CZ19598U1 - Práškový pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností - Google Patents
Práškový pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností Download PDFInfo
- Publication number
- CZ19598U1 CZ19598U1 CZ200920937U CZ200920937U CZ19598U1 CZ 19598 U1 CZ19598 U1 CZ 19598U1 CZ 200920937 U CZ200920937 U CZ 200920937U CZ 200920937 U CZ200920937 U CZ 200920937U CZ 19598 U1 CZ19598 U1 CZ 19598U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- titanium white
- coating materials
- aqueous coating
- materials based
- dispersibility
- Prior art date
Links
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 16
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 title description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 title 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 2
- NBTOZLQBSIZIKS-UHFFFAOYSA-N methoxide Chemical compound [O-]C NBTOZLQBSIZIKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IKNCGYCHMGNBCP-UHFFFAOYSA-N propan-1-olate Chemical compound CCC[O-] IKNCGYCHMGNBCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N ethoxide Chemical compound CC[O-] HHFAWKCIHAUFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 etoxide Chemical compound 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- YZYKBQUWMPUVEN-UHFFFAOYSA-N zafuleptine Chemical compound OC(=O)CCCCCC(C(C)C)NCC1=CC=C(F)C=C1 YZYKBQUWMPUVEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
Práškový pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností
Oblasttechniky
Technické řešení se týká práškového pigmentu pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi tita5 nové běloby TiO2 (dále jen titanová běloba) se zvýšenou dispergovatelností vlivem zvýšené hydrofilizace povrchu práškových částic.
Oblasttechniky
V průmyslu nátěrových hmot v posledních letech převažuje tendence k výrobě vodou ředitelných nátěrových hmot, zejména z ekologických důvodů. K tomu účelu je nutné vytvořit pigmenty, které mají vysoký stupeň dispergovatelností v pojivu. Titanová běloba v krystalických modifikacích anatasu a rutilu má průměrnou velikost nej menších dosažitelných částic nad 20 nm a je běžně využívána v mnoha průmyslových aplikacích. Dispergovatelnost látky v pojivu úzce souvisí s její smáčivostí, hydrofilitou povrchové vrstvy částic. Superhydrofilní povrch, charakterizovaný téměř nulovým úhlem smáčení vůči vodě, je využíván například pro vytvoření tenkých na15 nostrukturovaných vrstev TiO2 na sklech k dosažení samočisticí schopnosti povrchu. Superhydrofilita je indukovaná UV zářením a je principiálně generovaná vakancí povrchového kyslíku, který může být saturován OH skupinami prostřednictvím molekulární nebo disociativní adsorbce atmosférické vody. Bez UV záření však efektu není dosaženo.
Rovněž je známo využití vrstvy nanočástic TiO2 na povrchu anorganického pigmentu, ovšem využití samočisticí schopnosti vlivem superhydrofility je opět závislé na UV nebo viditelné části světelného záření, jde tedy opět pouze o fotokatalyticky aktivní pigment.
Byla rovněž publikována možnost přípravy sol-gelových vrstev na bázi systému nanočástic SiO2TiO2, které vykazují přirozenou superhydrofilitu bez nutnosti ozáření UV světlem, ovšem stabilita takové vrstvy byla bez regenerace UV zářením pouze několik týdnů.
Ke zlepšení dispergovatelností anorganických pigmentů se používá úprava pomletého pigmentu vhodnou organickou sloučeninou, ovšem použití organických látek nedosahuje dostatečný efekt a je nevýhodné z hlediska ekologického.
Aplikace přirozené superhydrofility u práškových pigmentů nebyla dosud realizována, přestože je velmi žádoucí z hlediska dosažení vysokého stupně dispergovatelností pigmentu v pojivu, eventuelně podpoření samočisticí schopnosti aplikované vrstvy nátěru.
Úkolem technického řešení je vytvořit vhodnou alternativu známým metodám zvyšování hydrofility, ovšem využitelnou pro vodou ředitelné nátěrové hmoty, při současném odstranění alespoň některých nevýhod známých řešení.
Podstata technického řešení
Uvedený úkol řeší pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností vlivem zvýšené hydrofilizace povrchu práškových částic, jehož podstata podle technického řešení spočívá v tom, že částice jsou pokryty nanoheterostrukturovanou vrstvou nanoheterosolu ze skupiny ZnxTivOz, SixZnyTizOniRn , ZnySizOIT1Rn a TixSiyOzRm .
Výhodou a vyšším účinkem pigmentu podle technického řešení je dosažení vysokého stupně smáčivosti částic za běžných podmínek, čímž se zlepší dispergovatelnost práškových pigmentů na bázi titanové běloby ve výrobě vodorozpustných nátěrových nebo fasádních hmot. Dalším účinkem je zlepšení samočisticích schopností nátěrů a fasád.
-1 CZ 19598 Ul
Příklady prov^gní technického řešení
Příklady provedení pigmentů budou v následujícím popsány včetně stručně uvedeného způsobu výroby, včetně způsobu výroby nanoheterosolu, přestože způsob výroby není předmětem ochrany. Je však nutný pro demonstraci proveditelnosti technického řešení.
V první fázi je nutné připravit nanchetercscl, kterým se následně modifikuje prášková titanová běloba.
a) Příprava nanoheterosolů ZnxTiyOz a SixZnyTizOmRn
Ve skleněné baňce se nejdříve připraví alkoholický roztok (methanol, ethanol nebo propanol) obsahující prekurzor titanu TiOCl2, TiOSO4 nebo Ti(OR)4 (molámí koncentrace od 0,01 M do
3 M) ve kterém se posléze rozpouští sůl zinku (octan, chlorid, síran nebo dusičnan) v rozmezí teplot od 10 °C do 150 °C po dobu od 5 minut do 20 hodin. Atomový poměr Ti/Zn = 0,5 až 2. Přitom dochází ke kondenzaci heterosolů. Rovněž lze výše popsanou kondenzaci heterosolů provést za přítomnosti organosilanů typu Si(OR)4 a X(CH2)3Si(OR)3 (X: epoxid, amin, chlorid, anhydrid; OR: metoxid, etoxid, propoxid). Takto připravené heterosoly, které jsou po ochlazení homogenní a opticky transparentní, jsou dodatečně zbaveny prachu a jiných nečistot mikrofiltrací.
b) Příprava nanoheterosolů ZnySizOmRn a TixSiyOzRm
Ve skleněné baňce se nejdříve připraví alkoholický roztok (methanol, ethanol nebo propanol) obsahující 0,01-3M organosilanového prekurzoru typu Si(OR)4 nebo X(CH2)3Si(OR)3 (X: epo20 xid, amin, chlorid, anhydrid; OR: metoxid, etoxid, propoxid). Do tohoto roztoku se přidává kapalný roztok TiOCl2, TiOSO4 nebo Ti(OR)4 (molámí koncentrace od 0,01 M do 3 M) v rozmezí teplot od 0 °C do 150 °C po dobu od 5 minut do 20 hodin, přičemž dochází ke kondenzaci heterostruktur. Atomový poměr Ti/Si = 0, 1 až 50. Rovněž lze přidávat do roztoku organosilanů sůl zinku (octan, chlorid, síran nebo dusičnan). Atomový poměr Si/Zn = 0,5 až 20. Takto připravené heterosoly, které jsou po ochlazení homogenní a opticky transparentní, jsou dodatečně zbaveny prachu a jiných nečistot mikrofiltrací.
c) Modifikace práškové titanové běloby výše uvedenými heterosoly
Ve skleněné baňce se připraví výše zmíněný alkoholický heterosol, do kterého se přisypává práškový pigment TíO2. Takto připravená suspenze se homogenizuje mícháním (případně v ultrazvu30 kové lázni) a následovně odpařuje při teplotě bodu varu rozpouštědla od 60 °C do 120 °C (případně za sníženého tlaku). Vzniklý modifikovaný prášek se homogenizuje mletím nebo třením.
d) Kontrolované spékání
Proces kontrolovaného spékaní je posledním krokem, probíhá v konvekční peci ve vzdušné atmosféře po dobu od 2 do 20 hodin při různě nastavených rychlostech ohřevu. Po skončení spé35 kání jsou získané práškové formulace uchovány v uzavřených nádobách.
Následně je uvedeno několik konkrétních příkladů provedení, včetně příkladu vytvoření nanoheterosolu.
Přikladl
Vytvoření nanoheterosolu:
Ve lOOml bance bylo do 20ml ethanolu o koncentraci >99,8 % za stálého míchání postupně přidáno 10 ml titan tetrábutoxidu Ti(OCH3CH3CH3CH4)4 >97 % (dále TBT) a 3,86 g dihydrátu zink acetátu Zn(CH3COO)2*2H2O >99 % (dále ZAH). V magneticky míchaném topném hnízdě byla takto připravená zakalená suspenze refluxována. Po několika minutách došlo ke zreagování ZAH s TBT a systém se vyěeřil a vzápětí došlo k opětovnému zakalení. Po 6 hodinách refluxování se stal sol transparentním a byl dále refluxován. Po 19 až 20 hodinách refluxování zůstal sol transparentním i po ochlazení na laboratorní teplotu. Takto připravený sol byl přefiltrován teflonovým
-2CZ 19598 Ul filtrem s póry 200 nm. Filtrace byla prováděna z důvodu odstranění prachu a větších struktur, které mohou působit jako agregační zárodky při skladování.
Příklad 2
Při modifikaci bylo do odměmé baňky nalito 50 ml EtOH, přidáno 6 ml heterosolu připraveného podle příkladu 1 a za stálého míchání bylo nasypáno 5 g práškového pigmentu titanové běloby TiO2. Takto připravený vzorek byl ponechán 5 minut v ultrazvukové lázni a stále míchán. Homogenizovaná suspenze TiO2 byla odpařena do prášku na rotační odparce. Teplota lázně na rotační odparce byla nastavena na 80 °C, rychlost otáčení byla nastavena ~7 ot./min. Podtlak v rotační odparce byl udržován tak, aby byla zajištěna maximální rychlost odpařování. Jakmile io bylo dosaženo 50 mPa, byl nastaven podtlak na 30 mPa a ponecháno odpařování na této hodnotě podtlaku 3h. Vzorek byl po třech hodinách přesypán do třecí misky, kde byl po dobu 5 minut homogenizován.
Příklad 3
500 ml absolutního etanolu se smísí se 125 g TiO2 a disperguje v ultrazvukové lázni po dobu
20 minut. Do směsi se přidá 200 ml nanoheterosolu připraveného podle příkladu 1 a disperguje dalších 20 minut ultrazvukem. Směs se poté převede do baňky a odpaří do sucha ve vakuové odparce. Výsledný produkt se kalcinuje na teplotu 350 °C, a to tak, že náhřev bude s náběhovou rampou 2 hodiny na požadovanou teplotu a 2 hodiny setrvání na požadované teplotě. Získaný produkt se semele na mlýnku po dobu 10 minut/300 otáček.
zo Příklad 4
500 ml absolutního etanolu se smísí se 125 g TiO2 a disperguje v ultrazvukové lázni po dobu 20 minut. Do směsi se přidá 200 ml nanoheterosolu připraveného podle příkladu 1 a disperguje dalších 20 minut ultrazvukem. Následuje úprava pH roztokem hydroxidu sodného v metanolu na hodnoty mezi 5 až 7, filtrace na Buchnerově nálevce a promytí etanolem. Výsledný produkt se kalcinuje na teplotu 350 °C, a to tak, že náhřev na potřebnou teplotu bude 2 hodiny a 2 hodiny ponechání na teplotě 350 °C. Získaný produkt se semele na mlýnku po dobu 10 minut/300 otáček.
Průmyslová využitelnost
Pigment podle technického řešení lze průmyslově vyrábět a využívat zejména jako základní složku pro nátěrové nebo fasádní hmoty.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností vlivem zvýšené hydrofilizace povrchu práškových částic, vyznačující se tím, že částice jsou pokryty nanoheterostrukturo vanou vrstvou nanoheterosolu ze skupiny35 ZnxTiyOz, Si.ZnyTizOJtn, ZnySi,OtnRn a TixSiyOzRm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200920937U CZ19598U1 (cs) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | Práškový pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200920937U CZ19598U1 (cs) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | Práškový pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ19598U1 true CZ19598U1 (cs) | 2009-05-05 |
Family
ID=40625258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ200920937U CZ19598U1 (cs) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | Práškový pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ19598U1 (cs) |
-
2009
- 2009-03-04 CZ CZ200920937U patent/CZ19598U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5231553B2 (ja) | 透明で安定な二酸化チタンゾル | |
| JP4974459B2 (ja) | 光触媒性ＴｉＯ２層を含む支持体 | |
| EP2142605B1 (en) | Making co-precipitated mixed oxide-treated titanium dioxide pigments | |
| CN101088606A (zh) | 纳米二氧化钛/二氧化硅复合光催化溶胶的制备方法及透明光催化膜 | |
| WO2010053459A1 (en) | Preparation of tio2/sio2 sols and use thereof for deposition of self-cleaning anti- fogging coatings | |
| AU2012275783B2 (en) | Treated inorganic particle | |
| EP2644662B1 (en) | Hybrid photocatalytic coatings, method for applying said coatings to different substrates and uses of the substrates thus coated | |
| Marconi et al. | Green synthesis and characterization of titanium dioxide nanoparticles and their photocatalytic activity | |
| US20140044876A1 (en) | Method for producing small size titanium oxide particles | |
| CN1312234C (zh) | 碱性胶溶法制备二氧化钛纳米水性涂料 | |
| CZ19598U1 (cs) | Práškový pigment pro vodou ředitelné nátěrové hmoty na bázi titanové běloby se zvýšenou dispergovatelností | |
| Riazian et al. | Nano structural properties of TiO2-SiO2 | |
| CZ2009135A3 (cs) | Práškový pigment pro vodou reditelné náterové hmoty na bázi titanové beloby se zvýšenou dispergovatelností | |
| KR20080093483A (ko) | 오염방지를 위한 코팅제 제조방법 | |
| Hüsing et al. | Silica-titania mesostructured films | |
| TWI529000B (zh) | 利用二氧化矽-二氧化鈦溶膠以進行鍍膜之方法 | |
| Marconi et al. | Synthesis of titania nanoparticles in W/O microemulsion: moving the production toward a green approach | |
| Sangchay | Self-cleaning and photocatalytic properties of TiO2/SnO2 thin films | |
| TW201531441A (zh) | 氧化釩－二氧化鈦溶膠之製法及其做為去污自潔的應用 | |
| Smitha et al. | Sol-gel derived functional coatings of titania-silica-lanthanum phosphate nanocomposite | |
| KR20100102367A (ko) | 기능성 코팅제의 제조방법 | |
| KR20070004215A (ko) | 친수 및 오염방지를 위한 코팅제 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20090505 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20120926 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20160304 |