračima. hematit

38. Plavi pigmenti • Među neorganskim pigmentima plave boje najznačajniji su berlinsko plavo M+Fe3+[Fe2+(CN)6] i ultramarin (Na7Al6Si6O24S3) dobiven sintetskim putem. • Ultramarin je ustvari alumosilikat u čiju kristalnu rešetku se ugrađuju radikal anjoni S2 ˉ i S3ˉ. • Oba ova pigmenta se ugrađuju u premaze za automobilsku industriju dok se pored toga ultramarin koristi za premaze u prahu kao i za dekorativne premaze..

39. Plavi pigmenti • Među organskim pigmentima najznačajniji je bakar -ftalocijanin koji je jedan od najjeftinijih organskih pigmenata.

40. Pigmenti sa posebnim efektima • Za dobijanje premaza sa metaliza efektom koriste se opiljci aluminijuma. U ovu svrhu koristi se aluminijum u prahu koji se dobija atomizacijom stopljenog aluminijuma. • Razlikujemo dva tipa pigmenata one koji daju efekat ogledala i koji se dobijaju stabilizacijom čestica aluminijuma sa dodatkom stearinske kiseline. • Ovi pigmenti se mešaju sa transparentnim obojenim pigmentima da bi se dobila željena boja. • Primenom čestica aluminijuma veće granulacije dobija se polihromatski efekat odnosno boja se razlikuje u zavisnosti od ugla posmatranja.

41. Sedefastiefekat • Pored metalizaefektadanassupopularni i pearlescentnipigmentiodnosnopigmentikojidajuefekatbiseraodnosnoefekatprelivanjaboja(sedefastefekat). • Suština kod ovog tipa pigmenata je da sloj propušta deo svetlosti a jedan deo reflektuje. Propuštena svetlost pada na sledeći sloj odakle se ponovo jedan deo reflektuje a drugi deo prolazi do sledećeg sloja. • Ukoliko imamo slojeve sa različitim indeksom refleksije dolazi do interferencije relektovane svetlosti i na taj način se dobija sedefasti efekat

43. Veziva • Veziva (u industriji boja i lakova češće se koristi termin smole) su makromolekulska jedinjenja sa molekulskim masama od 500 do 30 000. • Da bi nagradili film u postupku očvršćavanja polimeri niže molekulske mase moraju se umrežiti hemijskom reakcijom. • U industriji boja i lakova koriste se modifikovani prirodni makromolekuli (nitroceluloza i estri celuloze) i sintetski makromolekuli (najznačajniji su akrilati, poliestri, alkidi, epoksi smole, uretanske i melaminske smole).

44. Veziva • Variranjem molekulske mase i monomera koji ulaze u sastav polimera mogu se menjati osobine premaza (otpornost na vlagu, hemikalije, svetlost, tvrdoća filma) kao i osobine premaza pre upotrebe (viskozitet, sposobnost dispergovanja pigmenta, rastvorljivost u rastvaraču i dr.).

45. Lakovi • LAKOVI- su premazna sredstva koja se nanose na površinu predmeta a posle sušenja stvaraju sjajan i proziran zaštitni film • Osnovna komponenta lakova je prirodna ili sintetička smola • Prirodne- kolofonijum i šelak-manje značajne • Sintetičke – polimerizacione ili polikondenzacione smole • Polikondenzacione smole su bolje jer je film visoke postojanosti lakše podnose visoke temperature • Fenolformaldehidne smole • - novolak i rezoli i alkidne smole

46. Lakovi • Dve osnovne vrste lakova: a) na bazi sušivih ulja-uljni lakovi • b) bez sušivih ulja • a) tokov sušenja prvo ispari rastvarač (fizički proces) a zatim dolazi do oksiolimerizacije (hemijski proces). Ne sadrže boje pa je film bezbojan i providan koriste se za zaštitu drveta , za premazivanje podova, nameštaja, stolarije, čamaca i dr. • b) rastvaranje smola u organskim rastavračima. Suše se isparvanjem rastvarača. Dodaju im se boje- lak boje. Koriste se za zaštitu automobila,brodova, železničkih vagona, rezervoara metalnih konstrukcija i sl.