BR112016009583B1

BR112016009583B1 - Processo para o revestimento da superfície de partículas inorgânicas, em particular, de partículas de pigmento de dióxido de titânio

Info

Publication number: BR112016009583B1
Application number: BR112016009583-9A
Authority: BR
Inventors: Corinna Hommes; Jörg Friedrich; Heiko Frahm; Uwe Wilkennhöner
Original assignee: Kronos International, Inc
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2021-11-30

Abstract

PROCESSO PARA O REVESTIMENTO DA SUPERFÍCIE DE PARTÍCULAS INORGÂNICAS, EM PARTICULAR, DE PARTÍCULAS DE PIGMENTO DE DIÓXIDO DE TITÂNIO. Processo para o revestimento da superfície de partículas sólidas inorgânicas, em particular, de partículas de pigmento de dióxido de titânio em uma suspensão aquosa. Partículas não tratadas, particularmente, corpos de base de TiO2 são indicadas a uma suspensão aquosa e depois desaglomeradas. Suspensão aquosa de partículas desaglomerada (2) é transportada, de acordo com a invenção, de um recipiente receptor (recipiente) (1) em um processo de circulação (3) (trasfegada mediante bomba). No recipiente receptor localiza-se um agitador de alta potência (4). Agitador de alta potência apresenta uma velocidade periférica mínima de 15 m/s ou uma potência de agitação específica P/V de pelo menos 30 W/m3. No circuito (3) está instalado um misturador de passagem à base do princípio rotor-estator (por exemplo, dispersor inline) (5). Compostos precursores hidrossolúveis das substâncias de revestimento (6), do mesmo modo como as substâncias controladoras de pH (7) opcionalmente necessárias, são dosados no misturador de passagem. Processo de acordo com a invenção leva, em comparação com o processo do estado atual da técnica no caso de partículas de dióxido de titânio, a revestimentos de superfícies mais lisas (baixa superfície específica de acordo com (...).

Description

Campo da Invenção.

[001] A invenção refere-se a um processo para o revestimento da superfície de partículas sólidas inorgânicas em uma suspensão aquosa. A invenção refere-se, em particular, ao revestimento de partículas de pigmento de dióxido de titânio com dióxido de silício e óxido de alumínio.

Fundamento tecnológico da invenção

[002] Partículas sólidas inorgânicas finas são frequentemente revestidas na superfície, a fim de modificar certas propriedades, tais como, por exemplo, resistência à abrasão, carga superficial, propriedades de dispersão, resistência aos ácidos ou à luz. Por exemplo, a US 2.885.366 descreve a aplicação de um revestimento denso de dióxido de silício sobre partículas de substrato, tais como pó de níquel ou de ferro, fibras de vidro ou dióxido de titânio. Pigmentos coloridos e brancos são regularmente revestidos com vários óxidos e hidróxidos (por exemplo, EP 0.130.272 A1, US Re.27818).

[003] O tratamento superficial (pós-tratamento), em particular, de pigmentos de TiO2 se realiza habitualmente na fase aquosa, sendo que óxidos, hidróxidos, fosfatos metálicos ou compostos similares, são separados na superfície da partícula. O processo é habitualmente conduzido como processo em batelada em um recipiente agitador, tal como publicado, por exemplo, na GB 1.340.045. Partindo de uma suspensão aquosa de partículas de pigmento, os sais metálicos correspondentes são acrescentados em forma dissolvida como os chamados compostos precursores. O valor de pH da suspensão é ajustado, em seguida, com substâncias alcalinas ou ácidas de tal modo, que os compostos precursores precipitam como óxidos, hidróxidos e assim por diante. Por exemplo, a GB 1.340.045 publica um processo em batelada para o revestimento da superfície do pigmento de dióxido de titânio, sendo que o pigmento em uma suspensão é submetido por até duas horas a uma intensa agitação em um recipiente agitador, enquanto as substâncias de revestimento são acrescentadas e precipitadas. Contudo, devido ao volume comparativamente grande do recipiente agitador e das possibilidades de agitação limitadas durante a adição dos compostos precursores, ocorrem gradientes locais de concentração, pH, viscosidade e temperatura, que prejudicam o resultado do revestimento de partículas de dióxido de titânio. O revestimento resultante é de densidade irregular ou espessura irregular. Além disso, uma aglomeração de partículas ocorre facilmente na suspensão, de modo que as substâncias de revestimento separadas não envolvem a única partícula, mas frequentemente um aglomerado. Os aglomerados são novamente rompidos na subsequente moagem a seco, de modo que no produto final nem todas as partículas são providas de um invólucro fechado, mas, as partículas apresentam também partes superficiais não revestidas. Além disso, uma parte das substâncias de revestimento não é fixada na superfície da partícula, mas forma flocos além das partículas. Esses flocos não podem mais ser removidos da suspensão e agem de modo desvantajoso sobre as propriedades óticas dos pigmentos, por exemplo, sobre o poder de aclaramento ou sobre o poder corante (tinting strength TS). Uma vantagem do processo em batelada usual em um recipiente agitador é o tempo de permanência adaptado à cinética de reação. Uma desvantagem, em contrapartida, é que o perfil de temperatura durante o processo de revestimento não pode ser realizado com despesa razoável.

[004] Uma melhora do conhecido processo em batelada para revestir dióxido de titânio em um recipiente agitador é o uso de uma cas- cata de caldeira agitadora. Aqui, os compostos precursores dos óxidos inorgânicos são acrescentados cada em um recipiente agitador menor separado com melhores possibilidades de agitação. A US 6.695.906 B2 descreve um tal processo, no qual o pigmento de TiO2 é revestido com SiO2 e Al2O3. A adição do componente SiO2 solúvel é efetuada em três etapas em três recipientes de tratamento consecutivos, nos quais ocorre em cada caso um valor de pH diferente. A adição do componente SiO2 é efetuada aqui, ou diretamente no recipiente de tratamento ou inline (inline) no tubo de transporte. Contudo, também aqui ocorrem gradientes locais de concentração, pH, viscosidade e temperatura, que levam a um revestimento de densidade irregular ou de espessura irregular das partículas de dióxido de titânio. Também a desvantagem, de que perfis de temperatura são dificilmente realizáveis, permanece.

[005] Um segundo aperfeiçoamento do conhecido processo em batelada para revestir dióxido de titânio em um recipiente agitador é um processo totalmente contínuo em um reator tubular. Aqui, os compostos precursores dos óxidos inorgânicos são colocados cada em um reator tubular com possibilidades de agitação ideais (misturador inline ou aparelho de dispersão inline). A adição dos compostos precursores é efetuada quase que no plano molecular, isto é, os compostos precursores a serem levados à reação e as partículas de dióxido de titânio a serem revestidas são juntados no espaço mais apertado e misturados de modo ideal. Com isso, são evitados gradientes locais de con-centração, pH, viscosidade e temperatura. Um tal processo é publicado, por exemplo, na US 5.993.533, onde o pigmento de dióxido de titânio é revestido em duas etapas de amadurecimento consecutivas com SiO2 e Al2O3. O composto precursor é colocado em um misturador inline à suspensão de TiO2. Em seguida, a suspensão é conduzida para um recipiente e a substância de revestimento é precipitada a 80 a 100oC e com valores de pH de >9,5 e <8,5,respectivamente.A US 2009/0297852 A1 descreve, do mesmo modo, um processo contínuo para o revestimento de partículas inorgânicas, sendo que os compostos precursores são acrescentados à suspensão diretamente antes de um ou em um aparelho de dispersão inline e a suspensão é homogeneizada. Em seguida, a suspensão é conduzida para um recipiente e a substância de revestimento é precipitada.A DE10 2006 059 849 A1 publica um processo de revestimento, em que a substância precursora da suspensão é acrescentada diretamente antes ou em um moinho agitador e a precipitação da substância de revestimento se realiza, em seguida, em um recipiente.O processo totalmente contínuo permite a realização de perfis de temperatura. Contudo, é desvantajoso, que um tempo de permanência ajustado à cinética de reação pode ser realizado apenas ou através de um tubo opcionalmente muito longo evitando a formação de um perfil de fluxo laminar ou através de um recipiente de tempo de permanência correspondentemente grande. Uma outra desvantagem do processo totalmente contínuo é que em uma condução não ideal do processo, não pode ser excluída uma mistura dos óxidos inorgânicos individuais com os materiais de revestimento aplicados posteriormente e, por isso, resultam camadas de óxido misto ao invés de camadas de óxido separadas.

Equacionamento do problema e sumário da invenção

[006] O objetivo da invenção é pôr um processo para o revestimento de partículas inorgânicas à disposição, que supera as desvantagens dos processos conhecidos, por exemplo, de que tanto a homogeneização da suspensão é garantida, quanto também uma formação de aglomerado é amplamente impedida.

[007] O objetivo é resolvido por um processo para o revestimento de partículas inorgânicas em uma suspensão aquosa com pelo menos uma substância de revestimento, caracterizado pelo fato de que a suspensão aquosa é conduzida no circuito e no circuito há um recipiente, sendo que o recipiente é equipado com um agitador de alta potência, que apresenta uma velocidade periférica de pelo menos 15 m/s ou uma potência específica do agitador P/V de pelo menos 30 W/m3 e sendo que no circuito está instalado, além disso, um misturador de passagem à base do princípio rotor-estator e sendo que no misturador de passagem é dosado um composto precursor hidrossolúvel da pelo menos uma substância de revestimento.

[008] Outras formas de concretização vantajosas da invenção são descritas nas sub-reivindicações.

Figuras

[009] Figura 1: fluxograma do processo de acordo com a invenção

[0010] Figura 2: Imagem de microscopia eletrônica de transmissão do pigmento de acordo com o exemplo 1

[0011] Figura 3: Imagem de microscopia eletrônica de transmissão do pigmento de acordo com o exemplo 3

[0012] Figura 4: Imagem de microscopia eletrônica de transmissão do pigmento de acordo com o exemplo comparativo 3.

Descrição da invenção

[0013] Todos os dados publicados a seguir com respeito ao tamanho, tempo, temperatura, quantidade de componentes, concentração em % em peso, valor de pH e assim por diante, devem ser entendidos de tal modo, que todos os valores, que se situam na faixa da respectiva precisão de medida conhecida pelo especialista, são abrangidos. A menos que indicado de outra forma, utilizaram-se nos exemplos as qualidades técnicas das várias substâncias. A expressão "essencialmente livre de" significa, que a substância especial quando são usados os testes e processos comerciais padronizados, que foram usados pa- ra a primeira data de prioridade desse pedido na indústria, não foi comprovada (isto é, essa está abaixo do limite de detecção).

[0014] O processo de acordo com a invenção parte de uma suspensão aquosa de partículas sólidas inorgânicas não tratadas, que a seguir também são designadas como corpos de base. São adequados sólidos inorgânicos finos com um tamanho de partícula na faixa de cerca de 0,001 μm a 1 mm, preferivelmente 0,1 a 1 μm, que são processadas em suspensões aquosas, tais como, por exemplo, pigmentos (dióxido de titânio, pigmentos coloridos, pigmentos de efeito e assim por diante), materiais sólidos, titanatos, partículas de ferro, níquel ou outras metálicas. Como revestimento são incluídos óxidos, hidróxidos, fosfatos e compostos similares dos conhecidos elementos Si, Ti, Al, Zr, Sn, Mn, Ce e outros elementos. Aqui e a seguir, deve-se entender por "óxido" também o respectivo hidróxido ou óxido contendo água. Em particular, trata-se de revestimentos inorgânicos.

[0015] Em uma forma de concretização particular da invenção, são usadas partículas de pigmento de dióxido de titânio não tratadas (corpos de base de TiO2). Essa pode ser usada tanto pelo processo de sulfato, como pelo processo de cloreto dos corpos de base de TiO2 produzidos. O corpo de base de TiO2 pode ter estrutura anatas ou rutila. A rutila é preferida. Geralmente, o corpo de base de TiO2 é dotado de elementos conhecidos, tais como, por exemplo, Al, para melhorar a fotoestabilidade do pigmento de TiO2. Por exemplo, no processo de cloreto uma tal quantidade de AlCl3 é oxidada juntamente com TiCl4, que o corpo de base de TiO2 apresenta cerca de 0,5 a 2,0% em peso, de Al calculado como Al2O3. Na produção de dióxido de titânio pelo processo de sulfato, o sulfato de titanila hidrolisado é misturado com aditivos de incandescência, tais como, por exemplo, hidróxido de potássio ou ácido fosfórico e, em seguida, calcinado. O corpo de base de TiO2 do processo de sulfato contém, geralmente, cerca de 0,2 a 0,3% em peso, de K, bem como 0,05 a 0,4% em peso, de P, calculado em cada caso como óxido.

[0016] As partículas não tratadas, em particular, os corpos de base de TiO2, são amassados para formar uma suspensão aquosa. Geralmente, acrescenta-se um agente de dispersão à suspensão. Agentes de dispersão adequados são conhecidos pelo especialista. Por exemplo, na desaglomeração de corpos de base de TiO2 em moinhos de areia utiliza-se preferivelmente vidro solúvel de sódio ou hexametafos- fato de sódio como agente de dispersão. A concentração do agente de dispersão situa-se em geral na faixa de 0,05 a 5,0 kg/t de TiO2.

[0017] Em geral, o valor de pH da suspensão também é ajustado dependendo do tipo de partícula e agente de dispersão. Por exemplo, na desaglomeração de corpos de base de TiO2 do processo de cloreto, o valor de pH é ajustado para valores de cerca de 9 a 12 ou para valores de cerca de 2 a 5. A temperatura de suspensões de corpos de base de TiO2 situa-se, em geral, a cerca de 40 até 80oC.

[0018] Em geral, a suspensão é subsequentemente desaglomera- da, por exemplo, em moinhos agitadores, tais como moinhos de pérolas ou moinhos de areia ou em moinhos de ultrassom.

[0019] Uma forma de concretização do processo de acordo com a invenção para o revestimento de superfícies (pós-tratamento) de partículas inorgânicas é mostrado esquematicamente na Figura 1: a suspensão aquosa desaglomerada de partículas 2 é transportada, de acordo com a invenção, de um recipiente receptor (recipiente) 1 em um processo de circuito 3 (trasfegada mediante bomba). No recipiente receptor localiza-se um agitador de alta potência 4. O agitador de alta potência apresenta uma velocidade periférica mínima de 15 m/s ou uma potência de agitação específica P/V de pelo menos 30 W/m3, sendo que P é a potência do agitador e V é o volume do recipiente. O agitador de alta potência baseia-se, por exemplo, no princípio do rotor- estator e é preferivelmente um misturador de feixe condutor. Um misturador de feixe condutor permite uma mistura intensa na escala macro e na micro. Ademais, são adequados agitadores de arruela de aperto ou agitadores de lâmina oblíqua de alta potência.No circuito 3 está instalado, além disso, um misturador de passagem (por exemplo, misturador de dispersão inline) 5, que se baseia, do mesmo modo, no princípio do rotor-estator. Os compostos precursores hidrossolúveis das substâncias de revestimento 6, do mesmo modo, como as substâncias controladoras de pH 7 opcionalmente necessárias, são dosadas no misturador de passagem 5. Dessa maneira, os gradientes locais de concentração, pH, viscosidade e temperatura na suspensão são minimizados. Ademais, sondas de pH 8 estão integradas no circuito 3 e no recipiente 1.

[0020] Para revestir as partículas com dióxido de silício utiliza-se, em geral, vidro solúvel de sódio ou vidro solúvel de potássio como composto precursor hidrossolúvel. Além disso, de acordo com a invenção, compostos metalorgânicos, tais como, por exemplo, alcoxissila- nos, também podem ser usados como compostos precursores para o revestimento com SiO2. O dióxido de silício pode ser precipitado como revestimento poroso ou como invólucro denso na superfície das partículas. De acordo com a invenção, as partículas podem ser revestidas com as quantidades de dióxido de silício geralmente usadas, por exemplo, com cerca de 1 a 20% em peso, de SiO2 nas partículas de pigmento de TiO2.

[0021] Como composto precursor para o revestimento com óxido de alumínio são usados, em geral, sais de alumínio hidrossolúveis, tais como aluminato de sódio, sulfato de alumínio, cloreto de alumínio e assim por diante. O especialista conhece esses compostos, em particular, da extensa literatura de patente para o revestimento de superfícies (pós-tratamento) de dióxido de titânio.De acordo com a invenção, as partículas podem ser revestidas com as quantidades de óxido de alumínio usadas em geral, por exemplo, com cerca de 0,5 a 10% em peso, de Al2O3 nas partículas de pigmento de TiO2.

[0022] Depois que a suspensão passou pelo misturador de passagem (por exemplo, dispersor inline), essa é transportada através do recipiente receptor e continua em circuito. As altas forças de cisalha- mento introduzidas no recipiente receptor através do misturador de feixe condutor, providenciam com a melhor mistura, do mesmo modo, para que haja uma minimização dos gradientes locais de concentração, pH, viscosidade e temperatura na suspensão.

[0023] De acordo com a invenção, várias condições para a precipitação da substância de revestimento podem ser realizadas. Por exemplo, uma precipitação controlada cineticamente de dióxido de silício pode ser realizada a partir de silicato de sódio para formar um invólucro denso. Para esse fim, as substâncias controladoras de pH são dosadas no misturador de passagem (por exemplo, dispersor inline) e a precipitação de SiO2 se realiza durante a demora da entrada contínua de energia de cisalhamento no processo de circuito. Uma aglomeração das partículas de TiO2 durante o ajuste do valor de pH necessário para a precipitação é minimizada pela alta entrada contínua de energia de cisalhamento.Em contrapartida, a precipitação de, por exemplo, Al2O3 com um valor de pH fixo se realiza diretamente depois da adição das substâncias controladoras de pH e da mistura no misturador de passagem (por exemplo, dispersor inline).

[0024] Com o processo de acordo com a invenção é possível, além disso, conduzir o processo de revestimento com um perfil de temperatura. Nessa modalidade, o recipiente receptor dispõe, por exemplo, de um envoltório duplo, através do qual o recipiente pode ser aquecido com vapor ou resfriado com água refrigerante ou através de um trocador de calor. Opcionalmente, a temperatura do tubo de transporte também pode ser regulada com um trocador de calor.

[0025] Em uma forma de concretização particular da invenção, o invólucro de SiO2 denso é precipitada a uma temperatura de cerca de 85 a 95oC, preferivelmente a cerca de 90oC e a subsequente camada de Al2O3 precipita sobre as partículas a uma temperatura de cerca de 45 a 55oC, preferivelmente a cerca de 50oC.

[0026] Após a precipitação, a suspensão é ajustada para um valor de pH de cerca de 5 a 7, bombeada e as partículas revestidas são separadas da suspensão por processos conhecidos, opcionalmente lavadas, secadas e moídas finamente. No final do processo, as partículas apresentam preferivelmente um valor de pH menor que 6,5.

[0027] O processo de acordo com a invenção diferencia-se dos processos conhecidos do estado atual da técnica, em particular, pelo fato, de que tanto durante a dosagem do composto precursor e da homogeneização da suspensão, como também durante a precipitação da substância de revestimento se realiza uma alta entrada de energia de cisalhamento, porque a suspensão é conduzida continuamente no circuito. Isso se refere em medida particular à precipitação de camadas de SiO2, cuja formação - densa ou porosa- é extensivamente determinada pela cinética de reação.

[0028] Comparado com os processos conhecidos do estado atual da técnica, o processo de acordo com a invenção oferece as seguintes vantagens:devido às altas entradas de energia de cisalhamento, que podem ser realizadas pelo agitador de alta potência no recipiente receptor e o misturador de passagem à base do rotor-estator (por exemplo, disper- sor inline) no sistema de circuito, é possível uma melhor homogeneização da suspensão. Além disso, as altas viscosidades, que em outras circunstâncias levam ao espessamento da suspensão e a correspondentes dificuldades no processamento, podem ser minimizadas. A alta entrada de energia de cisalhamento pode levar, além disso, a uma divisão dos aglomerados de partículas, que no decorrer do processo de pós-tratamento também se desenvolvem com base no decurso do pH. Com o auxílio do modo de operação do circuito, podem ser realizados perfis de temperatura durante o pós-tratamento, em que, por exemplo, a temperatura é diminuída dentro de um tempo razoável durante o pós-tratamento. Uma temperatura fixa durante todo o processo não é obrigatoriamente necessária.Além disso, podem ser realizadas duas diferentes zonas de precipitação. Enquanto uma precipitação cineticamente controlada ocorre depois de uma demora após a dosagem e mistura, uma precipitação com valor de pH constante pode se realizar diretamente após a dosagem no cabeçote do dispersor do misturador de passagem (por exemplo, dispersor inline).O processo de acordo com a invenção permite estruturar camadas separadas, precipitadas de modo consecutivo na superfície das partículas.Além disso, através do uso de dois recipientes receptores instalados paralelamente, pode ser realizado um modo de operação de pêndulo, pelo que a formação das camadas separadas melhora.

[0029] Em uma forma de concretização alternativa da invenção, as partículas na suspensão são desaglomeradas antes de sua introdução no circuito, em que a suspensão é transportada através de um moinho, por exemplo, um moinho agitador, tal como moinho de pérolas ou moinho de areia ou um moinho de ultrassom. Nessa forma de concretização, a suspensão é introduzida no circuito diretamente antes do misturador de passagem ao invés de através do recipiente receptor. Em seguida, a suspensão é transportada através do misturador de passa- gem, onde - tal como descrito acima - o composto precursor é dosado a uma substância de revestimento.As próximas etapas do processo correspondem às etapas do processo descritas acima. Tão logo a suspensão tenha passado através do misturador de passagem (por exemplo, misturador dispersor inline), essa é bombeada pelo recipiente receptor e reconduzida ao circuito. A precipitação da substância de revestimento é realizada do mesmo modo através da dosagem das substâncias controladoras de pH no misturador de passagem. Finalmente, a suspensão é ajustada para um valor de pH de cerca de 5 a 7, bombeada e as partículas revestidas são separadas da suspensão, opcionalmente lavadas, secadas e moídas finamente com métodos conhecidos.Uma vantagem adicional dessa forma de concretização alternativa da invenção, consiste em que é possível abrir mão de um agente de dispersão.

Exemplos

[0030] A seguir, a invenção é esclarecida em detalhes com base em exemplos, sem que essa seja entendida como restrição da invenção. Os dados quantitativos se referem-se cada ao corpo de base de TiO2.

Exemplo 1

[0031] 224 litros de uma suspensão de corpo e base de dióxido de titânio do processo de cloreto com um teor sólido de 450 g/l foram preparados em um recipiente receptor 1 com agitador de alta potência 4. A suspensão com 500 l/h foi bombeada no circuito 3 através do dis- persor inline 5 e o recipiente 1. Durante o processo de circuito, a suspensão foi aquecida a 90oC e através da adição de NaOH 7, o valor de pH foi ajustado para 10. Em seguida, 2,0% em peso, de SiO2 na forma de uma solução de vidro solúvel de sódio (que correspondem a 17,7 litros com uma concentração de substância ativa de 115 g/l) foram do- sados dentro de 20 minutos 6. Em seguida, o bombeamento foi prosseguido por 20 minutos, sendo que se formaram invólucros de SiO2 na superfície das partículas.Para diminuir o valor de pH, em seguida, 0,2% em peso, de TiO2 na forma de solução de cloreto de titanila (que correspondem a 1,5 litros com uma concentração da substância ativa de 140 g/l) e, em seguida, HCl a 30% foram dosados de tal modo 7, que depois de 100 minutos foi obtido um valor de pH de 7,5 e depois de 120 minutos, um valor de pH de 4. Em seguida, a suspensão foi resfriada a 50oC dentro de aproximadamente 20 minutos. Em seguida, 3,0% em peso, de Al2O3 na forma de solução de alumina- to de sódio (que correspondem a 10,4 litros com uma concentração da substância ativa de 293 g/l) 6 com adição simultânea de HCl a 30% 7 foram dosados dentro de 30 minutos de tal modo, que o valor de pH permaneceu constante a aproximadamente 4. Em seguida, o valor de pH foi ajustado para um valor na faixa de 5 a 8 através da adição de 0,2% em peso, de Al2O3 na forma de solução de aluminato de sódio, bem como de NaOH. A suspensão foi bombeada, filtrada, lavada, secada e moída em um moinho de jato de vapor.

Exemplo comparativo 1a

[0032] Tal como o exemplo 1, contudo, com a diferença de que não foi bombeado em circuito e que os compostos precursores hidros- solúveis foram colocados diretamente no recipiente receptor 1.

Exemplo comparativo 1b

[0033] Tal como o exemplo 1, contudo, com a diferença de que no recipiente receptor 1, ao invés do misturador de feixe condutor, estava instalado um agitador de hélice.

[0034] Os pigmentos de TiO2 foram examinados sob o microscópio eletrônico de transmissão (Figura 2) e a superfície específica (BET), solubilidade do ácido sulfúrico e o brilho (HMG) foram testados (tabela 1).Tabela 1

Exemplo 2

[0035] Tal como o exemplo 1, contudo, com a diferença, de que 2,8% em peso, de SiO2, ao invés de 2,0% em peso e 2,3% em peso, de Al2O3 foram dosados ao invés de 3,0% em peso, na forma do composto precursor correspondente.

Exemplo comparativo 2

[0036] Tal como o exemplo 2, contudo, com a diferença, de que não foi bombeado em circuito e que os compostos precursores hidros- solúveis foram colocados diretamente no recipiente receptor 1 e que no recipiente precursor 1, ao invés do misturador de feixe condutor, estava instalado um agitador de hélices.

[0037] Os pigmentos de TiO2 produzidos foram examinados sob o microscópio eletrônico de transmissão e a superfície específica (BET) e a solubilidade do ácido sulfúrico foram testadas (tabela 2).Tabela 2

Exemplo 3

[0038] Tal como o exemplo 2, contudo, com a diferença, de que o processo foi efetuado a uma temperatura uniforme de 80oC.

Exemplo comparativo 3

[0039] Tal como o exemplo 3, contudo, com a diferença, de que não foi bombeado em circuito e que os compostos precursores hidros- solúveis foram colocados diretamente no recipiente receptor 1 e que no recipiente receptor 1, ao invés do misturador de feixe condutor, estava instalado um agitador de hélices.

[0040] Os pigmentos de TiO2 produzidos foram examinados sob o microscópio eletrônico de transmissão (exemplo 3 = Figura 3, exemplo comparativo 3 = Figura 4) e a superfície específica (BET) e a solubilidade do ácido sulfúrico foram testadas (tabela 3).Tabela 3

Métodos de teste Superfície específica de acordo com BET (Brunauer-Emmett-Teller):

[0041] A superfície BET é medida com um Tristar 3000 da empresa Micromeritics de acordo com o princípio estaticamente volumétrico. Solubilidade do ácido sulfúrico:

[0042] Uma suspensão de 500 mg de pigmento em 25 ml de ácido sulfúrico concentrado (96% em peso) é mantida a 175oC durante 60 minutos. Depois da filtração, o TiO2 dissolvido no filtrado é determinado por meio da espectrometria de emissão atômica ICP. Quanto menor a concentração do TiO2 dissolvido, tanto mais denso é o invólucro de SiO2 na superfície do pigmento.Brilho (HMG):

[0043] O pigmento é disperso no Alkydal F26 x 60% da Bayer em um moinho de pigmento automático. Uma amostra da suspensão com um PVK de 27% é aplicada em uma placa de vidro com um aplicador de película. Depois da secagem do esfregaço de película, o brilho (20o) é medido com um reflectômetro haze-gloss.

[0044] Com auxílio da microscopia eletrônica de transmissão (TEM), o revestimento das partículas de dióxido de titânio pode ser tornado visível.

Conclusão

[0045] Comparado com processos do estado atual da técnica, o processo de acordo com a invenção leva a revestimentos de superfície com maior alisamento (baixa superfície específica de acordo com BET) e melhor densidade (baixa solubilidade do ácido sulfúrico). Além disso, menos substância de revestimento é precipitada separadamente (melhor brilho).

Claims

1. Processo para o revestimento de partículas inorgânicas em uma suspensão aquosa com pelo menos uma substância de revestimento, caracterizado pelo fato de que a suspensão aquosa de partículas inorgânicas é conduzida em circuito, em que, no circuito, está presente um recipiente, em que o recipiente é equipado com um agitador de alta potência, que apresenta uma velocidade periférica de pelo menos 15 m/s ou uma potência de agitação específica de pelo menos 30 W/m3 e em que, no circuito, além disso, está instalado um misturador de passagem à base do princípio rotor-estator, e em que, no misturador de passagem, é dosado um composto precursor hidrossolúvel da pelo menos uma substância de revestimento.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas são partículas de dióxido de titânio.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as partículas são revestidas com dióxido de silício e/ou com óxido de alumínio.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o recipiente pode ser ou aquecido ou resfriado.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o revestimento com dióxido de silício se realiza a uma temperatura de 85 a 95oC.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o revestimento com óxido de alumínio se realiza a uma temperatura de 45 a 55oC.

7. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o revestimento de dióxido de silício é formado como invólucro denso.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que substâncias controladoras de pH opcionalmente necessárias são dosadas na suspensão através do misturador de passagem.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, como substância controladora de pH, é usado cloreto de titanila.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas revestidas, ao final do processo, apresentam um valor de pH inferior a 6,5.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a suspensão é introduzida no circuito através do recipiente.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a suspensão é introduzida no circuito antes do misturador de passagem.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as partículas inorgânicas são desaglomeradas antes da introdução no circuito, em que a suspensão é conduzida através de um moinho.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que nenhum agente de dispersão é acrescentado à suspensão.