У сучасному виробництві лакофарбових матеріалів (ЛФМ) постійно триває пошук рішень, які дозволяють знизити собівартість продукції без втрати її експлуатаційних характеристик. Одним із найбільш ефективних функціональних наповнювачів у цій галузі є барій сірчанокислий, відомий також як сульфат барію. Довгий час його використовували переважно для збільшення маси та об’єму суміші, проте сучасні технологічні карти відводять йому роль важливого компонента, що покращує структуру та оптичні властивості фарби.
Проблема ефективності діоксиду титану
Основним білим пігментом у промисловості є діоксид титану (TiO₂). Він відповідає за базову білизну фарби та її покривну здатність (укривистість) – здатність перекривати колір поверхні за один шар. Діоксид титану є одним із найдорожчих компонентів у рецептурі.
Головна технічна проблема використання чистого TiO₂ полягає у фізиці його частинок. У рідкому середовищі фарби частинки титану мають схильність зближуватися і утворювати агломерати (злипатися). Коли це стається, здатність пігменту розсіювати світло суттєво знижується. Фактично, частина дорогого матеріалу знаходиться всередині цих скупчень і не бере участі у створенні кольору та непрозорості. Це призводить до неефективного використання ресурсів.
Механізм заміщення та економії
Сульфат барію виступає в ролі просторового стабілізатора (спейсера). Його частинки механічно розташовуються між частинками діоксиду титану, запобігаючи їх флокуляції (злипанню). Завдяки цьому кожна частинка пігменту залишається ізольованою і працює з максимальною ефективністю розсіювання світла.
Практичне застосування цього методу дозволяє технологам замінювати від 10% до 20% діоксиду титану на сульфат барію. Оскільки вартість сульфату барію значно нижча за вартість титанового пігменту, це забезпечує суттєву економію при виробництві великих партій продукції. При цьому візуальні характеристики фарби (білизна, яскравість та насиченість) залишаються на попередньому рівні.
Типи сульфату барію та їх вплив на якість фарби
У промисловості використовують два різновиди цієї речовини, кожен з яких має своє призначення:
- Природний барит (важкий шпат). Отримується шляхом подрібнення та збагачення мінералу. Використовується у ґрунтовках, шпаклівках та порошкових фарбах. Він надає покриттю щільності, покращує адгезію (зчеплення з поверхнею) та підвищує стійкість до механічних пошкоджень. Його кристалічна структура додає фарбі армуючих властивостей.
- Синтетичний сульфат барію (Blanc Fixe). Продукт хімічного осадження, що відрізняється високою хімічною чистотою та дрібним розміром частинок. Він використовується у фінішних покриттях високого класу, автоемалях та друкарських фарбах. Синтетичний барій дозволяє регулювати блиск покриття (від глибокого матового до глянцевого) та запобігає помутнінню плівки при висиханні.
Хімічна стійкість та довговічність
Окрім економічної вигоди, введення сульфату барію в рецептуру покращує фізико-хімічні властивості готового покриття. Матеріал є хімічно інертним: він не розчиняється у воді, не реагує з органічними розчинниками, кислотами чи лугами.
Це надає фарбам наступні переваги:
- Атмосферостійкість. Покриття стає менш вразливим до кислотних дощів та промислових викидів.
- Стійкість до ультрафіолету. Сульфат барію не поглинає УФ-випромінювання, що допомагає довше зберігати первинний колір фасадів і запобігає деструкції плівкоутворювача.
- Антикорозійний захист. Завдяки низькій олієємності та щільному приляганню частинок, покриття стає менш проникним для вологи та кисню, що уповільнює корозію металевих поверхонь.
Вибір сировини для виробництва
Критичним параметром для виробників ЛФМ є чистота наповнювача. Наявність сторонніх домішок (наприклад, сполук заліза) може надати білій фарбі небажаного жовтуватого або сірого відтінку. Тому для отримання якісного результату необхідно використовувати сировину з високим ступенем білизни (94-98%) та контрольованим гранулометричним складом.
Підприємства хімічної галузі зазвичай закуповують компоненти у спеціалізованих постачальників, що гарантують стабільність характеристик від партії до партії. Широкий асортимент промислової хімії, включаючи якісні наповнювачі для лакофарбових матеріалів, представлений на ресурсі Soda.kiev, де можна замовити сировину для різних виробничих потреб.
Використання сульфату барію у виробництві фарб – це раціональний технологічний крок. Він дозволяє не лише знизити собівартість кінцевого продукту за рахунок часткової заміни дорогих пігментів, але й покращити експлуатаційні характеристики покриття: його міцність, стійкість до агресивного середовища та зовнішній вигляд.