DE1467479B2 - Verfahren zur Herstellung von gut dispergierbaren TiO tief 2-Pigmenten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von gut dispergierbaren TiO tief 2-PigmentenInfo
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- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
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- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/36—Compounds of titanium
- C09C1/3607—Titanium dioxide
- C09C1/3669—Treatment with low-molecular organic compounds
Description
sich einfache Diole wie Äthylenglykol oder die Diole
der homologen Reihe wie Propandiol, Butandiol, aber auch Polydiole wie Tetraäthylenglykol oder Tripropylenglykol
oder auch substituierte Diole mit 3 bis 10 C-Atomen wie Butyltriäthylenglykol.
Obwohl die wasserunlöslichen Ester ausgesprochen hydrophob sind, gelingt es erfindungsgemäß mit ihrer
Hilfe Pigmente herzustellen, die nicht nur in Öl gut dispergierbar sind, sondern auch hydrophile Eigenschaften
haben, ja deren Dispergierbarkeit in Wasser sogar gegenüber unbehandelten Pigmenten deutlich
erhöht ist. Obwohl der wasserunlösliche Ester für sich
allein nicht in der Lage ist, die Dispergierbarkeit des Pigments wesentlich zu verbessern, erhöht er die Wirksamkeit
der wasserlöslichen Diolkomponenten überraschenderweise erheblich bzw. setzt er die zur Erreichung
der angestrebten Verbesserung der Dispergierbarkeit erforderliche Diol-Menge stark herab.
Es hat sich weiter gezeigt, daß die erfindungsgemäß kombinierte Anwendung der beiden Stoffgruppen
eine wesentliche Verbesserung der Dispergierbarkeit des Pigments selbst dann bewirkt, wenn der Gehalt an
wasserlöslichem Diol bzw. Polydiol oder deren Derivaten während der letzten Verfahrensschritte der
Pigmentherstellung d. h. bei der Waschung, Trocknung und Strahlmahlung auf einen Betrag von weniger als
0,02%, vorzugsweise etwa 0,01% gesenkt wird.
Man kann auf diese Weise ein Pigment gewinnen, dessen einzige analytisch nachweisbare organische
Komponente der wasserunlösliche Ester ist und das trotzdem nicht nur hydrophil ist, sondern sogar besser
in Wasser bzw. in wäßrigen Flüssigkeiten dispergierbar ist als ein gleiches aber nicht erfindungsgemäß gehandeltes
Pigment. Demgemäß kann die Gefahr der oben geschilderten Komplikationen, wie sie bei
organisch nachbehandelten Pigmenten öfter auftreten, auch weitgehend verringert und gegebenenfalls völlig
eliminiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird, dem mit dem wasserlöslichen Ester behandelten
Pigment zunächst das Diol und/oder Polydiol in einer Menge von mindestens 0,1 Gewichtsprozent,
jedoch zweckmäßig nicht mehr als 1 Gewichtsprozent und vorzugsweise nicht mehr als 0,5 Gewichtsprozent,
bezogen auf trockenes Pigment, einverleibt und aus dem Pigment wieder so weit entfernt,
daß sein Restgehalt im fertigen Pigment einige Hundertstelprozent und vorzugsweise etwa 0,01%
nicht übersteigt. Diese nachträgliche Entfernung des Diols und/oder Polydiols aus dem behandelten Pigment
kann weitgehend durch Waschen des abfiltrierten Pigmentfilterkuchens bewirkt werden. Es ist jedoch
nicht notwendig, den ganzen Anteil des Diols und/oder Polydiols, den man aus dem Pigment wieder entfernen
will, durch Auswaschen zu entfernen, da man auch während der Trocknung und Strahlmahlung durch
absichtliche Einhaltung hoher Temperaturen und/oder langer Verweilzeiten weitere Anteile des Diols und/oder
Polydiols entfernen bzw. vernichten kann.
Die erfindungsgemäße Behandlung des in bekannter Weise hergestellten und gegebenenfalls der üblichen
anorganischen Nachbehandlung unterzogenen Titandioxids kann in unterschiedlicher Weise erfolgen.
Entweder der wasserunlösliche Ester und das wasserlösliche Diol und/oder Polydiol gemeinsam oder nacheinander
in die gut gerührte, beispielsweise etwa 400 g TiO2/l enthaltende Pigment-Suspension gegeben, die
dann in üblicher Weise filtriert, vorzugsweise gewaschen, getrocknet und strahlgemahlen wird. Die
Waschung wird dabei zweckmäßig so lange fortgesetzt, bis im Filterkuchen Diol und/oder Polydiol qualitativ
nicht oder kaum mehr nachweisbar ist. Oder es wird nur der wasserunlösliche Ester ohne oder mit Emulgatoren
in der TiO2-Suspension mit Hilfe geeigneter
Rührung feinstverteilt; das wasserlösliche Diol und/
oder Polydiol kann dann nach der üblichen Filtration und Trocknung vor oder auch nach der Strahlmahlung
ίο zugegeben werden.
Was die anzuwendenden Mengen betrifft, so wird, man bestrebt sein, diese möglichst geringzuhalten und
auf jeden Fall vermeiden, daß das fertige Pigment mehr als insgesamt 0,5% organische Substanz enthält.
Auf der anderen Seite läßt sich ein merklicher Effekt mit Mengen unter 0,01% nicht erreichen. Zweckmäßigerweise
wird das Verfahren so geleitet, daß im fertigen Pigment 0,05 bis 0,3% organische Substanz
enthalten sind.
Die erfindungsgemäß behandelten Pigmente zeichnen sich gegenüber unbehandelten auch durch einen
verbesserten Glanz aus. Die Glanzsteigerung beträgt in jedem Fall mindestens 10 %.
Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert:
Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert:
Zur Prüfung der Dispergierbarkeit der TiO2-Pigmente
wird in folgender Weise verfahren.
a) Test auf Dispergierbarkeit in wäßrigen Medien
Das zu prüfende Pigment wird in einem mit Wasser im Verhältnis 1:1 verdünnten Dispersionsbinder auf
Basis Polyvinylacetat unter konstanten Bedingungen mit einem Schnellmischer kurzzeitig dispergiert. Die
Dispersion wird mit einer Lackschleuder in dünner Schicht auf grundierte Aluminiumtäfelchen gebracht.
Nach dem Trocknen wird die Dispergierbarkeit auf Grund der beobachteten Stippenzahl mit Noten von
1 bis 8 (1 bestmögliche Dispergierung, 8 schlechteste Dispergierung) im Vergleich zu einer Standardreihe
beurteilt.
b) Test auf Dispergierbarkeit in organischen Medien
Das zu prüfende Pigment, wird in einer Lackbindemittellösung
im Verhältnis 1:4,3 unter konstanten Bedingungen mit einem Schnellmischer kurzzeitig dispergiert.
Die Lackbindemittellösung hat folgende Zusammensetzung:
46 Gewichtsteile modifiziertes Leinölalkydharz
(Alkydal L 67),
46 Gewichtsteile Testbenzin,
3,2 Gewichtsteile Sikkativ (Soligen Co/Pb 1: 2), 3,2 Gewichtsteile Lösungsmittel (Mittel L 30),
0,7 Gewichtsteile Sojalecithin STA,
0,9 Gewichtsteile Lösungsmittel (Mittel 109 J).
46 Gewichtsteile Testbenzin,
3,2 Gewichtsteile Sikkativ (Soligen Co/Pb 1: 2), 3,2 Gewichtsteile Lösungsmittel (Mittel L 30),
0,7 Gewichtsteile Sojalecithin STA,
0,9 Gewichtsteile Lösungsmittel (Mittel 109 J).
Die Dispersion wird wie oben auf Aluminium-Täfelchen gebracht und im Vergleich zu einer entsprechend
hergestellten Standardreihe beurteilt.
Zu 25 1 einer wäßrigen Pigmentsuspension mit einer TiO2-Konzentration von 400 g/l werden 2Og = 0,2%
Dioctylphthalat und 15 g = 0,15 % Tetraäthylenglykol
nacheinander und jeweils in einem Schuß unter starkem Rühren zugegeben. Die so behandelte Suspension
wird noch eine Stunde gerührt und an-
schließend abgenutscht, mit 75 1 Wasser gewaschen, 10 Stunden im Trockenschrank bei 1100C getrocknet
und strahlgemahlen. Der Gehalt des fertigen Pigments an Ester betrug 0,18 %, derjenige an Glykol war kleiner
als 0,02%.
Zu 25 1 einer wäßrigen Pigmentsuspension mit einer TiO2-Konzentration von 400 g/l werden unter intensivem
Rühren 2Og = 0,2% Dioctylphthalat in einem Schuß zugegeben. Nach einstündigem Rühren wird,
wie im Beispiel 1 beschrieben, abgenutscht, gewaschen und getrocknet. Das Pigment wird mit 1Og = 0,1 %
Butyltriäthylenglykol besprüht und anschließend strahlgemahlen. Der Gehalt des fertigen Pigments an Ester
betrug 0,18%.
Pigment
Mit SiO2 und Al2O3 sowie
organisch behandeltem Titandioxidpigment nach Beispiel 2
Mit SiO2 und Al2O3 sowie
organisch behandeltem Titandioxidpigment nach Beispiel 3
Nur mit SiO2 und Al2O3 behandeltes
Titandioxidpigment ..
Dispergierbarkeit in
wäßrigen Medien
I-und.
2 4
organischen Medien
2 3 und
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von in wäßrigen Pigment adsorbiert und verleihen ihm, je nach Struktur
und organischen flüssigen Medien gut dispergier- 5 von Pigment und Tensid, hydrophile und oleophile
baren TiO2-Pigmenten durch Behandlung des Eigenschaften.
Pigments mit einem Ester und einem Diol, da- Pigmente, die in Wasser bzw. wäßrigen Flüssigkeiten
durch gekennzeichnet, daß die wäßrige und organischen Flüssigkeiten, wie z. B. Öle, gleich
TiO2-Suspension, die gegebenenfalls nachbehandelt, gut dispergierbar sind, können auf diese Weise nicht
ausgewaschen und hydroklassiert ist, mit einem io erhalten werden. Um solche, sowohl in wäßrigen als
mit Wasser nicht mischbaren Diester, gebildet aus auch in organischen flüssigen Medien gut dispergiereiner
zweibasischen Carbonsäure mit 4 bis 10 bare Pigmente zu gewinnen, wird nach einem be-C-Atomen
und aus einem 4 bis 18 C-Atome ent- kanntenVorschlagdie Pigmentsubstanzmit Stoffen ohne
haltenden Alkohol, und mit einem wasserlöslichen ausgesprochenen Tensid-Charakter, z. B. Polyglykol-Diol
und/oder Polydiol mit der Maßgabe behandelt 15 äthern oder Polyolen, behandelt (britische Patentwird,
daß Ester und diolische Komponente zu- schrift 896 067).
sammen in einer Menge von 0,01 bis 0,5 % in dem Die gleichmäßige Verteilung dieser Dispergierhilfs-
fertigen Pigment verbleiben. mittel auf der Pigmentoberfläche bereitet erhebliche
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Schwierigkeiten. Um eine merkliche Verbesserung
zeichnet, daß die Ti02-Suspension gleichzeitig oder 20 der Dispergierbarkeit zu erreichen, müssen größere
nacheinander mit Ester und diolischer Komponente Mengen des Dispergierhilfsmittels angewendet werden,
behandelt wird. d. h. mindestens 0.5% bis 10%. Solche hohen Anteile
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch an Dispergierhilfsmitteln im Pigment sind unergekennzeichnet,
daß die diolische Komponente in wünscht, da sie mit anwendungstechnischen Nachdas
mit Ester versehene, gewaschene und ge- 35 teilen verbunden sind, z. B. verzögerte Trocknung
trocknete TiO2-Pigment eingebracht wird. oder Oberflächenstörungen von Lacken, die mit in
dieser Weise behandelten Pigmenten pigmentiert sind.
Darüber hinaus werden solche Pigmente in unerwünschter Weise verteuert. Weiterhin ist es aus der
30 britischen Patentschrift 403 944 bekannt, anorganische
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- Pigmente wie Titandioxid, die für die Einarbeitung
stellung von in wäßrigen und flüssigen organischen in Synthesefasern vorgesehen sind, in im wesentlichen
Medien gut dispergierbaren TiO2-Pigmenten. trockenen Zustand bei Temperaturen über 1000C mit
Bei der Verarbeitung von Pigmenten in der Lack- Dämpfen organischer Flüssigkeiten z. B. Estern wie
und Farben- sowie der Kunststoffindustrie spielt die 35 Phthalsäure-Äthylglykolester, zu behandeln.
Dispergierbarkeit des Pigments eine große Rolle. Aus der USA.-Patentschrift 2 136 313 ist es schließ-
Das Pigment muß sich in dem jeweiligen Bindemittel lieh bekannt, für die Behandlung von Pigmenten,
unter geringstem Aufwand an Energie und Zeit wie Titandioxid, ein Mittel aus saurem Ester von
möglichst volkommen dispergieren lassen. Polycarbonsäuren und einwertigem Alkohol mit
Es sind daher zahlreiche Verfahren und Möglich- 40 wenigstens 8 C-Atomen vorzusehen bzw. die Salze
keiten bekannt, die Benetz- und Dispergierbarkeit von dieser Ester. Soweit mehrwertige Alkohole Erwähnung
Pigmenten zu verbessern. Dabei geht es meistens ent- finden, sind diese als Esterkomponenten des sauren
weder darum, hydrophile anorganische Pigmente zu Esters vorgesehen und liegen nicht als freie Polyole
hydrophobieren oder hydrophobe organische Pigmente vor. Das vorbekannte Mittel verleiht dem Pigment enthydrophil
zu machen. Es sind auch Verfahren bekannt, 45 flockende oder auch flockulierende Eigenschaften,
die, unabhängig von diesem Benetzungsverhalten, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein speziell die Dispergierbarkeit entweder in wäßrigen Verfahren zur Herstellung von Titandioxidpigmenten oder in nicht wäßrigen Medien verbessern. Derartige zu schaffen, welche in flüssigen organischen, wie auch Pigmente sind meistens — bzw. mit Vorteil immer — in wäßrigen Medien gleichermaßen gut dispergierbar entweder nur in wäßrigen oder in organischen Binde- 50 sind.
die, unabhängig von diesem Benetzungsverhalten, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein speziell die Dispergierbarkeit entweder in wäßrigen Verfahren zur Herstellung von Titandioxidpigmenten oder in nicht wäßrigen Medien verbessern. Derartige zu schaffen, welche in flüssigen organischen, wie auch Pigmente sind meistens — bzw. mit Vorteil immer — in wäßrigen Medien gleichermaßen gut dispergierbar entweder nur in wäßrigen oder in organischen Binde- 50 sind.
mitteln einsetzbar. Gleiches gilt für sogenannte Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Ver-
Pigmentzubereitungen, bei denen das Pigment im fahren zur Herstellung von in wäßrigem und organi-
Hinblick auf eng begrenzte Verwendungszwecke bereits schem flüssigem Medium gut dispergierbaren TiO2-
in einem Teil des Bindemittels od. dgl. vordispergiert Pigmenten durch Behandlung des Pigments mit einem
ist. Seit einiger Zeit werden aber vom Verbraucher 55 Ester und einem Diol. Das Verfahren ist gemäß der
vor allem im Interesse der Vereinfachung und Ver- Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige
billigung der Lagerhaltung, Pigmente gefordert, die TiO2-Suspension, die gegebenenfalls nachbehandelt,
sich in allen üblichen Bindemitteln gut dispergieren ausgewaschen und hydroklassiert ist, mit einem mit
lassen, ohne ihre Verwendbarkeit durch andere Nach- Wasser nicht mischbaren Diester, gebildet aus einer
teile einzuschränken. Es sind auch Verfahren bekannt, 60 zweibasischen Carbonsäure mit 4 bis 10 C-Atomen
die die Dispergierbarkeit von Pigmenten in ver- und aus einem 4 bis 18 C-Atome enthaltenden Alkohol,
schiedenen flüssigen Medien verbessern. Diese be- und mit einem wasserlöslichen Diol und/oder Polydiol
kannten Verfahren bestehen im allgemeinen darin, mit der Maßgabe behandelt wird, daß Ester und
das Pigment in geeigneter Weise mit oberflächenaktiven diolische Komponente zusammen in einer Menge von
Substanzen (Tensiden) zu behandeln, bzw. zu 65 0,01 bis 0,5 % in dem fertigen Pigment verbleiben,
belegen. Tenside sind Stoffe, die sowohl elektrisch Als besonders geeignet hat sich die Dibutyl- und
geladene ionische oder ungeladene nichtiogene, aber Dioctylester der Phthalsäure, Maleinsäure oder Seba-
polare hydrophile Gruppen, als auch aliphatische oder cinsäure erwiesen. Als diolische Komponente eignen
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Families Citing this family (4)
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GB9102315D0 (en) * | 1991-02-02 | 1991-03-20 | Tioxide Group Services Ltd | Oxides and the production thereof |
US5643592A (en) * | 1991-08-09 | 1997-07-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Surface-coated particulate additives for polymers |
EP0693096B1 (de) * | 1993-04-05 | 1997-07-30 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Oberflächenbeschichtete teilchenförmige additive für polymere |
-
1965
- 1965-09-04 DE DE19651467479 patent/DE1467479C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1467479C3 (de) | 1975-04-03 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |