BRPI1003292A2 - sìntese de pigmento amarelo nanoestruturado à base de dióxido de titánio - Google Patents
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Abstract
SìNTESE DE PIGMENTO AMARELO NANOESTRUTURADO à BASE DE DIóXIDO DE TITáNIO. A presente invenção consiste na produção de pigmento amarelo nanoestruturado, estável a qualquer temperatura à base de diáxido de titânio obtido a partir da calcinação de misturas de dióxido de titânio e óxido de molibdênio em temperaturas igual ou superior a 900<198>C.
Description
SÍNTESE DE PIGMENTO AMARELO NANOESTRUTURADO À BASE DE
DIÓXIDO DE TITÂNIO
A presente invenção compreende um método de síntese para pigmento amarelo, estável, nanoestruturado, à base de dióxido de titânio, com característica de tonalidade intensa, que esteja de acordo com as exigências tecnológicas e ambientais e desenvolvido a partir da calcinação de misturas de óxidos.
Estado da técnica
Pigmentos são pós ou partículas, inorgânicas ou orgânicas, que devido as suas características óticas são empregadas, principalmente, para colorir substâncias. O dióxido de titânio pode existir em três formas cristalográficas distintas, sendo a mais importante a estrutura rutilo tetragonal por apresentar maior índice de retração, menor reatividade química, mais alta densidade, além de grande capacidade para desenvolver intensa coloração quando dopado com elementos cromóforos. Neste caso, os elementos cromóforos são metais de transição.
Um processo para a obtenção de pigmentos à base de dióxido de titânio é descrito na US 2 062 137, no qual um composto de oxigênio e titânio não calcinado é misturado a um composto oxigenado de metais pesados; esta mistura é então calcinada, em temperaturas superiores a 800°C, levando a formação de compostos coloridos e então calcinando o produto. De acordo com a US 2 062 137, os metais pesados adequados para tal propósito são vanádio, cromo, ferro, cobalto, níquel, manganês e cobre, sendo cromo e vanádio particularmente úteis por promoverem coloração intensa no pigmento.
De acordo com tal publicação, as cores obtidas nos pigmentos, em função da composição, variam desde vermelho a verde.
A obtenção de um pigmento à base de titânio amarelo é descrita na US 2231 456. Nesta publicação o pigmento foi produzido a partir da calcinação, em temperaturas entre aproximadamente 800 e 1050°C, de misturas compreendendo um pigmento à base de titânio, um composto de cromo e um sal de metal alcalino.
Um processo para a obtenção de pigmentos com diferentes tonalidades de amarelo, livre de cromo, é descrito na US 2 257 278. De acordo com tal publicação, a coloração variando do amarelo claro ao amarelo acastanhado escuro (buff, em inglês) pode ser obtida pela calcinação, em temperaturas superiores a aproximadamente 800°C, de misturas de dióxido de titânio com compostos de antimônio e pelo menos um metal selecionado do grupo que consiste de compostos de níquel e cobalto.
É conhecida, da JP-A 60 042 236, a obtenção de pigmentos amarelos ou alaranjados quando óxidos ou sais de titânio, ferro e molibdênio são misturados e calcinados para que ocorra a formação de uma solução sólida com estrutura cristalina do tipo rutilo. De acordo com tal publicação, a diferença de coloração nos pigmentos ocorre em função das quantidades de oxido de ferro e molibdênio presentes no pigmento.
A JP-A 5 043 235 descreve a produção de pigmentos amarelos à base de oxido de titânio a partir da mistura deste óxido com um ou mais óxidos dos seguintes metais: antimônio, níquel, cromo, ferro zinco, molibdênio e tungstênio. Neste caso, a mistura de pós é primeiramente queimada a temperaturas superiores a 900°C, pulverizada e queimada novamente entre 300 e 1200°C com o objetivo de se obter um pó de pigmento com amarelo com boas propriedades óticas. De acordo com tal publicação, o pigmento apresenta boa resistência ao calor e pode ser utilizado como material corante em plásticos.
Nos pigmentos utilizados anteriormente, diversos problemas podem ser encontrados. Um destes problemas se refere à toxicidade de alguns elementos utilizados como dopantes para a promoção da cor amarela no dióxido de titânio (cromo, por exemplo). Além disso, os pigmentos amarelos à base de dióxido de titânio, em geral, são obtidos a partir da mistura deste óxido com dois ou mais óxidos metálicos. Outro aspecto é o fato dos pigmentos amarelos serem obtidos a partir de processos de fabricação envolvendo duas etapas de calcinação.
A presente invenção apresenta como soluções para tais problemas descritos a utilização um sistema binário formado por dióxido de titânio e um óxido metálico de baixa toxicidade que, quando misturados e submetidos a uma única etapa de calcinação, levem à obtenção de um pigmento amarelo, de coloração intensa e estável.
A presente invenção consiste em obter um pigmento amarelo, estável, nanoestruturado, à base de dióxido de titânio, com característica de tonalidade intensa, que esteja de acordo com as exigências tecnológicas e ambientais e desenvolvido a partir da uma única etapa de calcinação de misturas de dióxido de titânio com óxido de molibdênio. O óxido de molibdênio foi empregado na presente invenção por que garante tonalidades intensas quando adicionado ao dióxido de titânio de estrutura rutilo, além de apresentar baixa toxidade, reduzindo riscos de contaminação ambiental.
A presente invenção se baseia no desenvolvimento de um pigmento cerâmico nanoestruturado utilizando-se dióxido de titânio comercial como matriz, dopado com 0,1 a 99,9 % em mol de óxido de molibdênio. Após a formulação da composição, a mistura é então calcinada em forno até temperatura final igual ou superior a 900°C.
Breve descrição das figuras
A fig. 1 é uma micrografia eletrônica de varredura onde é possível observar a morfologia das partículas de um pigmento amarelo obtido a partir da calcinação de 1 kg de dióxido de titânio e 0,2 kg de óxido de molibdênio.
A fig. 2 mostra uma imagem do pigmento misturado com 99% (massa) de frita comercial. A mistura foi peneirada em peneira 325 mesh, posteriormente prensada na forma de pastilhas e calcinada sobre um substrato cerâmico comercial na temperatura de transição vítrea. Os exemplos a seguir detalham a invenção sem a limitar.
Exemplo 1
1 kg de dióxido de titânio e 0,2 kg de oxido de molibdênio são misturados em um gral de ágata e posteriormente calcinadas em um forno mufla a temperatura superior a 1000°C por 1 h. Um pigmento amarelo nanoestruturado foi obtido com coordenadas CieLab: L* = 30,8485; a* = 0,7121; b*= 18,4766.
Exemplo 2
1 kg de dióxido de titânio e 0,5 kg de óxido de molibdênio são misturas em um gral de ágata e posteriormente calcinadas em um forno mufla a temperatura superior a 900°C por 1 h. Um pigmento amarelo nanoestruturado (Figura 1) foi obtido com coordenadas CieLab: L* = 28,6403; a* = 1,7175; b* = 21,6694. O tamanho de grãos que também pode ser observado na micrografia da Figura 1 foi analisado utilizando a técnica de difração a laser, onde se obteve uma distribuição no tamanho médio de partículas de 220 nm a 10% e 400 nm a 50%.
Exemplo 3
O pigmento preparado no Exemplo 2 foi misturado com 99% (massa) de frita comercial. A mistura foi peneirada em peneira 325 mesh, posteriormente prensada na forma de pastilhas e calcinada sobre um substrato cerâmico comercial na temperatura de transição vítrea, mostrando que o pigmento produzido na presente invenção dissolve-se na frita homogeneamente e sem eliminação de gases (fig. 2).
Claims (4)
1. SÍNTESE DE PIGMENTO AMARELO NANOESTRUTURADO À BASE DE DIÓXIDO DE TITÂNIO caracterizado por compreender um pigmento amarelo, estável, nanoestruturado, à base de dióxido de titânio, com característica de tonalidade intensa, que esteja de acordo com as exigências tecnológicas e ambientais caracterizado pelo fato de que o pigmento é obtido a partir de misturas do sistema binário formado por dióxido de titânio e óxido de molibdênio, em uma única etapa de calcinação.
2. SÍNTESE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do pigmento amarelo ser constituído de uma mistura de dióxido de titânio dopado com 0,1 a 99,9% em mol de óxido de molibdênio calcinada em temperaturas que atinjam valor igual ou superior a 900°C.
3. SÍNTESE, de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado pelo fato do pigmento amarelo ser utilizado em tintas de impressão, plásticos, cosméticos e esmaltes para cerâmicas e vidros.
4. SÍNTESE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do pigmento amarelo ser empregado como misturas com outros pigmentos comercialmente disponíveis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI1003292 BRPI1003292A2 (pt) | 2010-08-17 | 2010-08-17 | sìntese de pigmento amarelo nanoestruturado à base de dióxido de titánio |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| BRPI1003292A2 true BRPI1003292A2 (pt) | 2012-05-02 |
Family
ID=45994945
Family Applications (1)
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| BRPI1003292 BRPI1003292A2 (pt) | 2010-08-17 | 2010-08-17 | sìntese de pigmento amarelo nanoestruturado à base de dióxido de titánio |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI1003292A2 (pt) |
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2010
- 2010-08-17 BR BRPI1003292 patent/BRPI1003292A2/pt not_active Application Discontinuation
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