AT235438B - Verfahren zur Stabilisierung von Zinksulfid-Pigmenten - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Stabilisierung von Zinksulfid- Pigmenten 
Nahezu alle Weisspigmente, die in einem Bindemittel,   z. B.   als Anstrichfilm, der Einwirkung von Licht, Feuchtigkeit und Atmosphärilien ausgesetzt (bewittert) werden, wirken mehr oder weniger zerstörend auf diese Bindemittel ein. Man nimmt an, dass hiebei eine photokatalytische Oxydation des Bindemittels zu wasserlöslichen Verbindungen unter dem Einfluss von Licht, Luft und Wasser stattfindet, wobei dem Pigment die Rolle des Katalysators zufällt. 



   Bei den Zinksulfid-Pigmenten ist bekannt, dass man durch Einbau von Metallionen der Übergangs- 
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Zinksulfids eineCobalt, Nickel und Kupfer in Frage, die in Konzentrationen von 0, 1%, vornehmlich 0,   5 - 20/0,   bezogen auf das Pigment, eingesetzt werden. Ein grosser Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die stabilisierten Zinksulfid-Pigmente nicht mehr rein weiss sind, sondern je nach Art und Grösse des Frefndmetallzusatzes einen nicht zu verkennenden, leichten Farbstich haben, der ihre Verwendung einschränkt. 



   Es ist nun sicher, dass die zur Zerstörung des Bindemittels führende Photoreaktion an der Oberfläche der Pigmentteilchen,   d. h.   an der Grenzfläche Pigment-Bindemittel abläuft und dass deshalb hauptsächlich die Beschaffenheit dieser Oberfläche für den Ablauf der Reaktion entscheidend ist. Wenn es gelingt, die zur Inhibierung der katalytischen Aktivität notwendige Fremdmetallmenge ausschliesslich auf der Oberfläche des ZnS-Pigments zu lokalisieren, müsste man mit einer wesentlich geringeren Menge an Metallionen auskommen als beim oben genannten Verfahren, um eine ähnlich grosse Stabilisierung des ZnS-Pigments zu erreichen.   Dann wäre der auftretende Farbton   naturgemäss weniger stark und störend. 



   Es ist zwar aus der USA-Patentschrift Nr. 2, 357, 089 ein Verfahren bekannt, in dem    TiO -Pigmente   in wässeriger Suspension mit Lösungen von Verbindungen der Metalle der IV. Gruppe des periodischen Sy- 
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 in dem einen Fall zur Verbesserung der Pigmenteigenschaften führen, im andern Fall vorwiegend unwirk- sam sein oder sogar schädlich wirken können. Eine Selbstzersetzung infolge der Aussenbewitterung tritt bekanntlich beim TiO nicht auf. 



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Das erfindungsgemässe Verfahren betrifft ausschliesslich Zinksulfidpigmente, bei welchen es die durch Witterungseinflüsse hervorgerufene Selbstzersetzung des ZnS unterbinden soll. Dieses Verfahren bietet eine Möglichkeit, eine relativ geringe Konzentration eines Metalls der Übergangsreihe auf die Oberfläche der Teilchen von Zinksulfidpigmenten zu bringen. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Stabilisierung von Zinksulfidpigmenten, das darin besteht, dass das Pigment in einer wässerigen Lösung eines Alkalisalzes der Isopolysäuren des Siliziums bzw. Phosphors suspendiert und diese Suspension mit einer Lösung eines Gemisches von Erdalkali-und/oder Aluminiumchlorid geflockt wird, das umhüllte Pigment anschliessend abfiltriert, ausgewaschen, getrock- net und gemahlen wird. Hiebei wird erfindungsgemäss eine Flockungslösung verwendet, die zusätzlich 

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   mindestens ein Salz der Metalle Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Cadmium, Titan, Zirkonium, Cer und der Metalle der seltenen Erden, vornehmlich Chloride oder Nitrate, in einem Prozentsatz von mindestens 0,. 03 Gew. -0/0, vornehmlich 0, 05 - 0, 5 Gel.-% Metall, bezogen auf das Pigment enthält.

   Dabei geht man vorteilhaft so vor, dass das ZnS-Pigment in Wasser unter Zusatz z. B. einer konz. Wasserglaslösung sorgfältig dispergiert wird. Anschliessend bringt man die erhaltene Pigmentdispersion in die Metall-Salzlösung, wobei das Pigment ausgeflockt wird. Bei diesem Flockungsvorgang bildet sich eine Erdalkalibzw. Aluminiumsilikathülle, die die Übergangsmetalle enthält. Diese Metallionen sind also fest auf der Oberfläche der Pigmentteilchen fixiert. Das so behandelte Pigment wird gewaschen, abfiltriert und bei 120-250 C, vornehmlich bei 180 C, getrocknet. Als Metalle der Übergangselemente kommen in erster Linie in Betracht Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Cadmium, Titan, Zirkonium, Cer und Metalle der seltenen Erden, die inFormlöslicherSalze, vornehmlich als Chloride oder Nitrate der Erdalkali-AluminiumSalzlösung zugesetzt werden.

   Als Zusatz kann eines dieser Metalle oder auch Mischungen mehrerer benutzt werden. 



  Die Höhe des Metallzusatzes muss so gewählt werden, dass mindestens etwa 0,5 Mol Übergangsmetall auf 100 kg Pigment angewendet werden. Vornehmlich setzt man 1 - 10 Mol Übergangsmetall auf 100 kg-Pigment ein. Dies ergibt, bei einem angenommenen Durchschnittsatomgewicht der zur Anwendung gelangenden Übergangsmetalle von 60, einen Zusatz von mindestens 0,03 Gew.-%, vornehmlich 0, 05-0. 5 Gew. -0/0, Metall, bezogen auf das Pigment. 



  Die Prüfung auf "Wetterbeständigkeit" der Zinksulfidpigmente, d. h. auf die Wirksamkeit ihrer Hülle, erfolgt z. B. so, dass man das Pigment in wässeriger Suspension der Strahlung einer Quecksilberlampe aussetzt. Unter den angegebenen Bedingungen wird Zinksulfid je nach Beständigkeit des Präparates mehr oder weniger stark zu Zinksulfat oxydiert. Die Prüfung kann wie folgt durchgeführt werden : 500 mg ZnS (im ZnS-Pigment enthalten) werden in einer offenen runden Schale (13 cm Durchmesser) in 400 ml Wasser eingewogen und unter einer Hg-Lampe bei 10 cm Abstand der Lampe von der Pigmentsuspension 5 h unter stetem, langsamem Rühren belichtet. Nach Ablauf dieser Zeit wird in der Suspension das als Zn++ in Lösung gegangene und das als ZnO auf dem eingesetzten ZnS-Pigment vorliegende Zink komplexometrisch bestimmt.

   Der zersetzte Anteil ZnS, der auf diese Weise gefunden wird, wird in Prozent der eingesetzten ZnS-Menge angegeben. Unter den angegebenen Bedingungen zeigt nichtbehandeltes ZnS-Pigment (mit 1000/0 ZnS Gehalt) einen etwa 15% gen Zerfall der eingesetzten ZnS-Menge. 



  Bei den anschliessend angegebenen Beispielen wird die prozentuale ZnS-Zersetzung der erhaltenen, nachbehandelten Präparate aufgeführt. Man ersieht aus den Zahlen, dass durch die Nachbehandlung eine Senkung der Zersetzungszahl auf etwa 3-5% erfolgt. 



  Beispiel 1 : Eine Zens-Suspension mit einem Gehalt von 500 g Pigment pro Liter fliesst mit einer Geschwindigkeit von 3,2 m'/h in die Dispergierbütte (Volumen 3 m) ein ; gleichzeitig lässt man eine Wasserglaslösung mit einem Gehalt von 330 g SiO pro Liter Lösung mit einer Geschwindigkeit von 194 l/h in die Bütte zulaufen. 



  Anschliessend fliesst die erhaltene ZnS-Dispersion über einen Überlauf aus der Dispergierbütte in die Flockungsbütte (Volumen 3 m ?) ein. wozu gleichzeitig unter guter Durchmischung die Flockungslösung zuläuft.   
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    Lösunghatfolgende Zusammensetzung :DieFliessgeschwindigkeitderFlockungslösung   beträgt 350 l/h. Aus der Flockungsbütte fliesst die geflockte Suspension über-einen Überlauf ab, wird ausgewaschen, abfiltriert und das erhaltene Pigment bei 1800C getrocknet. Das stabilisierte Pigment zeigt unter der Hg-Lampe eine ZnS-Zersetzung von 3,   50/0.   



     Beispiel 2 :   Analoge Durchführung wie Beispiel   1,   nur dass als flockende Lösung eine Lösung von 
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Claims (1)

1. ;PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Stabilisierung von Zinksulfidpigmenten, wobei das Pigment in einer wässerigen Lösung eines Alkalisalzes der Isopolysäuren des Siliziums bzw. Phosphors suspendiert und diese Suspension mit einer Lösung eines Gemisches von Erdalkali- und/oder Aluminiumchlorid geflockt wird, das umhüllte Pigment anschliessend abfiltriert, ausgewaschen, getrocknet und gemahlen wird, dadurch gekennzeichnet, <Desc/Clms Page number 3> dass eine Flockungslösung verwendet wird, die zusätzlich mindestens ein Salz der Metalle Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Cadmium, Titan, Zirkonium, Cer und der Metalle der seltenen Erden, vornehmlich Chloride oder Nitrate, in einem Prozentsatz von mindestens 0,03 Gew. -0/0, vornehmlich 0, 05-0, 5 Gew.-% Metall, bezogen auf das Pigment enthält.