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Verfahren zur Behandlung von Lithopone.
Es ist bekannt, Schwefelzink mit verdünnten Säuren zu behandeln. Auch ist es bekannt, Zinkweiss mit Phosphorsäurelösung bei Kochtemperatur zu behandeln, u. zw. bei einer Bindung von mindestens 13 Teilen Phosphorsäure an 100 Teile Zinkweiss. Dieses Verfahren hat die Wirkung, die schädliche Wirkung des Zinkweiss auf die Färbung der Pigmente zu vermindern.
Gemäss der Erfindung wird eine verbesserte Lithopone durch Behandlung mit einer Phosphorsäurelösung bei gewöhnlicher Temperatur hergestellt. Die Fixierung beträgt nur etwa 1 Teil Phosphorsäure auf 100 Teile Lithopone. Die Menge der zuzusetzenden Phosphorsäure hängt nicht allein von dem Gehalt der Lithopone an Zinkweiss, sondern auch von andern Faktoren ab, die davon unabhängig sind, wie dem Gesamtgehalt an Zink, Konzentration des Lithoponebreies u. a. m. Die Wirkung der Phosphorsäure auf Sehwefelzink oder Ziakoxyd je für sich ist nicht identisch mit jener auf präzipitierte Lithopone. die bekanntlich Schwefelzink und Zinkoxyd in inniger Mischung mit Bariumsulfat enthält.
Durch das Verfahren gemäss der Erfindung wird die Beeinträchtigung verschiedener Eigenschaften der Lithopone, insbesondere ihrer Farbe, durch die Anwesenheit zu grosser Mengen von Zinkoxyd zu vermeiden erreicht. Dieses Zinkoxyd bildet sich besonders während der Calcinierung der Lithopone, kann aber auch schon während ihrer Ausfällung gebildet werden, wenn die verwendete Bariumsulfidlauge einen zu grossen Gehalt an Hydrat besitzt.
Die Lithopone kann man von diesem Überschuss von Zinkoxyd durch Waschen mit einer Säure, insbesondere Schwefelsäure, befreien. die das Zinkoxyd herauslöst. Eine nachteilige Folge dieser Behandlung ist aber eine Verminderung des Zinkgehaltes der Lithopone und insbesondere eine Verminderung der Lichtbeständigkeit der Lithopone.
Es wurde gefunden, dass man durch eine Behandlung der gefällten Lithopone mit Phosphorsäure nach der Calcinierung unter Bedingungen, dass die gegebenenfalls vorhandene Alkalität und mindestens ein Teil des Zinkoxydes neutralisiert wird, nicht nur der Lithopone, die auf die Alkalität und auf das überschüssige Zinkoxyd zurückzuführenden nachteiligen Eigenschaften nimmt, sondern selbst bei Anwesenheit verhältnismässig grosser Chlormenge noch die Stabilität der Lithopone beträchtlich erhöht. Man erhält deshalb nach einer derartigen Phosphorsäurebehandlung eine Lithopone, die weiss, neutral und lichtbeständig ist.
Beispiel 1 : Eine Lithopone, die lao Zinkoxyd und eine 0'20% MgO entsprechende Menge Alkali enthält, aber arm an Chlor ist, wird in Wasser suspendiert : dann wird so viel
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des Zinkoxydgehaltes auf 0'2 /o. d. h. zur Absättignng von l'2% Zinkoxyd durch die Säure. erforderlich ist.
Die Ergebnisse dieser Behandlung sind folgende :
1. Die gelbliche Farbe der Lithopone ist verschwunden und durch eine rein weisse Farbe ersetzt.
2. Die alkalische Reaktion des Produktes gegen Phenolphtalein ist verschwunden.
3. Das sogenannte. feeding", d. h. die übertriebene Verdickung von Lithoponesuspensionen in Ölen, das bei dem nicht behandelten ursprünglichen Muster eintrat. ist verschwunden.
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4. Die Lichtbeständigkeit des ursprünglichen Musters ist verbessert worden.
5. Der Gehalt der Lithopone an Zink ist nur um weniger als 0-1% durch die Behandlung gefallen.
Beispiel 2 : Einer wässrigen Suspension der gleichen Lithopone wurde vor der Behandlung mit Phosphorsäure eine solche Menge von Chlorzink zugesetzt ; dass die Lithopone nach dem Trocknen noch 3-25 y gebundenes Chlor pro Kilogramm enthält. Das so erhaltene Muster ist nicht lichtbeständig ; es enthält 4-5mal soviel Chlor als zulässig ist, um eine lichtbeständige alkalisch reagierende Lithopone zu erhalten.
Wenn vor der Trocknung die Lithopone mit Phosphorsäure in im wesentlichen der gleichen Menge wie nach Beispiel 1 behandelt wird, so erhält man eine lichtbeständige Lithopone.
Dieses Beispiel zeigt, dass man durch Behandlung der Lithopone mit Phosphorsäure selbst dann ein lichtbeständiges Erzeugnis erhält, wenn erhebliche Mengen von Chlor anwesend sind.
Beispiel 3 : Die in gleicher Weise, wie oben, zusammengesetzte Lithopone wird mit Schwefelsäure behandelt, u. zw. mit solchen Mengen, als zur Neutralisierung des freien Alkalis und eines kleinen Teiles des Zinkoxydes erforderlich ist. Die derartig behandelte Lithopone ist nach dem Waschen und Trocknen nicht lichtbeständig.
Wenn man die mit Schwefelsäure behandelte Lithopone sorgfältig mit Wasser wäscht und dann mit soviel Phosphorsäure behandelt, als erforderlich ist, um die Gesamtmenge oder den grössten Teil des noch vorhandenen Zinkoxydes zu binden, erhält man ein Produkt. das wieder lichtbeständig ist, trotzdem durch die Vorbehandlung mit Schwefelsäure die Lichtbeständigkeit genommen war.
Beispiel 4 : Aus drei Zinksulfatlösungen, die auf 100 cm3 Sulfatlösung etwa 11 fl Zn. je 2, 5 und 10 cm 10% ige Zinkchloridlosung enthalten, werden drei verschiedene Lithoponesorten hergestellt.
Alle drei Lithoponesorten besitzen den gleichen Zinkoxydgehalt, nämlich 1'40% und den gleichen Gehalt an MgO, nämlich 0-20%. Ihr Gehalt an Zn beträgt, ausgedrückt durch ZnS, 29-39, 29-96 und 31-15%. Die Chlorgehalte sind 0-07, 0-12 und 0-16%.
Von diesen drei Lithoponesorten werden 200 g pro Liter Wasser suspendiert und dann werden Phosphorsäuremengen, die nachstehend angegeben sind, zugesetzt.
Die erste Sorte mit 29-39% ZnS hat die dreifache Menge zugesetzt erhalten. die theoretisch zur Neutralisierung des Zinkoxydes und der Magnesia erforderlich war.
Die zweite Sorte hat die fünffache Menge der theoretisch erforderlichen Phosphorsäure zugesetzt erhalten.
Die dritte Sorte hat die siebenfache Menge der theoretisch erforderlichen Phosphorsäure zugesetzt erhalten.
Alle drei Sorten, die vor der Behandlung nicht lichtbeständig waren, sind durch die Behandlung lichtbeständig geworden.
Es wurde weiter gefunden, dass bei Verwendung konzentrierter Suspensionen von Lithopone in Wasser, beispielsweise bei Suspensionen, die 500 g oder 1000 g Lithopone pro Liter Wasser erhalten, die Mengen an Phosphorsäure, die erforderlich sind, um eine lichtbeständige Lithopone zu erhalten, wesentlich herabgesetzt werden können.
Wenn man aus der Lithopone vor der Behandlung mit Phosphorsäure einen Teil des Chlors durch Waschen mit Wasser entfernt, kann die Menge an Phosphorsäure, die erforderlich ist, ebenfalls herabgesetzt werden.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, der fertigen Lithopone Alkaliphosphate oder Erdalkaliphosphat zuzusetzen. Zweck dieser Zusätze ist aber stets der, der Lithopone eine alkalische Reaktion zu erteilen.
Es ist ebenfalls schon vorgeschlagen worden, Zinklösungen vor der Ausfällung der Lithopone Alkali-oder Erdalkaliphosphate zuzusetzen. Diese Zusätze können aber das Zinkoxyd, das sich während der Calcinierung bildet, nicht neutralisieren. Die Wirkung der alkalisch reagierenden Phosphate ist äquivalent derjenigen anderer Stoffe mit alkalischer Reaktion. beispielsweise der Wirkung der Silikate, Carbonate, Borate u. dgl.
Beim Arbeiten gemäss der Erfindung wird die Lithopone erst nach ihrer Fertigstellung, u. zw. mit Vorteil nach der Calcinierung behandelt, und diese Behandlung mit Phosphorsäure wird so durchgeführt, dass man ein gegen Phenolphthalein neutrales Produkt erhält.
Man kann an Stelle der Phosphorsäure auch Lösungen von sauren Salzen der Phosphorsäure, beispielsweise Lösungen von Mononatriumphosphat oder von Stoffen, aus denen durch Reaktion mit Wasser Phosphorsäure freigemacht oder gebildet wird, verwenden, beispielsweise Metaphosphorsäure, Pyrophosphorsäure oder ihre sauren Salze.
Ebenso kann man erfindungsgemäss auch so verfahren, dass man Substanzen verwendet. aus denen in der Lösung Phosphorsäure gebildet wird, die dann mit dem Alkali und mit dem Zinkoxyd der Lithopone reagiert. Als Substanzen, die freie Phosphorsäure liefern, können
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lösliche saure Phosphate genannt werden, wie das Mononatriumphosphat, die Meta-und Pyrophosphorsäuren oder deren saure Salze.
Die Menge an Phosphorsäure, die man beim Arbeiten gemäss der Erfindung anwenden muss, hängt nicht nur von der Menge an Zinkoxyd ab. die zu neutralisieren ist, sondern auch von dem Gesamtgehalt der Lithopone an Zink und von der Konzentration der wässrigen Lithoponesuspension während der Behandlung.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der Mengen Phosphorsäure beschränkt, die in den Beispielen angegeben sind. Die Phosphorsäuremengen werden in jedem Falle den erforderlichen Bedingungen und Verhältnisse angepasst, was in der Praxis keine Schwierigkeiten macht.