1. Краткий исторический обзор

Предполагают, что первобытные люди изготовляли первые краски около 25000 лет тому назад. [7; 9-15] Они были охотниками и жителями пещер и, очевидно, под влиянием вдохновения на каменных стенах своих пещер делали наброски животных, на которых охотились, и раскрашивали их. Создавая эти образы, люди, вероятно, думали, что их власть над добычей возрастет.

Химический анализ окрашенных материалов, обнаруженных в Аль-тамире (Испания) и Ласкауксе (Франция), показывает, что основными пигментами, которые использовали художники времен палеолита, были оксиды железа и марганца. Они обеспечивали получение трех основных цветов, найденных в большинстве пещерных картин, а именно: черного, красного и желтого, наряду с промежуточными оттенками. Использовались также уголь после сжигания древесины, желтый карбонат железа и мел. Странно, что в Ласкауксе, где естественная окраска камня использовалась как бледный фон, нет и следов применения белого пигмента, который в наше время является наиболее широко используемым. Однако белые пигменты встречаются в некоторых доисторических картинах в Африке.

Эти земляные пигменты измельчали в тонкий порошок. Считают, что в качестве ступок использовали природные камни с углублениями, а кости служили пестиками, о чем свидетельствовали находки таких предметов, окрашенных пигментами. Порошкообразные пигменты, по-видимому, смешивали с водой, костным мозгом, животными жирами, яичным белком или с растительными сахарами и получали краски. Их наносили «тыканием» пальца или с помощью примитивных тампонов или кистей из волос, меха животных или мха. Пещерные рисунки сохранились потому, что они располагались глубоко внутри пещер, входы в которые впоследствии оказались плотно закрыты. Эти краски обладают очень плохой долговечностью, а связующие служили просто для того, чтобы приклеить пигменты к стенам пещер. [7; 9-15]

В период, приблизительно, между 3000 и 600 гг. до н. э. египтяне значительно развили искусство приготовления красок. Они разработали более широкую цветовую гамму пигментов, которые включали синие цвета, голубой лазурит (смешанные кристаллы силиката натрия и сульфида натрия) и сине-зеленый азурит (химически аналогичный малахиту). В этот период начали применять красную и желтую охры (оксид железа), желтый трисульфид мышьяка, зеленый малахит (основной карбонат меди), ламповую сажу и белый пигментный - гипс (сульфат кальция). Первый синтетический пигмент, известный сегодня как Египетский голубой, был получен почти 5000 лет назад.[7; 9-15] Его приготовили путем прокаливания извести, карбоната натрия, малахита и кремнезема при температуре свыше 830°С. Египтянам же принадлежит разработка первых красочных лаков. Их готовили путем осаждения растворимых органических красителей на неорганическую (минеральную) основу и «фиксирования» их химическим путем с образованием нерастворимого соединения. Вначале для этих целей был использован красный краситель, полученный из корней растения Марены (красильной). В настоящее время из-за низкой светостойкости он нигде больше не используется за исключением художественных красок («розовый крапп»). Однако и сегодня природные красители представляют важную группу пигментов. Древние египтяне начали использовать свинцовый сурик в защитных красках для древесины, однако более широкое применение он получил у римлян. В качестве пленкообразователей почти исключительно использовали природные смолы, расплавы восков, поскольку необходимые растворители были неизвестны. Льняные и другие высыхающие масла были известны, однако нет никаких доказательств, подтверждающих их применение в красках.[7; 9-15]

Греки и римляне в период между 600 г. до н. э. и 400 г. н. э. почти наверняка знали, что лакокрасочные покрытия могут выполнять как защитные, так и декоративные функции при окраске сооружений. В это время начали использовать лаки на основе высыхающих масел. Однако только в XIII в. хорошие защитные свойства высыхающих масел начали признавать в Европе. В средневековье многие картины, особенно на дереве, защищали лакированием. Лаки приготовляли растворением соответствующих смол в горячем льняном, конопляном или ореховом маслах, которые со временем склонны к потемнению.

К концу XVIII в. спрос на краски всех типов возрос до такой степени, что стало экономически выгодно организовывать производство лаков и красок для продажи. В 1833 г. Дж. В. Нейл рекомендовал производителям в целях безопасности при производстве лаков и красок всегда иметь при себе помощника: «Никогда не делай ничего в спешке или небрежно... Нервные или робкие люди не годятся ни в производители, ни в помощники; наибольшее число несчастных случаев происходит вследствие спешки, страха или опьянения». Это предостережение является свидетельством увеличения масштабов производства и опасностей использования открытых реакторов для производства лаков.

Промышленная революция XIX в. оказала большое влияние на развитие лакокрасочной промышленности. Возрастающее применение железа и стали в строительстве и технике, обусловило потребность в противокоррозионных грунтовках, которые бы замедляли или предотвращали ржавление и коррозию. В связи с этим были разработаны свинец- и цинксодержащие краски. Интересно отметить, что одна из простейших красок на основе свинцового сурика, диспергированного в льняном масле, является по-прежнему, вероятно, одной из лучших противокоррозионных грунтовок для конструкционной стали. Свинецсодержащие краски постепенно вытесняются не потому, что были разработаны лучшие, а из-за их токсичности.

Ускорение научно-технического прогресса, начиная с XVIII в. до настоящего времени, оказало растущее влияние на производство лаков и красок. Берлинская лазурь -- первый искусственный пигмент, химизм получения которого был понят -- открыт в 1704 г. Использование скипидара в качестве растворителя красок впервые описано в 1740 г. Металлические сиккативы для ускорения высыхания растительных масел начали применять в 1840 г.

Основа химии формальдегидных смол заложена в период между 1850 и 1890 гг., хотя они не применялись в красках вплоть до двадцатого века. Подобно этому в 1877 г. было открыто, что нитроцеллюлозу можно сделать безопасной для применения в качестве пластиков или пленок путем пластификации ее камфорой, однако только после первой мировой войны ее начали использовать в значительных количествах в производстве красок. Настоятельная необходимость их применения была вызвана массовым производством автомобилей. Огромные количества нитроцеллюлозы производили для взрывчатых веществ во время войны. В конце войны с уменьшением потребности во взрывчатых веществах для нитроцеллюлозы необходимо было найти другое применение; массовое производство автомобилей и необходимости их окраски обеспечило необходимый рынок нитроцеллюлозным связующим. Война ускорила использование открытий химии и рост химической промышленности. Появились новые цветные синтетические пигменты и красители, а в 1918 г. начали использовать новый белый пигмент - диоксид титана, который должен был полностью заменить свинцовые белила. Диоксид титана при первоначальном применении в красках повысил белизну и укрывистость, или кроющую способность красок, однако он же вызывал более быстрое разрушение лакокрасочных покрытий вследствие его фотоактивности. Последующие исследования позволили преодолеть эту проблему и разработать современные пигментные формы диоксида титана, которые можно применять в любых лакокрасочных композициях без опасения ухудшить эксплуатационные свойства покрытий.[7; 9-15]