BR112014029985B1

BR112014029985B1 - Partículas de pigmento de dióxido de titânio, processo para o tratamento superficial das mesmas e seu uso

Info

Publication number: BR112014029985B1
Application number: BR112014029985-4A
Authority: BR
Inventors: Alexander Breyder; Frank Mersch; Volker Juergens; Siegfried Bluemel; Volker Schmitt
Original assignee: Kronos International, Inc
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2022-01-18
Also published as: SA115360608B1; EP2875077B1; DE102013009390A1; AU2013283882B2; JP6265980B2; US9096762B2; JP2015527429A; EP2875077A1; AU2013283882A1; TWI613261B; MX338027B; MY172701A; US20140000483A1; IN2015MN00130A; KR20150034738A; WO2014000873A8; TW201402714A; RU2607402C2; UA116443C2; US20140338566A1

Abstract

processo para o tratamento superficial de partículas de pigmento inorgânico. a invenção refere-se a um processo para o tratamento superficial de partículas de pigmento inorgânico com aglomerados de partículas primárias finamente divididas ou cristais individuais de compostos inorgânicos, em particular, de óxidos ou sulfatos. o processo é caracterizado pelo fato de que inicialmente os compostos inorgânicos são precipitados na forma de aglomerados estruturados soltos e/ou cristais individuais de uma solução aquosa em condições de ph adequadas, em um recipiente separado. em seguida, o produto precipitado é acrescentado a uma suspensão aquosa de partículas de pigmento inorgânico. o processo é particularmente adequado para o tratamento superficial de pigmentos de dióxido de titânio, para obter um alto poder de cobertura ou uma alta opacidade no uso em tintas de dispersão ou em laminados.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a um processo para o tratamento superficial de partículas de pigmento inorgânico, em particular, de partículas de pigmento de dióxido de titânio e o uso das partículas de pigmentos em laminados, revestimentos e materiais sintéticos.

ANTECEDENTES TECNOLÓGICOS DA INVENÇÃO

[002] Partículas inorgânicas, em particular, partículas de pigmento inorgânico, são muitas vezes tratadas superficialmente, para modificar certas propriedades, por exemplo, a carga superficial, propriedades de dispersão, ácido ou resistência à luz. Durante o uso de pigmentos, em particular, de dióxido de titânio, trata-se, entre outros, de um alto poder de cobertura (opacidade), que pode ser melhorado por um tipo particular de tratamento superficial. Alto poder de cobertura ou alta opacidade é exigido, por exemplo, ao usar as partículas de pigmento de dióxido de titânio em tintas de dispersão ou em laminados (papel decorativo).

[003] O aumento do poder de cobertura é geralmente obtido através de um revestimento superficial com óxido de silício e/ou óxido de alumínio, que apresenta uma estrutura volumosa, porosa, a mais solta possível e atua como espaçador para as partículas de pigmento individuais. Alternativamente, as partículas de pigmento podem ser misturadas com materiais de enchimento apropriados (por exemplo, carbonato de cálcio, caulim, talco), sendo que as partículas de material de enchimento como as chamadas "partículas extensivas" devem servir igualmente como espaçadores para as partículas de pigmento.

[004] O documento US 3.591.398 e o documento US 4.075.031publicam processos para a precipitação de revestimentos de SiO2 e Al2O3 porosos sobre partículas de TiO2, para melhorar o poder de cobertura das partículas de pigmento. Nesse caso, os compostos alcalinos precursores dos óxidos de revestimento são colocados em uma suspensão aquosa ácida das partículas de TiO2, que apresenta um valor de pH de < 7 e os óxidos correspondentes são rapidamente precipitados em estrutura solta.

[005] O papel decorativo é um componente de um material derevestimento duroplástico, decorativo, que é preferivelmente usado para beneficiar a superfície de móveis e para pisos de laminados. Como laminados são designados materiais laminados, nos quais, por exemplo, vários papéis impregnados, empilhados ou papéis e placas de fibra dura ou de aglomerado são prensados uns com os outros. Através do uso de resinas sintéticas especiais, obtém-se uma resistência ao risco, golpe, produtos químicos e calor dos laminados.

[006] O uso de papéis especiais (papéis decorativos) permite aprodução de superfícies decorativas, sendo que o papel decorativo não serve apenas como papel decorativo, por exemplo, para superfícies de material de madeira não atrativas, mas sim, também como suporte para a resina sintética. As exigências, que são feitas ao papel decorativo incluem, entre outras, a opacidade (poder de cobertura), resistência à luz (estabilidade ao acinzentamento), resistência à cor, resistência à umidade, impregnabilidade e estampabilidade. A economia do processo de produção de papéis decorativos é determinada, entre outros, pela opacidade do pigmento no papel.

[007] Para obter a opacidade necessária do papel decorativo, umpapel à base de dióxido de titânio é, em princípio, ideal. Na produção de papel, via de regra, um pigmento de dióxido de titânio ou uma suspensão do pigmento de dióxido de titânio é misturado com uma suspensão de celulose. Além das matérias-primas, pigmento e celulose utilizam-se, em geral, também substâncias auxiliares, tais como, por exemplo, agentes resistentes à umidade e opcionalmente outros aditivos, tais como, por exemplo, certos materiais de enchimento.

[008] Para melhorar a resistência à luz (estabilidade ao acinzen-tamento) de papel decorativo, o pigmento de dióxido de titânio é geralmente revestido com compostos de alumínio, em particular, com fosfato de alumínio. Para melhorar a opacidade dos pigmentos de dióxido de titânio na aplicação em papel decorativo e outras aplicações, são conhecidos também tratamentos superficiais especiais, por exemplo, a precipitação de camadas volumosas de óxido de metal em pigmentos para tintas de dispersão, sendo que a precipitação atua como espaçador (spacer) para as partículas de pigmento individuais.

[009] De acordo com o documento DE 103 32 650 A1, é possívelpreparar um pigmento de dióxido de titânio com alta estabilidade ao acinzentamento e, ao mesmo tempo, com melhor retenção e opacidade. O processo destaca-se pelo fato, de que um componente de alumínio e um de fósforo a um valor de pH mantido constante de pelo menos 10, são colocados em uma suspensão de dióxido de titânio e, em seguida, o valor de pH é diminuído a um valor inferior a 9, para precipitar os compostos de fosfato de alumínio.

[0010] O documento DE 10 2011 015 856 A1 descreve um outroprocesso para a preparação de um pigmento de dióxido de titânio revestido com fosfato de alumínio com alta estabilidade ao acinzenta- mento e boa claridade e opacidade. Nesse processo, inicialmente o ácido fosfórico e, em seguida, um composto de alumínio alcalino e um ácido são colocados na suspensão de dióxido de titânio.

[0011] O documento WO 2002/077107 A2 publica uma composição de pigmento de dióxido de titânio, que apresenta tanto uma alta estabilidade ao acinzentamento, como também uma alta opacidade. A composição do pigmento consiste em uma mistura de dois diferentes tipos de pigmento de dióxido de titânio. O tipo A é um pigmento de dióxido de titânio adequado para o uso em papel decorativo com alta estabilidade ao acinzentamento, por exemplo, revestido com fosfato de alumínio e o tipo B é um pigmento de dióxido de titânio adequado para o uso em tintas de dispersão, que é caracterizado pelo revestimento com um teor elevado de SiO2 e Al2O3 em precipitação volumosa flocu- lada. Essa composição tem a desvantagem, de que inicialmente são preparados dois diferentes tipos de pigmento e, em seguida, esses devem ser misturados homogeneamente.

[0012] Há uma necessidade por um processo para a produção depigmentos inorgânicos, que apresentam vantagens em relação aos pigmentos inorgânicos conhecidos, por exemplo, através da maior eficiência e as economias de custos na aplicação que podem ser obtidas por esse meio. Há, em particular, uma necessidade por um processo econômico alternativo para a produção de um pigmento de dióxido de titânio com melhor opacidade e a possibilidade de otimizar, ao mesmo tempo, também outras propriedades, tais como estabilidade às intempéries, estabilidade ao acinzentamento, claridade, resistência à corrosão e assim por diante.

ESCOPO E BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0013] O objetivo da invenção é disponibilizar um processo alternativo para o tratamento superficial de partículas de pigmento inorgânico, em particular, de partículas de pigmento de dióxido de titânio, com auxílio do qual a opacidade e/ou outras propriedades, tais como, por exemplo, a estabilidade às intempéries ou claridade das partículas de pigmento podem ser melhoradas.

[0014] O objetivo é resolvido por um processo para o tratamentosuperficial de partículas de pigmento inorgânico, que é caracterizado pelas seguintes etapas:

[0015] Preparação de uma suspensão aquosa de partículas depigmento inorgânico;

[0016] Precipitação de compostos inorgânicos da solução aquosaem um recipiente separado, sendo que o produto precipitado consiste em aglomerados de partículas primárias finamente divididas e/ou em cristais individuais,

[0017] Adição do produto precipitado mencionado à suspensãoaquosa de partículas de pigmento inorgânico.

[0018] Outras variantes vantajosas do processo são descritas nasreivindicações secundárias.

FIGURAS

[0019] As figuras 1a e 1b mostram imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) do produto precipitado de acordo com a invenção, preparado de acordo com o exemplo 1.

[0020] As figuras 2a e 2b mostram imagens de TEM de partículasde pigmento de TiO2 tratadas superficialmente de acordo com a invenção, preparadas de acordo com o exemplo 1.

[0021] A figura 3 mostra uma imagem de TEM de partículas depigmento de TiO2 tratadas superficialmente de forma convencional, preparadas de acordo com o exemplo comparativo 1.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0022] Aqui e a seguir, devem ser entendidos por "óxido" tambémos correspondentes óxidos, hidróxidos ou hidratos de óxidos contendo água. Todos os dados publicados a seguir com respeito ao valor de pH, temperatura, concentração em % em peso ou % em volume, de tamanho de partícula e assim por diante devem ser entendidos de tal modo, que todos os valores, que se situam na faixa da respectiva precisão de medição conhecida pelo técnico, também são compreendidos. O dado "quantidade significativa" ou "fração significativa" no contexto do presente pedido de patente, caracteriza a quantidade mínima de um componente, a partir da qual as propriedades da mistura são influenciadas no contexto da precisão de medição.

[0023] As partículas de pigmento inorgânico usadas de acordocom a invenção, apresentam preferivelmente um diâmetro médio de partícula de no máximo cerca de 1 μm, em particular, de cerca de 0.1 a 1 μm e, em particular, preferivelmente de cerca de 0.2 a 0.5 μm. Partículas de pigmento adequadas são partículas de pigmento colorido e pigmento branco inorgânico. As partículas de pigmento de dióxido de titânio são particularmente preferidas.

[0024] A invenção parte de uma suspensão aquosa de partículasde pigmento inorgânico. As partículas podem ter sido submetidas ante-riormente a uma moagem, por exemplo, em um moinho agitador. Além disso, as partículas já podem ter sido providas de um revestimento superficial, por exemplo, com óxidos metálicos inorgânicos. No caso das partículas de pigmento de dióxido de titânio pode ser usado material, que foi produzido de acordo com o processo de cloreto ou de acordo com o processo de sulfato. As partículas de dióxido de titânio são preferivelmente dopadas com alumínio. A quantidade da dopagem de alumínio situa-se preferivelmente a 0.2 até 2.0% em peso, calculada como Al2O3. As partículas de dióxido de titânio podem ser usadas ou não tratadas (corpo de base de dióxido de titânio) ou já revestidas superficialmente. O revestimento superficial pode consistir em uma ou mais camadas. Geralmente, o revestimento contém um ou vários dos compostos SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2, SnO2, P2O5. O técnico conhece as composições convencionais e os procedimentos convencionais para a preparação do revestimento. Em particular, as camadas de revestimento podem apresentar uma densidade e/ou uma estrutura mais solta.

[0025] De acordo com a invenção, à suspensão aquosa de partículas de pigmento inorgânico é acrescentado um produto precipitado de compostos inorgânicos, que consiste em aglomerados de partículas primárias finamente divididas e/ou em cristais individuais. O produto precipitado contém preferivelmente óxidos ou sulfatos. No caso dos óxidos trata-se, em particular, de óxido de silício, alumínio, zircônio ou titânio ou de misturas dos mesmos. As partículas primárias finamente divididas apresentam em uma dimensão preferivelmente um tamanho de até 200 nm, em particular, de até 100 nm e de modo particularmente preferido, de até 50 nm. Em uma outra modalidade da invenção, as partículas primárias são preponderantemente cristalinas. Os cristais individuais no produto precipitado apresentam preferivelmente um comprimento de aresta de até 3 μm, em particular, de até 1 μm.

[0026] Os aglomerados precipitados das partículas primárias finamente divididas apresentam preferivelmente uma estrutura mais solta. De acordo com a invenção, a "estrutura mais solta" ou "agregados estruturados mais soltos" significa que os espaços ocos presentes entre as partículas primárias podem ser reconhecidos sob o microscópio eletrônico e importam em mais de cerca de 30% em volume, dos aglomerados. Os aglomerados são designados, a seguir, também como flocos. O tamanho dos aglomerados depende das condições de precipitação e dosagem, por exemplo, do valor de pH, temperatura, tempo e adição de germes. O técnico conhece as possibilidades para a influência.

[0027] A preparação do produto precipitado é efetuada misturandopelo menos dois componentes em solução aquosa e através do controle adequado do valor de pH e/ou da temperatura, sendo que os compostos inorgânicos desejados precipitam. O técnico conhece os correspondentes componentes e os parâmetros de controle adequados para a precipitação. A precipitação realiza-se em um recipiente separado, sendo que também pode se tratar, por exemplo, de um tubo para o recipiente, no qual está a suspensão das partículas de pigmento inorgânico. O tubo pode ser equipado, além disso, opcionalmente com um misturador em linha.

[0028] Para a precipitação de aglomerados de partículas primáriasde óxido de alumínio, por exemplo, uma solução mista aquosa de pelo menos dois componentes com um valor de pH de 4.5 a 7 é preparada em uma execução da invenção. Os pelo menos dois componentes compreendem ou um composto de alumínio alcalino (por exemplo, aluminato de sódio) e um componente ácido, por exemplo, um ácido ou um sal de reação ácida (por exemplo, sulfato de alumínio). Ou esses compreendem alternativamente um composto de alumínio ácido (por exemplo, sulfato de alumínio) e um componente alcalino, por exemplo, uma lixívia ou um sal de reação ácida (por exemplo, alumina- to de sódio). Na solução mista, o óxido de alumínio precipita em aglomerados estruturados de forma solta.

[0029] Em uma modalidade particular da invenção, podem serpreparados aglomerados estruturados de forma solta de partículas primárias de aluminossilicato. Neste caso, ou uma solução de silicato alcalina é misturada com um composto de alumínio alcalino (por exemplo, aluminato de sódio) e, em seguida ou ao mesmo tempo, a solução é ajustada com um ácido ou com um componente de reação ácida (por exemplo, sulfato de alumínio) para um valor de pH de cerca de < 10, sendo que o SiO2 e o Al2O3 precipitam juntos em forma estruturada solta. Alternativamente, a solução de silicato de metal alcalino pode ser adicionada a um composto de alumínio de reação ácida (por exemplo, sulfato de alumínio) e ser ajustada com uma quantidade correspondente de ácido ou lixívia para um valor de pH de cerca de < 10. De acordo com a invenção, também podem ser produzidos produtos de precipitação de outras misturas de óxidos.

[0030] O produto precipitado produzido de acordo com a invençãoem um recipiente separado, é acrescentado, em seguida, sob agitação à suspensão de partículas de pigmento, preferivelmente na forma de suspensão. As condições são selecionadas de tal modo, que após a adição, o produto precipitado e as partículas de pigmento são quimicamente estáveis na suspensão.

[0031] De acordo com a invenção, os aglomerados do produtoprecipitado acumulam-se como flocos discretos sobre as partículas de pigmento inorgânico ou entre as partículas de pigmento inorgânico (vide a figura 2). Em contrapartida, no tratamento superficial convencional de partículas através de precipitação in situ dos materiais inorgânicos na superfície das partículas, forma-se em grande parte uma camada contínua na superfície das partículas (vide a figura 3).

[0032] O tratamento superficial de acordo com a invenção permite,em relação ao tratamento superficial convencional, em particular, um melhor espaçamento de cada uma das partículas de pigmento e, com isso, um ganho de eficiência com respeito à opacidade, poder de acla- ramento e custos. Além disso, o tratamento superficial de acordo com a invenção leva a graus de liberdade na precipitação dos compostos inorgânicos, visto que as partículas de pigmento devem ser expostas às condições de precipitação especiais, tais como na precipitação in situ convencional.

[0033] Em uma forma de modalidade particular do processo deacordo com a invenção, um pigmento de dióxido de titânio é preparado para o uso em laminados com alta opacidade e alta estabilidade ao acinzentamento. Nesse caso, separa-se inicialmente uma camada de compostos de alumínio-fósforo na superfície das partículas de dióxido de titânio, opcionalmente na mistura com oxi-hidrato de alumínio. A composição depende das quantidades usadas do componente de alumínio e fósforo e da quantidade opcionalmente presente de Al2O3 dopado. A seguir, essa camada é designada de forma simplificada como camada de fosfato de óxido de alumínio. A camada de fosfato de óxido de alumínio é preparada da seguinte maneira:

[0034] Em uma suspensão aquosa de partículas de dióxido de ti- tânio preferivelmente não tratadas com um valor de pH de pelo menos 8, preferivelmente de pelo menos 9, coloca-se inicialmente ácido fosfórico e um composto de alumínio alcalino e, em seguida, um composto ácido de alumínio, sendo que se ajusta um valor de pH de 4.5 a 7 e se forma uma camada de fosfato de óxido de alumínio. Em seguida, em uma etapa, é preparada uma solução mista aquosa de pelo menos dois componentes com um valor de pH de 4.5 a 7 em um recipiente separado. Os pelo menos dois componentes compreendem ou um composto de alumínio alcalino (por exemplo, aluminato de sódio) e um componente ácido, por exemplo, um ácido ou um sal de reação ácida (por exemplo, sulfato de alumínio) ou esses compreendem alternativamente um composto de alumínio ácido (por exemplo, sulfato de alumínio) e um componente alcalino, por exemplo, uma lixívia ou um sal de reação ácida (por exemplo, aluminato de sódio). Compostos de alumínio inorgânico precipitam na solução mista, em particular, óxido de alumínio, na forma de aglomerados de partículas primárias finamente divididas. Os aglomerados apresentam preferivelmente uma estrutura solta.

[0035] Em seguida, a solução mista com os aglomerados precipitados é acrescentada à suspensão de dióxido de titânio, sendo que os aglomerados precipitados se acumulam como flocos na superfície das partículas de dióxido de titânio.

[0036] Finalmente, conforme a necessidade, realiza-se um ajustedo valor de pH da suspensão de dióxido de titânio para aproximadamente 5 a 7.

[0037] A quantidade de ácido fosfórico usada importa preferivelmente em 1.0 a 5.0% em peso, em particular, 1.5 a 3.5% em peso e em particular, 2.0 a 3.0% em peso, calculada como P2O5 e com base em TiO2.

[0038] A quantidade total dos compostos de alumínio acrescenta- dos inclusive dos aglomerados precipitados importa preferivelmente em 3.0 a 7.0% em peso, em particular, 4.0 a 6.0% em peso, calculada como Al2O3 e com base em TiO2.

[0039] O pigmento de TiO2 pós-tratado é separado da suspensãoatravés de métodos de filtração conhecidos pelo técnico e o bolo do filtro resultante é lavado, para remover os sais solúveis.

[0040] Para melhorar a resistência do pigmento à luz no laminadoantes ou durante a subsequente secagem, pode ser acrescentado ao bolo do filtro lavado um composto contendo nitrato, por exemplo, KNO3, NaNO3, Al(NO3)3 em uma quantidade de 0.05 a 0.5% em peso, calculada como NO3 e com base no pigmento. Além disso, para melhorar as propriedades de escoamento, pode ser acrescentado ao pigmento em uma das etapas do processo, um composto orgânico da série daqueles, tais como são convencionalmente usados na produção de pigmentos de TiO2 e que são conhecidos pelo técnico, tais como, por exemplo, poliálcoois (trimetiloletano, trimetilolpropano, neopentil- glicol). Alternativamente à adição dos compostos contendo nitrato antes ou durante a secagem, a adição dessas substâncias também pode ser efetuada durante a moagem.

[0041] Em uma forma de modalidade alternativa do processo, opigmento tratado é submetido a um tratamento térmico a 200 até 400oC, preferivelmente a 200 até 300oC durante cerca de 60 a 180 minutos.

[0042] O pigmento produzido por essa variante do processo deacordo com a invenção mostra uma melhor opacidade em comparação com os pigmentos comparativos com claridade e estabilidade ao acin- zentamento igualmente bom e é o mais adequado para o uso em papel decorativo.

EXEMPLOS

[0043] A seguir, a invenção é descrita por meio de exemplos, sem que, com isso, seja associada uma restrição da invenção.

EXEMPLO 1

[0044] 250 ml de uma suspensão de partículas de pigmento deTiO2 moída a frio, que apresentou uma concentração de TiO2 de 400 g/l, foi ajustada para um valor de pH de 3 com H2SO4. Em seguida, foram acrescentados 2 g de Al2O3 na forma de uma solução de sulfato de alumínio, ajustando-se um valor de pH inferior a 3.

[0045] Para preparar os produtos de precipitação a partir da solução aquosa, 100 ml de uma solução de vidro solúvel (100 g/l de SiO2) foram acrescentados lentamente sob agitação a 100 ml de uma solução de aluminato de sódio, que foi ajustada por meio de NaOH a 5% para uma concentração de 100 g/l de Al2O3, a uma temperatura de 60oC. Em seguida, o valor de pH foi lentamente reduzido para 10 por meio de HCl e a solução foi agitada à temperatura ambiente por 24 horas. Formou-se um precipitado fino.

[0046] As figuras 1a e 1b mostram duas imagens de microscopiaeletrônica de transmissão (TEM) do produto precipitado. O produto precipitado consiste em partículas aglomeradas preponderantemente cristalinas, que apresentam superfícies cristalinas acentuadas e tamanhos da partícula primária, tanto abaixo de 100 nm, como também acima de 100 nm. A figura 1a mostra adicionalmente um cristal único com um comprimento da borda de aproximadamente 300 nm.

[0047] Em seguida, 40 ml da suspensão com os produtos de precipitação foi colocada sob agitação na suspensão de TiO2. Em seguida, o valor de pH da suspensão de TiO2 foi ajustado para 6 a 8 e as partículas de TiO2 foram separadas, lavadas e secadas a 105oC. As figuras 2a e 2b mostram duas imagens de TEM das partículas de pigmento de TiO2 tratadas. As imagens mostram, que os aglomerados precipitados ocorrem como espaçador discreto entre as partículas de TiO2 (vide a seta).

[0048] A superfície específica (BET) das partículas de pigmentotratadas importou em 9.2 m2/g.

EXEMPLO COMPARATIVO 1

[0049] A 250 ml de uma suspensão de partículas de pigmento deTiO2 moída a frio com uma concentração de TiO2 de 400 g/l e com um valor de pH de aproximadamente 12, foram acrescentados, ao mesmo tempo a 60oC, 20 ml de solução de vidro solúvel (100 g/l de SiO2) e 20 ml de solução de sulfato de alumínio (100 g/l de Al2O3). Em seguida, foram acrescentados 2 g de Al2O3 na forma de uma solução de sulfato de alumínio. A seguir, o valor de pH da suspensão foi ajustado para 7, as partículas de TiO2 foram separadas, lavadas e secadas a 105oC.

[0050] A figura 3 mostra uma imagem de TEM das partículas depigmento TiO2 tratadas. A imagem mostra, que os óxidos precipitados in situ estão presentes como camada quase contínua na superfície das partículas de TiO2.

[0051] A superfície específica (BET) das partículas de pigmentotratadas importou em 15.3 m2/g.

EXEMPLO 2

[0052] Uma suspensão de partículas de pigmento de TiO2 moída afrio do processo de cloreto com uma concentração de TiO2 de 450 g/l, com uma dopagem de alumínio das partículas de TiO2 que corresponde a 1.2% em peso, de Al2O3 e com um valor de pH de 10, foram acrescentados 2.5% em peso, de P2O5 na forma de H2PO4 a 75%. Neste caso, ajustou-se um valor de pH de aproximadamente 2. Em seguida, foram acrescentados 2.0% em peso, de Al2O3 como alumina- to de sódio. Neste caso, ajustou-se um valor de pH de aproximadamente 10. Em seguida, a suspensão foi ajustada para um valor de pH de 5 na etapa seguinte através da adição de sulfato de alumínio (que corresponde a 1.1 até 1.3% em peso, de Al2O3). Em seguida, foi preparada uma solução mista aquosa dos componentes sulfato de alumí- nio e aluminato de sódio com um valor de pH de 5, na qual se formou um produto precipitado de partículas primárias aglomeradas. A solução mista com o produto precipitado foi acrescentada à suspensão de TiO2 em uma quantidade, que corresponde a uma quantidade de adição de 1.2% em peso, de Al2O3, com base no TiO2.

[0053] Em seguida, a suspensão foi ajustada para um valor de pHde 6 com auxílio de uma solução alcalina de aluminato de sódio.

[0054] A suspensão de TiO2 pós-tratada foi filtrada e liberada dossais hidrossolúveis através de lavagem. Depois da adição de aproxi-madamente 0.18% em peso, de NO3 como NaNO3, a pasta de filtro lavada foi secada em um secador de atomização e, em seguida, moída em um moinho de jato.

[0055] O pigmento produzido apresentou a seguinte composição,em cada caso indicada como óxido: 2.2% em peso, de P2O5 e 5.1% em peso, de Al2O3 em cada caso com base no corpo de base de TiO2 e 0.17% em peso, de NO3.

EXEMPLO COMPARATIVO 2

[0056] A uma suspensão de partículas de pigmento de TiO2 moídaa frio do processo de cloreto com uma concentração de TiO2 de 450 g/l, com uma dopagem de alumínio das partículas de TiO2 que corresponde a 1.2% em peso, de Al2O3 e com um valor de pH de 10, foram acrescentados 2.5% em peso, de P2O5 na forma de um H3PO4 a 75%. Neste caso, ajustou-se um valor de pH de aproximadamente 2. Em seguida, foram acrescentados 2.0% em peso, de Al2O3 como alumina- to de sódio. Neste caso, ajustou-se um valor de pH de aproximadamente 10. Em seguida, a suspensão foi ajustada para um valor de pH de 5 na etapa seguinte através da adição de sulfato de alumínio (que corresponde a 1.1 até 1.3% em peso, de Al2O3). Em seguida, foram misturados 1,2% em peso, de Al2O3 na forma de uma adição paralela de solução de sulfato de alumínio e aluminato de sódio, de modo que o valor de pH foi mantido em 5 (método do pH fixo). Em seguida, a suspensão foi ajustada para um valor de pH de 6 com auxílio de uma solução alcalina de aluminato de sódio. A suspensão de TiO2 pós- tratada foi filtrada e libertada dos sais hidrossolúveis através de lavagem. Depois da adição de aproximadamente 0.18% em peso, de NO3 como NaNO3, a pasta de filtro lavada foi secada em um secador de atomização e, em seguida, moída em um moinho de jato.

[0057] O pigmento produzido apresentou a seguinte composição,em cada caso indicada como óxido: 2.3% em peso, de P2O5 e 5.5% em peso, de Al2O3 em cada caso com base no corpo de base de TiO2 e 0.18% em peso, de NO3.

MÉTODOS DE TESTE E RESULTADOS DO TESTEPRODUÇÃO DE LAMINADOS (ESCALA LABORATORIAL)

[0058] Os pigmentos de dióxido de titânio produzidos de acordocom o exemplo 2 e o exemplo comparativo 2, foram processados com celulose para formar papel decorativo e, em seguida, com respeito às suas propriedades óticas e resistência à luz, foram examinados em laminados prensados. Para isso, o pigmento de dióxido de titânio a ser testado foi incorporado em celulose e foram produzidas folhas com uma medida de superfície de aproximadamente 80 g/m2 e com uma porção de massa de TiO2 de aproximadamente 30 g/m2.

[0059] Para a avaliação das propriedades óticas dos papéis decorativos e, com isso, da qualidade do pigmento de dióxido de titânio, é significativo que os papéis decorativos com o mesmo teor de cinza sejam comparados. Para isso, é necessário que a quantidade de pigmento de dióxido de titânio usada para a formação da folha seja ajustada de acordo com a retenção da porção de massa de TiO2 desejada no papel, aqui 30 + 1 g/m2 ou a gramatura desejada, aqui 80 + 1 g/m2. Para a formação de uma folha foram aplicados nesses ensaios 1.65 g de celulose (secada no forno). O procedimento e as substâncias auxi- liares usadas são conhecidos pelo técnico.

[0060] O teor de dióxido de titânio (cinza em [%]) de uma folha foideterminado a seguir. Para a determinação do teor de dióxido de titânio, uma quantidade de peso definida do papel produzido foi incinerada com um incinerador rápido a 900oC. Através do peso final do resíduo, calcula-se a porção de massa de TiO2 (cinza em [%]). Para calcular o teor de cinza, foi aplicada a seguinte fórmula:

[0061] Teor de cinza [g/m2] x (cinza [%] x gramatura [g/m2]) / 100[%].

[0062] O processamento adicional do papel compreendeu a impregnação e a compressão para formar laminados. A folha a ser revestida com resina foi completamente imersa em uma solução de resina de melamina, depois puxada entre duas rasquetas, para assegurar uma certa aplicação de resina e, em seguida, essa foi previamente condensada na estufa de secagem de ar circulante a 130oC. A aplicação de resina importou em 110 a 140% do peso da folha. A folha tinha uma umidade residual de 5.7 a 6.2% em peso. As folhas condensadas foram dobradas com papéis de base embebidos com resina fenol e com papel de camada inferior (underlay) branco ou preto para formar pacotes prensados.

[0063] Para medir as propriedades óticas, os pacotes prensadossão montados da seguinte maneira: papel decorativo, papel de camada inferior branco ou preto, 6 folhas de papel de base, papel de camada inferior branco ou preto, papel decorativo.

[0064] Para determinar a estabilidade ao acinzentamento, os pacotes prensados são montados da seguinte maneira: papel decorativo, 5 folhas de papel de base, papel de camada inferior branco.

[0065] A prensagem dos pacotes foi efetuada com auxílio de umaprensa de laminados Wickert tipo 2742 com uma temperatura de 140oC e uma pressão de 9000 Kpa (90 bar) durante um período de prensagem de 300 segundos.

ENSAIO

[0066] A medição das propriedades óticas e da estabilidade aoacinzentamento dos laminados foi efetuada com equipamentos comer-cialmente disponíveis (fotômetro espectral, equipamento de teste de xenônio).

[0067] Para avaliar as propriedades óticas de laminados moldados, os valores das cores (CIELAB L*, -a*, -b*) são determinados de acordo com a norma DIN 6174 com auxílio do instrumento de medição ELREPHO® 3300 sobre o papel de camada inferior branco ou sobre o preto.

[0068] Como medida para a claridade utilizou-se o valor de corCIELAB L* sobre papel de camada inferior branco (L*branco).

[0069] A opacidade é uma medida para a permeabilidade da luzou transmissão do papel. Os seguintes tamanhos foram selecionados como medida para a opacidade dos laminados: CIELAB L*preto, a claridade dos laminados medida sobre papel de camada inferior preto e o valor da opacidade L [%] = Ypreto/Ybranco x 100, determinado do valor Y medido sobre papel de camada inferior preto (Ypreto) e do valor Y sobre papel de camada inferior (Ybranco). Os dois valores, CIELAB L*preto e L [%] são normatizados para um teor de cinza de 30.0 g/m2. Para avaliar a estabilidade ao acinzentamento (resistência à luz) dos pigmentos de dióxido de titânio ou das misturas de pigmento de dióxido de titânio, as respectivas amostras de laminados são expostas à luz em um XENO- TEST® Alpha. Os valores da cor CIELAB L*, a* e b* foram medidos de acordo com a norma DIN 6174 antes e depois de um período de exposição à luz de 96 horas no XENOTEST® Alpha. A fonte de luz é uma lâmpada de arco de xenônio com uma intensidade de radiação UV de 70 W/m2. A temperatura na câmara de amostras do instrumento situa- se em 45oC, a umidade relativa a 30%. As amostras são expostas à luz no "movimento de rotação". Como medida para a estabilidade ao acinzentamento foram indicados tanto ΔL* = L*antes - L*depois, como também ΔE = ((ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2)1/2.

RESULTADOS DOS ENSAIOS

[0070] A tabela mostra os resultados dos testes para laminado,que foi produzido com o pigmento de acordo com a invenção (exemplo 2) ou com um pigmento comparativo (exemplo comparativo 2). Verifica-se, que o laminado produzido com o pigmento de acordo com a invenção apresenta uma opacidade maior com os mesmos valores de claridade e estabilidade ao acinzentamento, em comparação com um laminado, que contém um pigmento produzido de acordo com o estado da técnica.

CONCLUSÃO

[0071] O processo de acordo com a invenção leva a um pigmentocom propriedades superficiais significativamente diferentes em relação a um pigmento pós-tratado de forma convencional, tal como resulta da comparação as figuras 2 e 3 e dos respectivos valores superficiais específicos (BET). O tratamento superficial de acordo com a invenção, permite em relação ao tratamento superficial convencional, em particular, um melhor espaçamento de cada uma das partículas de pigmento e, com isso, um ganho de eficiência em relação à opacidade, poder de aclaramento e custos.

[0072] Além disso, o tratamento superficial de acordo com a invenção leva a graus de liberdade na precipitação dos compostos inorgânicos, visto que as partículas de pigmento não precisam ser expostas às condições de precipitação especiais, tal como na precipitação in situ convencional.

Claims

1. Processo para o tratamento superficial de partículas de pigmento de dióxido de titânio, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:(a) preparação de uma suspensão aquosa de partículasde pigmento de dióxido de titânio,(b) precipitação de compostos inorgânicos da solução aquosa através da mistura de pelo menos dois componentes em solução aquosa e controle adequado do valor de pH e/ou da temperatura em um recipiente separado e produção de uma suspensão de um produto precipitado, sendo que o produto precipitado consiste em aglomerados de partículas primárias finamente divididas e/ou em cristais individuais dos óxidos e hidróxidos de silício, alumínio, zircônio ou titânio ou misturas dos mesmos,(c) adição da suspensão do produto precipitado mencionado à suspensão aquosa de partículas de pigmento de dióxido de titânio.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas primárias finamente divididas precipitadas são preponderantemente cristalinas.

3. Processo de acordo com a revindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as partículas de pigmento de dióxido de titânio já foram anteriormente tratadas superficialmente.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:(a) preparação de uma suspensão aquosa de partículasde pigmento de dióxido de titânio,(b) precipitação de óxido de alumínio de uma solução aquosa através da mistura de um composto de alumínio alcalino com um componente ácido ou mistura de um composto de alumínio ácido com um componente alcalino, com um valor de pH de 4,5 a 7 em um recipiente separado, e produção de uma suspensão aquosa de óxido de alumínio precipitado,(c) adição da suspensão dos óxidos de alumínio precipitados à suspensão aquosa de partículas de pigmento de dióxido de titânio.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:(a) preparação de uma suspensão aquosa de partículas de pigmento de dióxido de titânio,(b) precipitação de aluminossilicato de uma solução aquosa através da mistura de uma solução de silicato alcalina com um composto de alumínio ácido ou alcalino, e adição de um componente ácido ou alcalino, ajustando-se a um valor de pH de cerca de no máximo 10, em um recipiente separado, e produção de uma suspensão aquosa de aluminossilicato precipitado,(c) adição da suspensão dos aluminossilicatos precipitados à suspensão aquosa de partículas de pigmento de dióxido de titânio.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:(a) preparação de uma suspensão aquosa de partículas de dióxido de titânio não tratadas com um valor de pH de pelo menos 8, preferivelmente de pelo menos 9,em seguida, inicialmente a adição de ácido fosfórico e de um composto de alumínio alcalino, eem seguida, a adição de um composto de alumínio ácido, sendo que se ajusta um valor de pH de 4,5 a 7,(b) precipitação de compostos de alumínio inorgânico de uma solução aquosa com um valor de pH de 4,5 a 7 em um recipiente separado, sendo que a solução foi preparada a partir de pelo menos um composto de alumínio alcalino e de um componente ácido ou a partir de pelo menos um composto de alumínio ácido e de um componente alcalino, e produção de uma suspensão aquosa de compostos de alumínio precipitados, sendo que o produto precipitado consiste em aglomerados de partículas primárias finamente divididas e/ou em cristais individuais,(c) adição da suspensão dos compostos de alumínio precipitados à suspensão aquosa de partículas de pigmento de dióxido de titânio.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as partículas de pigmento de dióxido de titânio são posteriormente submetidas a um ou vários outros tratamentos superficiais.

8. Partículas de pigmento de dióxido de titânio tratadas su-perficialmente, caracterizadas pelo fato de que são obtidas pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

9. Uso das partículas de pigmento de dióxido de titânio tratadas superficialmente, como definidas na reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que é em materiais sintéticos, revestimentos ou laminados.