CS272136B1 - Způsob přípravy slídových pigmentů a povlakem rutilu a anataeu se zlepšenými vlastnostmi - Google Patents

Abstract

Rašeni se týká přípravy perleťově lesklých pigmentů na bázi slídových destiček . s povlakem oxidu titaničitóho rutilové a anatasové struktury,! na jejichž povrchu je homogenně rozložená vrstvička titaničitanu kobaltnatého. Poetup přípravy as zakládá na tom; že k vodné suspenzi slídy s povlakem hydrátu oxidu cínlčitého nebo bez hydrátu oxidu clničitého a hydrátu oxidu titaničltého sé pozvolna přidává za mícháni při teplotě 50 až 70 °C a při konstantním pH 6 až 8jt výhodně 7; 0,11 až 10% vodný roztok kobaltnaté soli v množství 0,01 až 5,0 hmotnostních % CoO,< výhodně O,i až 3,<5 hmotnostních % CoO; po 30 .až 60 minutové prodlevě ee suspenze žflitruje,1 promyjejl vysuší a kalcinuje při teplotě 900 až 1 000 °C během 30 a.ž .60 minut. Roztok kobaltnaté soli se může přidat k suspenzi slídy s TiO- také najednou a pak ae suspenze pozvolna zneutrallzuje na pH 6 až 8/ výhodně 7. Pokrok řešení je v tom; že ee připraví slídový rutilový nebo anatasový pigment se zvýšenou světlostálOsti; vysokým leskem; pěkným zeleným odstínem nebo zelenou barvou; který je zvlášť vhodný do venkovních metalizovaných laků a plastických hmot. Tyto zlepšené vlastnosti je možno dosáhnout s poměrně nízkými finančními náklady; aniž by se musel perleťový slídový pigment specielně povrchově upravovat.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy perleťově lesklých pigmentů na bázi slídových částeček s povlakem oxidu titaničitého rutilové i anatasové struktury; na jejichž povrchu jehdmbgenně rozložená vrstvička titaničitanu kobaltnatého.

Způsob přípravy stříbrných slídových pigmentů e povlakem rutilu je znám z patentů USA 4,1 038.Ό99 a německého vynálezu DE-PS 2214545. Slídové pigmenty s povlakem anatasu se vyrábějí podle známých způsobů; například podle čs. autorského osvědčení č. 207841 a čs. autorského osvědčení č. 160109. Podle USA 4;038.099 se nejprve na částečky slídy vysráží hydrát oxidu cíničitého hydrolýzou roztoku cíničité soli a potom hydrát oxidu titaničitého termickou hydrolýzou okyseleného roztoku titanylsulfátu’, Vzniklý produkt se zfiltruje;! promyje; vysuší a zkalcinuje.

Při způsobu podle DE-PS 2214545 se vysráží na slídové částečky vrstva hydrátu oxidu titaničitého neutralizační hydrolýzou chloridu titaničitého a potom střídavě alespoň jedna vrstva hydrátu oxidu cíničitého neutralizační hydrolýzou chloridu cíničitého a další vrstva hydrátu oxidu titaničitého. Následuje filtrace promytí; sušení a kalcinaoe.

V obou případech působí oxid číničitý jako dosud nenahraditelná rutilizační přísada pro přeměnu anatesu na rutil během kalcinace pigmentu při vysoké teplotě. Kalcinace pigmentu se musí provádět při vyšších teplotách 900 až 1 000 °C po dobu 30 až 60 minut. Slída s povlakem rutilu vykazuje znatelně zlepšenou stálost na světle ve srovnání s pigmenty s povlakem anatasu a současně má i vyšší lesk v hladkém nátěrovém filmu. Slídové perleťové pigmenty jsou pro jejich překrásný vzhled čím dále tím více žádány pro výrobu metalizovaných nátěrů a v plastických hmotách. Pro venkovní použití, zvláště na auta; musí perleťové pigmenty vykazovat velmi dobrou odolnost v nátěru vůči povětrnostnímu namáhání. Pro tento účel upravují se rutilové pigmenty ještě dodatečně hydráty oxidů hliníku; křemíku; manganu,! chrómu a jinými. Podle britského patentu GB 2011935 A lze povrchovou úpravou hydrátem oxidu chromitého zvýšit odolnost rutilového perleťového pigmentu více než o jednu třetinu.

Povrchová úprava perleťových pigmentů je náročný a drahý proces. Vyžaduje rozplavení pigmentu ve vodě,í povrchovou úpravu hydráty oxidů kovů; následuje filtrace,’ promytí, sušení a nakonec rozdruženi nebo pomletí pigmentů.

□e proto úkolem nalézt způsob,· jak zvýšit odolnost perleťových pigmentů i bez povrchové úpravy.

Překvapivě se ukázalo; že je možné zvýšit svštlostálost perleťových pigmentů přísadou kobaltnaté soli k suspenzi pigmentu po hydrolýze titanylsulfátového roztoku před kalcinací. Po kalcinaci se obdrží pigment s pěkným mírně zeleným odstínem a současně se potlačí žlutost rutilového pigmentu a zvýší ee jeho lesk.

Bylo prokázáno,' že tohoto cíle se dosáhne; když se homogenně potáhne slída s hydrátem oxidu titaničitého hydroxidem kobaltnatým erážením při pH 6 až 8 alkalickými hydroxidy; amoniakem nebo sodou. Po filtraci a promytí se pigment vysuší a zkalcinuje. Při vysoké kalcinačni teplotě reaguje kobalt e oxidem titaniČitým za vzniku titaničitanu kobaltnatého; který homogenně pokryje vretvu oxidu titaničitého a zeleně zbarví pigment.

Před srážením se přebytečná kyselina odstraní dekantací nebo filtrací a promýváním. Oako kobaltnaté soli se nejčastěji používá síran nebo chlorid kobaltnatý.

Předmětem vynálezu je proto způsob přípravy perleťově lesklých pigmentů na bázi slídy s povlakem rutilu nebo anatasu; na jehož povrchu je vrstvička titaničitanu kobaltnatého.

Postup přípravy se zakládá na tom; že suspenze slídy s povlakem hydrátu oxidu cíničitého nebo bez oxidu cíničitého po hydrolýze cíničité soli a hydrátu oxidu titaničitého po hydrolýze titanylsulfátového roztoku se nejprve dekantuje odsolenou vodou nebo se zfiltruje a promyje. Potom se suspenze rozplaví v odsolené vodě na ko-ncentraci přibližně 50 až 300 g/1; výhodně 100 g/1 a za míchání při teplotě 50 až 70 °C se zneutralizuje na pH 6 až 8,1 výhodně 7 a pomalu se přidá 1 až 5% roztok síranu nebo chloridu kobaltnatého při konstantním pH. Po 30 minutové prodlevě se suspenze zfiltruje; promyje, vysuší a kalcinuje při teplotě 900 až 1 000 °C po dobu 30 až 60 minut.

CS 272136 Bl

Po neutralizaci suspenze na pH 6 až 8 je také možné přidat najednou odměřené množství roztoku kobaltnaté soli a potom během 30 až 60 minut se suspenze neutralizuje na pH 6 až 8/ výhodně 7« Další postup je již obdobný.

Při množství 0/05 hmot. % CoO má pigment velmi slabě zelený odstín. Při 0,1 až 0/5 hmot. % CoO má zelený odstín a nad 0/5 hmot. % se obdrží zeleně zbarvené pigmenty. Sytost zelené barvy závisí na množství přidaného kobaltu, nejlépe do 3/5 až 5 hmot. % CoO.

Obdobné zlepšeni vlastností se obdrží u slídového perleťového pigmentu s povlakem anatasu. Zvláště se sníží fotoaktivita/ zlepší se světlostálost/ zvýší se lesk a obdrží se velmi pěkný pigment se zeleným odstínem nebo zelenou barvou podle množství přidaného kobaltu. Postup přípravy je stejný jako u slídového rutilového pigmentu bez přídavku ciničité soli.

Pokrok dosažený vynálezem je v tom/ že tímto novým způsobem se připraví slídový rutilový nebo anatasový pigment se zvýšenou světlostálostí/ vysokým leskem/ pěkným zeleným odstínem nebo zelenou barvou/ který je zvláště vhodný do venkovních metalizovaných laků a plastických hmot. Tyto zlepšené vlastnosti je možno dosáhnout s poměrně nízkými finančními náklady/ aniž by se musel perleťový slídový pigment speciálně povrchově upravovat.

Přiklad 1 g slídy o měrném povrchu 3/85 m /g se rozplaví za míchání ve 130 ml destilované vody/ přidá se 5 ml 20% kyeeliny sírové/ zahřeje se na 90 °C/ nechá se 10 minut reagovat a potom se suspenze ochladí pod 60 °C. Do suspenze se přidá 114/6 ml okyseleného titanylsulfátového roztoku o koncentraci 102,78 g T10₂/l s obsahem 298 g celkové kyseliny sírové/1 a uvede se během 20 minut do varu a nechá se vařit 120 minut. Během hydrolýzy se objem suspenze doplňuje destilovanou vodou. Po ochlazeni se suspenze dekantuje destilovanou vodou/ zneutralizuje se 10% roztokem Na₂C0₃ na pH 6, zfiltruje a promyje destilovanou vodou. Filtrační koláč se vysuší a kalcinuje při teplotě 950 °C po dobu 30 minut. Obdržený perleťový pigment obsahuje 71/8 hmot. % slídy/ 28/2 hmot. % Ti0₂ - 100 % anatasu. Má špatnou světlostálost/ před ozářením je reflexe 87/7 %,’ po ozáření je reflexe 80/2 %. Světlostálost je 7/5 %.

V odraženém světle interferuje stříbrnou barvu s dobrým leskem.

Příklad 2

Postup podle příkladu 1 s tím rozdílem/ že po hydrolýze a děkantací se suspenze rozplaví na 800 ml destilovanou vodou a při teplotě cca 60 °C se zneutralizuje na pH 7/5 10% vodným roztokem amoniaku. Během 20 minut se za míchání stejnoměrně přidá roztok 0,16 g CoS0^,7H₂0 v 50 ml destilované vody a pH roztoku se udržuje stejnoměrným přídavkem amoniaku na konstantní hodnotě 7/5. Po 30 minutové prodlevě se suspenze zfiltruje, promyje/ vysuší a kalcinuje 30 minut při teplotě 950 °C.

Obdržený perleťový pigment obsahuje 71/7 hmot. % slídy/ 28/2 % hmot. TiO₂ - 95 % anatasu.i 0/1 % CoO. Světlostálost se zlepšila. Před ozářením byla reflexe 86,0 %, po ozářeni 81,0 %* Světlostálost je 5/0 %*

V odraženém světle interferuje stříbrnou barvu se zeleným odstínem a dobrým leskem. — -----

Příklad 3 g slídy o měrném povrchu 3/85 m /g se rozplaví ve 130 ml destilované vody a přidá se 12/45 ml SnCl^ s obsahem 1/07 g Sn0₂. Suspenze se zahřeje na 80 °C po dobu 45 minut a potom se zfiltruje. Filtrační koláč se rozplaví ve 250 ml destilované vody a za míchání se přidá 114/6 ml okyseleného roztoku titanylsulfátu o koncentraci 102/78 g Ti0₂/l

CS 272136 Bl a obsahem 300 g celkové HgS0₄/l, Během 20 minut se suspenze za míchání uvede do varu . s prodlevou 120 minut. Po ochlazení se suspenze dekantuje destilovanou vodou/ znsutralizuje se 10% roztokem Na₂C0₃ na pH 6/ zfiltruje/ promyje/ vysuší a kalcinuje 60 minut při teplotě 950 °C.

Obdržený perleťový pigment obsahuje 70,10 hmot· % slídy/ 27,15 hmot· % TiOg - 95 % rutilu a 2/5 % SnOg, Má dobrou svštloetálost· Před ozářením byla reflexe 83/5 %/ po ozářeni 83/0 %, Světlostálost je 0/5 %»

V odraženém světle interferuje stříbrnou barvu se žlutým odstínem a vysokým leskem.

Příklad 4

Postup podle příkladu 3 s tím rozdílem/ že se po hydrolýze titanylsulfátového roztoku/ dekantaci a neutralizací suspenze na pH 7/5 5% vodným roztokem NagC0₃ suspenze zahřeje na 70 °C a během 20 minut ee přidá roztok 0/16 g CoS0₄»7Hg0 v 50 ml destilované vody a současně se přidává roztok Na₂C0₃ při konstantním pH· Po 30 minutové prodlevě se suspenze zfiltruje/ promyje/ vysuší a kalcinuje 30 minut při teplotě 950 °C· Obdržený perleťový pigment obsahuje 70/0 hmot· % slidy/ 27/5 hmot· % TiOg - 95 % rutilu, 2,5 hmot· % SnOg/0,1 hmot, % CoO Má dobrou světlostáloet, Před ozářením byla reflexe 86/4 %/ po ozáření 86/1 %, Světlostálost je 0/3 %* ' v odraženém světle interferuje stříbrnou barvu se zeleným odstínem a vysokým leskem. Příklad 5

Postup podle přikladu 4 s tím rozdílem/ že ke zneutralizované suspenzi se přidá stejnoměrně břhem 30 minut 5/63 g CoS0₄.7Hg0 v 50 ml destilované vody a pH suspenze sa udržuje současným přídavkem 10% roztokuNa^COg na konstantní hodnotě 7/5« Po 30 minutové prodlevě se suspenze zfiltruje/ promyje/ vysuší a kalcinuje 30 minut při teplotě 950 °C·

Obdržený perleťový pigment obsahuje 67/6 hmot, % slídy/ 26/5 hmot. % TiOg - 100 % rutilu/ 2/5 hmot, % SnOg/ 3/4 hmot, % CoO, Vykazuje velmi dobrou evětloetálost. Před ozářením byla reflexe 86/2 % a po ozářeni 86,=2 %. Světlostáloet je 0/0 %. V odraženém světle interferuje evětlezelenou barvu s vysokým leskem, Světlostáloet byla měřena na přístroji Leukometr (NOR) na základě rozdílu reflexe na zeleném filtru ozářeného a neozářeného vzorku perleťového pigmentu 5 minut ultrafialovým světlem, ’

Claims (4)

1, Způsob přípravy lesklých slídových pigmentů 8 povlakem rutilu nebo anatasu se zlepšenými vlastnostmi/ připravený srážením hydrátu oxidu cíničitého a následně hydrátu oxidu titaničitého hydrolýzou cíničité a titaničité soli/ nebo srážením samotného hydrátu oxidu titaničitého hydrolýzou titaničité soli na částečky slídy ve vodné suspenzi/ vyznačující se tím,' že se na takto upravenou slídu vysráží hydrát oxidu kobaltnatého v množství 0,01 až 10 hmot, procent/ výhodně 0/1 až 3/5 hmot, procent CoO.

2, Způsob přípravy podle bodu 1/ vyznačující se tím/ že se k suspenzi slídy s povlakem hydrátu oxidu titaničitého o koncentraci 10 až 200 g/1 za míchání a při teplotě 50 až 70 C přidá při konstantním pH 6 až 8/ výhodně 7/ během 15 až 30 minut 0/1 až 10% vodný roztok kobaltnaté soli a 0/1 až 10% vodný roztok alkalického hydroxidu/ čpavku nebo sody/, po 30 až 60 minutové prodlevě se suspenze zfiltruje/ promyje/ vy-

CS 272136 Bl suší a kalcinuje při teplotě 900 až 1 000 °C během 30 až 60 minut*

3»Způsob přípravy podle bodů 1 a 2;! vyznačující se tím*1 že se vodný roztok kobaltnaté >soli přidá k suspenzi slídy najednou a potom se suspenze zneutralizuje na pH 6 až 8, výhodně 7«

4.Způsob přípravy podle bodů 2 a 3*' vyznačující se tlm*( že se suapenze po přidáni kobaltnaté solí a neutralizačního činidla zahřeje na teplotu varu a nechá se 5 až 15 minut vařit*