CS232424B1 - Barvený anorganický pigment a plnivo a způsob jejich výroby - Google Patents

Abstract

Barvené anorganické pigmenty a plniva na bázi oxidu titaničitáho. litoponu, oxidu zinečnatého, blanc-fixe, oxidu železitého, oxidu křemičitého, kaolinu a křídy, dodatečně povlečené organickými barevnými pigmenty, které jsou upevněny na jejich povrch pomocí kovových hydroxidů a/nebo oxidu křemičitého, se připravují tak, že se organický barevný pigment nanáší při teplotě 60 C na podkladový materiál a upevňuje se pomocí kovových hydroxidů a /nebo oxidu křemičitého. Upravený produkt se zfiltruje, promyje a aplikuje se buč ve fonně pasty do vodných nátěrových hmot, nebo se vysuší při teplotě do 160 °C, pomele a v práškovém stavu se aplikuje do všech druhů nátěrových a plastických hmot a jiných druhů průmyslových výrobků. Tak je možné rozšířit barevnou škálu anorganických pigmentů a plniv a podstatně je zkrášlit při zachování jejich původních vlastnosti

Description

Anorganické pigmenty jsou významnou složkou nátěrových hmot, tiskařských barev, plastických hmot, umělých vláken, papíru a pryžových i ěetných jiných výrobků.

Vyznačují se zvláště vysokou kryvostí, vybarvovací schopností, odolností vůči povětrnostním vlivům a světlostélostl. Dévají výrobkům nejen pěkný vzhled, ale chrání je před vlivem počasí a prostředí vůbec, čímž prodlužují jejich životnost.

Nelze je věak vyrábět v tak Širokém barevném sortimentu i v různých odstínech, jako jsou organické barevné pigmenty. Některé z nich, např. žluté chromové a kademnaté pigmenty ztrácejí na významu pro praxi, protože jsou hygienicky závadné.

Naproti tomu organické barevné pigmenty jsou vesměs málo stélé vůči povětrnostním vlivům a světlo stálé a mají poměrně nižěí kryvost.

Spojením dobrých vlastnosti obou typů pigmentů je možné rozěířit barevnou Skálu anorganických pigmentů a podstatně je zkréělit i při zachování jejich pigmentových vlastností.

Až doposud se nacházely v literatuře odkazy pouze na barvení perletových pigmentů s lístkovou strukturou. Např. DP 2429762 Farbstoffhaltige Glanzpigmente, kde se vybarvují uvedená perletové pigmenty ve vodě rozpustnými organickými barvivý pomoci hliníkových laků. JednoduěSí je způsob podle AO 207 949, kde se sráží ve vodě rozpustná kationtová i aniontové barviva na povrch perleťového pigmentu gelem kyseliny křemičité. Obdobným způsobem vybarvují se anorganické pigmenty oxidu titaničitého podle BF ,448055 za použití pryskyřice.

NejvýhodnějSí způsob úpravy anorganických pigmentů a plniv je nanéSení barevných organických pigmentů na anorganické pigmenty bílé, barevné a plniva přibližně stejným způsobem, jak je uvedeno v autorském osvědčení č. 224 792 Barevné pigmenty s lístkovou strukturou a způsob jejich výroby.

Předmětem vynálezu jsou barvené anorganické pasty a pigmenty na bázi oxidu titáničitého, litoponu, oxidu zinečnatáho, blanc-fixe, oxidu železitého, oxidu křemičitého, kaolinu a křídy, které se dodatečně upravují organickými barevnými pigmenty, které se upevňují na jejich povrch pomocí kovových hydroxidů, nejlépe hydroxidu hlinitého a křemičitého gelu, nebo směsí obou hydratovaných oxidů hliníku a křemíku.

Podstata přípravy barveného anorganického pigmentu a plniva spočívá v tom, že se vodná suspenze těchto látek smísí za míchání a za teploty 50 až 80 °C s vodnou disperzí organického barevného pigmentu a 15 minut ee míchá. Dále se dávkuje během 5 minut roztok kovová soli, 15 až 20 minut se míchá a pak se suspenze neutralizuje alkalickým hydroxidem během 20 až 30 minut a míchá se ještě 30 až 60 minut. Upravený produkt se zfiltruje, promyje a aplikuje se buJ ve formě pasty do vodných nátěrových hmot, nebo se vysuší při teplotě do 160 °C, pomele a v práškovém stavu se aplikuje do všech druhů nátěrových a plastických hmot i jiných druhů průmyslových výrobků.

Místo kovové soli je možné použít alkalický křemičitan a suspenze se upraví na pH 5 až 7 minerální kyselinou.

Je možné také srážet kovový hydroxid a křemičitý gel tak, že se nejprve dávkuje roztok kovové soli, pak roztok alkalického křemičitanu a nakonec se provede neutralizace roztokem alkalického hydroxidu na pH 7 až 7,5.

Tímto způsobem lze připravit barvené anorganické pigmenty a plniva v pastách nebo v prášku, nejlépe s 1 až 6 % organického barevného pigmentu v dosud nedosažitelných barvách a odstínech. Zvláště velmi dobře se vybarvují bílá anorganická pigmenty. Obdrží se

J pasty s velni čistým tónem v různých barvách a odstínech. Takto upravené anorganické pigmenty mohou zcela nahradit anorganické barvené pigmenty, jako jsou chromové a kademnaté žluté, chromové zeleně, ultramarín, kobaltová modř, malachitová zelen, antimonová rumělka a jiné barevné pigmenty.

Také U železitých, pigmentů vyráběných termickým i srážecím postupem, červených i žlutých, je možné oživit i zvýraznit jejich barvu a zároveň odstranit šedý tón, který je typický pro tyto pigmenty. U červených termických železitých pigmentů osvědčilo se při vybarvování používat směsí železitého pigmentu a titanové běloby.

Barvené anorganické pigmenty vyznačují se dobrou kryvostí, odolností vůči povětrnostním vlivům i světelnou stálostí. Organický barevný pigment je pevné homogenně vázán s povrchem anorganického pigmentu kovovým hydroxidem a gelem oxidu křemičitého, které jej chrání vůči tepelnému i světelnému záření a tím podstatná ovlivní jeho barevnou stálost. Rovněž zpracovatelnost barveného anorganického pigmentu v různých pojivových systémech je snazší, přičemž se organický pigment při zpracování neodděluje.

Pro přípravu vysoce kvalitních barvených anorganických pigmentů a plniv platí tyto zásady: Všeobecně se používá 1 až. 6 % barevného organického pigmentu na hmotnost výrobku.

V případě příliš velkého nadbytku zůstane část v suspenzi a nevysráži se na povrchu anorganického pigmentu. Rovněž částice organického barevného pigmentu nemají přesahovat 0,5

Anorganické pigmenty s velkou měrnou plochou přijímají více organického pigmentu nežli pigmenty s malou měrnou plochou. Metalické soli, z nichž lze vysrážet hydroxidy, mohou být jakékoliv rozpustné soli, které lze hydrolyzovat zásadami nebo kyselinami. Zvláště vhodné jsou soli hliníku, které lze hydrolyzovat zásadami, nebo také alkalické hlinitany, které se hydrolyzují kyselinami. Při srážení lze použít jakékoliv alkalické soli, hydroxid sodný, draselný nebo čpavek. Při použití alkalického křemičitanu je výhodné srážení zředěnou minerální kyselinou do pH 5 až 7. Srážení je nutno provádět takovým způsobem, aby kovový hydroxid a křemičitý gel se kvantitativně vysrážely na podkladovém materiálu a částice barevného organického pigmentu se ukládaly současně s kovovým hydroxidem a křemičitým gelem. Částice barevného organického pigmentu vměšují se do sraženiny a jsou tudíž pevné fixovány na podkladovém substrátu. Po dokončení srážecího procesu je obdržený pigment zpracován obvyklým způsobem tek, že se separuje z reakční směsi, promyje vodou a obdrží se ve formě pasty nebo se vysuší a pomele.

Hmotnostní podíl vysráženého kovového hydroxidu je rozdílný a je závislý na použitém podkladovém materiálu, především na jeho jemnosti a na jemnosti organického barevného pigmentu a také na požadovaných vlástnostech hotového výrobku. Poměr organického barevného pigmentu ke kovovému hydroxidu a gelu oxidu křemičitého je nejvýhodnější i : 2 až 1 : 5.

Jako organické barevné pigmenty se nejlépe osvědčily barevné pigmenty vyráběné ve Východočeských závodech v Rybitví a prodávané pod obchodní značkou Spoloxylová a Versatinová azobarviva. Jsou nerozpustná ve vodě a v běžných organických rozpouštědlech. Jejich předností je dobré stálost, zejména na světle. Mísí se v libovolném poměru s vodou, a proto se používají všude tam, kde práškové pigmenty nevyhovují pro svou vysokou odpudivost k vodě.

Jako příklad uvádíme chemické složení použitých pigmentů:

Spoloxylová modř B - Cu-ftalocyanin

Versatinová červeň KGL - anilid kys. 3-hydroxy-4-(2,5-dichlorfenylazo)-2-naftoové

Spoloxylová žlut G - 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-hydroxykrotonanilid

Spoloxylová zeleň BG - směs 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-hydroxykrotonanilidu a Cu-ftalocyaninu

Pro barvení anorganických pigmentů a plniv je možné používat i jiné organické barevné pigmenty dobře mísitelné 3 vodou, nerozpustné ve vodě, polárních i nepolárních rozpouštědlech.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá v tom, že tímto způsobem je možné připravit kvalitní barvené anorganické pigmenty ve věech barvách a odstínech jednoduchým, dosud nepopsaným postupem.

Příklad 1

150 g neupravené titanové běloby rutilového typu se rozplaví v destilované vodě na objem 1 000 ml, zahřeje na 60 °C a za míchání se upraví roztokem 10% hydroxidu sodného na hodnotu pH 8. Potom se suspenze disperguje 10 minut účinným míchadlem. Dále se přidává 15 ml 20% suspenze Cu-ftalocyaninu a míchá se pozvolně 15 minut. Teplota suspenze se udržuje během celého procesu 60 °C. Pak se během 5 minut přidá 127,5 ml roztoku síranu hlinitého o koncentraci 47 g oxidu hlinitého/1, následuje 20 minut prodleva. Nato se dávkuje během 5 minut 23,5 ml roztoku vodního skla o koncentraci 64 g oxidu křemičitého/1 a míchá se 20 minut. Během 20 minut se suspenze neutralizuje 10% roztokem hydroxidu sodného na hodnotu pH 7 a následuje ještě 20 minut prodleva za míchání. Obdržený produkt se zfiltruje, promyje demineralizovanou vodou 60 °C teplou, vysuší se při teplotě do 160 °C a « pomele. Pigment má modrou barvu a obsahuje 93 % oxidu titaničitého, 4 % oxidu hlinitého, % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

Přiklad 2

Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že se obdržený pigment filtruje, promyje, ale nesuší se.

Barevná pasta má sytš modrou barvu. Obsahuje 50 % oxidu titaničitého, 4 % oxidu hlinitého, 1 % oxidu křemičitého, 2 % organického pigmentu a 43 % vody.

Příklad 3

Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že se místo titanové běloby použije zinkové běloba a místo Cu-ftalocyaninu se použije anilid kyselina' 3-hydroxy-4-(2,5-dichlorfenylazo)-2-naftoové. Obdržený pigment má růžovou barvu a obsahuje 93 % oxidu zinečnatého, % oxidu hlinitého, i % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

Příklad 4 r

Postup podle příkladu 1 a 3 jen s tím rozdílem, že se produkt filtruje, promyje, ale nesuší se.

Barevná pasta má sytě růžový vzhled a obsahuje 51 % oxidu zinečnatého, 4 % oxidu hlinitého, I % oxidu křemičitého, 2 % organického pigmentu a 42 % vody.

Příklad 5

Postup podle příkladu I jen s tím rozdílem, že se místo titanové běloby použije termická červeň a'místo Cu-ftalocyaninu se použije 1-(2-chlor-4-nitrofenylazo)-2-neftol.

Obdržený pigment'má červenohnědou barvu s mírně oranžovým odstínem. Obsahuje 93 % oxidu železitého, 4 % oxidu hlinitého, l % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

Příklad 6

Postup podle příkladu 5 jen s tím rozdílem, že se použije směs termické červeně a titanové běloby v poměru 3:1.

Obdržený pigment má jasně červenou barvu s oranžovým odstínem. Obsahuje 70 % oxidu železitého, 23 % oxidu titaničitého, 4 % oxidu hlinitého, 1 % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

Příklad 7

Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že se místo titanové běloby použije kaolin.

Obdržené plnivo má modrou barvu a obsahuje 93 # kaolinu, 4 % oxidu hlinitého, 1 % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

'1

Příklad 8 • Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že se místo titanové běloby použije litopon a místo Cu-ftalocyaninu se použije 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-hydroxykrotonanilid Dále se nepřidává vodní sklo a neutralizuje se pH 6.

Obdržený pigment má žlutou barvu a obsahuje 94 % litoponu, 4 % oxidu hlinitého a 2 % organického pigmentu.

Příklad 9

Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že místo titanové běloby se použije blanc-fixe a místo Cu-ftalocyninu se použije směs 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-hydroxykrotonanilidu a Cu-ftalocyninu. Déle se nepřidává síran hlinitý a.neutralizuje se na pH 6.

Obdržené plnivo má sytě zelenou barvu a obsahuje 97 % blanc-fixe, 1 % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

Přikladlo

Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že místo titanové běloby se použije oxid křemičitý.

Upravený produkt se zfiltruje, promyje a nesuší se. Barevná pasta má sytě modrou _r barvu a obsahuje 49 % oxidu křemičitého, 4 % oxidu hlinitého, 2 % organického pigmentu a % vody.

Příklad 11

Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že místo roztoku síranu hlinitého se použije roztok síranu chromitého.

Pigment obsahuje 93 % oxidu titaničitého, 4 % oxidu chromitého, 1 % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

Příklad 12

Postup podle příkladu 1 jen s tím rozdílem, že místo Cu-ftalocyaninu se použije 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-hydroxykrotonanilid a místo roztoku síranu hlinitého se použije roztok chloridu železitého.

Pigment obsahuje 93 % oxidu titáni čitého, 4 % oxidu železitého, 1 % oxidu křemičitého a 2 % organického pigmentu.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Barvený anorganický pigment a plnivo s povlakem organického barevného pigmentu, kovového oxidu a/nebo oxidu křemičitého, vyznačený tím, že je tvořen hmotnostně 70 až 96,9 % jádra voleného ze souboru zahrnujícího oxid titaničitý, litopon, oxid zinečnatý, blancfix, omíd železitý, oxid křemičitý, kaolin a křídu, 0,1 až 10 % s výhodou 1 až 5 % organického barevného pigmentu a 2 až 20 % kovového oxidu a/nebo oxidu křemičitého, vztaženo vždy na hmotnost hotového výrobku.
2. 2. Způsob výroby barveného anorganického pigmentu a plniva podle bodu 1, vyznačující se tím, že vodné suspenze jádra o koncentraci 100 až 300 g/1 se smísí za míchání při teplotě 60 °C s vodnou 20% disperzí organického barevného pigmentu, přidá se během 5 až 10 minut roztok kovové soli o koncentraci 50 až ,00 g/1, během 30 až 60 minut se suspenze neutralizuje do neutrální reakce alkalickým hydroxidem nebo hydroxidem amonným, produkt se zfiltruje, promyje, vysuSí a pomele.
3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že po přídavku kovové soli přidá se během '5 až ,0 minut 20% roztok alkalického křemičitanu a suspenze se upraví během 30 až 60 minut alkalickým hydroxidem nebo amoniakem do neutrální reakce.
4. 4. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že místo kovové soli se dávkuje 20% roztok alkalického křemičitanu a během 30 až 60 minut se suspenze zneutralizuje do neutrální reakce 10 až 20% kyselinou.
5. 5. Způsob podle bodu 2, 3 a 4, vyznačený tím, že se upravený produkt nesuší, pouze se zfiltruje a promyje za vzniku pasty.