DE1519544B - Leicht dispergierbare anorganische Pigmente - Google Patents

Description

3 4

wobei der Triester in Mengen von 0,01 bis 10 Ge- neutrale und basische Carbonate von Mg, Zn,

wichtsprozent, vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis . Pb, Cu, ZnO, Zn(OH)₂;

3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Pigment, vor- Sulfate von Ba, Ca, Pb; Lithopone;

handen ist. SnO₂ und Mischphasen mit Vanadinoxid;

Im folgenden werden einige Beispiele für die Tri- 5 ZrO₂ und ZrSiO₄ und ihre Mischphasen mit ester der o-Phosphorsäure bzw. für die Substituenten Vanadinoxid; ThO₂;

R¹, R² und R³ aufgeführt. Die Triester können U₃O₈ und Uranatpigmente mit Pb und Ba;

Alkylreste der allgemeinen Formel Antimonweiß und Wismutweiß; Antimonate des

Pb, Co, Zn;
QH₂₁₁₊₁ ¹⁰ Manganblau, Ultramarin; Manganoxide und

Manganhydroxide;

mit 3 bis 12 C-Atomen enthalten. Die Alkylkette Phosphate des Mn, Fe, Cr, Ni, Co, Pb;

kann verzweigt oder unverzweigt sein. Die Ester- Cu(OH)₂, Pb(OH)₂, CuO; Nickelgelb; Neapelbindung kann von einem primären, sekundären oder gelb;

tertiären Kohlenstoffatom ausgehen. 15 basisches Cu-Acetat; Sulfide des Ca, Ba, Zn,

Die erfindungsgemäßen Pigmente sind universell Cd, Hg, Cu, Sn, Sb, As, Fe, Mn;

verwendbar, unbegrenzt lagerfähig und beeinträch- Cd(Se, S); (Cd, Hg) S;

tigen infolge ihres Überzuges nicht die Gebrauchs- als Pigmente geeignete Metallpulver, z. B. Zn,

eigenschaften der pigmentierten Farbträger. Gegen- Cu, Au, Al-Bronze; ferner auch Ruß.

über mit Salzen von sauren Phosphorsäureestern 20

behandelten Pigmenten weisen sie den Vorzug auf, Vorzugsweise sind Weißpigmente auf der Basis

daß die Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmente ■ TiO₂, ZnS und Buntpigmente, insbesondere auf Basis wesentlich einfacher erfolgen kann und ihre Weiter- von Eisenhydroxiden, Eisenoxiden und Chromaten, verarbeitung unproblematisch ist. sowie Ferromagnetika auf der Basis von Eisen- und

Beispiele der anwendbaren Alkylgruppen sind: 25 Chromoxiden der erfindungsgemäßen Nachbehandn-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl-, n-Pentyl-, lung zugänglich.

Isopentyl-, n-Hexyl-, Isohexyl-, n-Heptyl-, Isoheptyl-, Der Umhüllungsprozeß kann während oder nach

n-Octyl-, Isooctyl-, n-Nonyl-, Isononyl-, n-Decyl-, Iso- der Herstellung der pulverigen Feststoffe durchdecyl-, n-Undecyl-, Isoundecyl-, n-Dodecyl-, Iso- geführt werden. Die Oberflächenbehandlung kann dodecyl- usw. 30 über eine flüssige Hilfsphase erfolgen. Hierbei wird

Alkylester mit besonders guter Wirksamkeit sind der zu behandelnde Feststoff oder sein feuchter die normalen und isomeren Trialkylphosphorsäure- Filterkuchen in Wasser oder einer organischen Flüssigester mit 4 bis 8 C-Atomen, z. B. Tributyl-, Triamyl-, keit aufgeschlämmt. Dieser Dispersion wird der Trihexyl-, Triheptyl-, Trioctyl- und die Ester, die Phosphorsäureester — in reiner Form oder in Lösung zwei oder drei ungleiche Alkyle mit 3 bis 12 C-Atomen 35 oder in einer Hilfsflüssigkeit emulgiert — zugesetzt, in einem Estermolekül kombiniert enthalten, z. B. Die Suspension wird je nach Konzentration einer

Ester mit einem Propyl- und jeweils zwei Pentyl- bis geeigneten Rühr- oder/und Mahlbehandlung unter-Dodecylresten, mit einem Butyl- und zwei Pentyl- zogen. Die Temperatur kann hierbei vorzugsweise bis Decylresten, mit einem Pentyl- und je zwei Hexyl-, zwischen 10 und 90⁰C gewählt werden, insbesondere Heptyl- oder Octylresten und einem Hexyl- und zwei 40 Hegt sie zwischen 20 und 70⁰C. Die Grenzen des Heptyl- oder Octylresten; Ester mit drei ungleichen möglichen pH-Bereiches hängen von der Hydrolyse-Alkylgruppen im Molekül: Propyl-, Butyl-mit jeweils beständigkeit des jeweiligen Esters ab; es kann ein Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-; pH zwischen den Werten 2 und 11, vorzugsweise Butyl-, Pentyl- mit jeweils Hexyl-, Heptyl-, Octyl-; zwischen 5 und 8 gewählt werden.
Pentyl-, Hexyl- mit Heptyl- oder Octyl-; Propyl-, 45 Die Behandlungsdauer hängt von der Rühr- bzw. Pentyl- mit Hexyl- bis Decyl-; Propyl-, Hexyl- mit Mahlintensität ab und beträgt bei inniger Vermischung Heptyl- bis Dodecyl-; Butyl-, Hexyl- mit Heptyl- 5 bis 20 Minuten; danach wird die flüssige Hilfsphase oder Octylresten. abgetrennt. Die Trocknung des festen Rückstandes

Als Beispiele der behandlungsfähigen erfindungs- sollte nicht über 20O⁰C erfolgen; vorzugsweise wird gemäßen Feststoffe seien genannt: 50 bis 170⁰C getrocknet. Das getrocknete Produkt kann

anschließend noch gegebenenfalls gemahlen werden.

TiO₂ und Titanate wie Zn₂TiO₄, Mg₂TiO₄ und Die Umgüllung kann aber auch durchgeführt

MTiO₃ mit M = Ca, Mg, Sr, Ba, Pb, Zn, Mn, werden, indem das Tensid direkt, gelöst oder emul-Fe, Co, Ni, Cd; giert dem zu behandelnden Feststoff zugemischt wird,

SiO₂ und Silicate mit den Kationen von Mg, 55 während eine geeignete Mahlung, z. B. in einer Stift-, Ca, Sr, Ba; Kugel-, Zylinder- oder Dampfstrahlmühle abläuft.

Al, Cr, Fe, Cu, Co; Eine weitere Möglichkeit, die Umhüllung durch-

Fe₂O₃ und Ferrite MFe₂O₄ mit M = Zn, Co, zuführen, besteht in der Vermischung von erfindungs-Ni, Mn, Mg, Cu; gemäßem Ester mit dem zu behandelnden Feststoff

Fe₃O₄, Eisenoxidocker, Eisenoxidbraun; 60 in dessen Filterkuchen über einen Knetprozeß. ImAn-

«· undy-FeOOH; CrO₂; Schluß wird getrocknet und gegebenenfalls gemahlen.

Cr₂O₃ und CrOOH; Al₂O₃, Al- und Cr-Spinelle Der Umhüllungsprozeß kann auch vor oder wäh-

des Co, Cu, Mn, Ni; normale und basische rend einer weiteren Oberflächenbehandlung des Pig-Chromate des Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Hg; mentes oder Füllstoffes — etwa durch Auf fällen von

PbMoO₄ und Mischkristalle mit PbSO₄ und 65 schwer löslichen Verbindungen, wie Hydroxiden PbCrO₄; (AI(OH)₃, Mg(OH)₂, Zn(OH)₂) oder Oxiden (SiO₂,

CaWO₄ und Na-Wolf rambronzen, WO₃; TiO₂, AlPO₁) — erfolgen. Die Gegenwart löslicher

Pb₃O₄, PbO, PbO₂; Mischoxide von Cu und Mn; Salze stört dabei nicht.

Die Oberflächenbehandlung von Titandioxid, als Pigment und Füllstoff in der Farben- und Kunststoffindustrie besonders wichtig, sei als ein Beispiel ausführlich besprochen.

Das nach dem Sulfat- oder Chlorid-Hydrolyse-Verfahren oder nach dem TiC^-Verbrennungsverfahren gewonnene TiO₂, in Rutil- und Anatasform, kann während verschiedener Phasen seines Herstellungsprozesses mit den erfindungsgemäßen Tensiden behandelt werden:

Nach mehreren Vorstufen fällt z. B. ein Ofenklinker an, welcher gemahlen und klassiert wird. Das Feingut wird einer anorganischen Nachbehandlung, die im Auffällen von z. B. Al(OH)₃, SiO₂, TiO₂ bestehen kann, unterzogen. Diese Nachbehandlung erfolgt in einer Suspension mit etwa 20 Gewichtsprozent Feststoff bei 60° C unter intensivem Rühren. Bereits vor dem Ausfällen, während oder unmittelbar danach kann die Zugabe des gewünschten Phosphorsäureesters zum Weißschlamm erfolgen. Der Schlamm wird nun über ein Drehfilter filtriert und dabei gewaschen. Das Filtergut dieses ersten Drehfilters wird nun wieder mit Wasser angemaischt und nach gründlichem Vermischen einem zweiten Drehfilter zugeführt. Während des Anmaischens ergibt sich die zweite Möglichkeit der Zugabe eines Esters der Phosphorsäure. Das Drehfiltergut II wird nochmals gewaschen und dann bei 140 bis 170° C getrocknet. Das Drehfiltergut II mit einem Feststoffgehalt von etwa 60 Gewichtsprozent kann auch durch einen Knetprozeß mit einem erfindungsgemäßen Tensid vermischt werden.

Nach der üblichen Trocknung wird das Gut in einer Dampfstrahlmühle gemahlen. Unmittelbar vor der Mahlung kann die Nachbehandlungssubstanz auf das getrocknete Gut in geeigneter Weise aufgesprüht werden, wobei das Pigment z. B. in einer Stiftmühle vorgemahlen wird. Schließlich kann der Phosphorsäureester auch dem Mahlgut oder dem Dampf unmittelbar bei der Einspeisung in die Strahlmühle zugesetzt werden.

Gemahlener und ungemahlener TiO₂-Ofenklinker, welcher ohne weitere anorganische Nachbehandlung in Kunststoff eingearbeitet werden soll, läßt sich mit einem erfindungsgemäßen Tensid während eines geeigneten Mahlens mit einer Zylinder-, Kugel- oder Pendelmühle ζ. B. vermischen. Eine zweite Mahlung, z. B. in der Dampfstrahlmühle, muß nicht notwendigerweise angeschlossen werden.

Das Dispergierverhalten der pulverigen Substanzen wird in organischen und wäßrigen Medien getestet. Als organisches Bindemittel wurden Leinöl-Standöl in Testbenzin oder/und eine Alkydharzlösung in Testbenzin benutzt. Als wäßriges System wurde eine Polyvinylacetatdispersion (PVA) in Wasser gewählt. Die Anreibung wurde mittels einer Achatkugelschwingmühle durchgeführt. Bindemittel und zu prüfender Feststoff werden zunächst in einem Becherglas mittels Glasstab zu einer Paste vermischt. Die Paste wird in die Kugelmühle überführt und verschieden lang bei 180 UpM gemahlen. Nach der gewünschten Dispergierzeit von 2,5, 5, 10, 20 usw. Minuten (bis 16 Stunden) wurde die Paste zur Bestimmung der erreichten Korngröße auf dem Grindometer (ASTM Standard Method 4411) geprüft, und außerdem wurde auf einer Glasplatte ein Abzug mit einem Filmabzieher hergestellt. Dieser Abzug wurde getrocknet; und dann wurde die Oberfläche hinsichtlich der Zahl der undispergierten Agglomerate sowohl visuell als auch mit Hilfe eines Glanzmeßgerätes geprüft.

Die Dispergiergeschwindigkeit für eine Festsubstanz wird durch Angabe eines der undispergierten Anzahl von Agglomeraten pro Flächeneinheit entsprechenden Glanzwertes oder durch den Grindometerwert (in μ) in Abhängigkeit von der Dispergierzeit dargestellt.

Die Rezepturen für die Kugelmühlenteste sind:

ίο a) Für den Alkyd-Test:

23 g einer SOgewichtsprozentigen Lösung eines Alkydharzes (langöliges mit Sojaöl modifiziertes Alkydharz, Öllänge 65; Phthalsäureanhydrid 26%; Sojaöl 63 %) in Testbenzin (ρ = 0,78 g/cm³) werden mit 30 g Pigment oder Füllstoff unter Zugabe von 0,43 ml eines Sikkativs (Co, Mn, Pb-Naphthenat 1:2 in Xylol) mittels Glasstab während 1 Minute zu einer homogenen Paste verrieben. Diese wird anschließend in die Kugelmühle überführt.

b) Für die Anreibung mit Leinöl-Standöl:

20 g Pigment oder Füllstoff werden mit 10 ml einer 50gewichtsprozentigen Leinöl-Standöl-Lö- ( sung in Testbenzin und 3 ml Testbenzin unter Zusatz von 0,25 ml eines Sikkativs (Co, Pb-Naphthenat 1:2 in Xylol) mittels Glasstab während 1 Minute zu einer homogenen Paste verrieben, welche anschließend in die Kugelmühle gefüllt wird.

c) Für den PVA-Test:

10 g Pigment oder Füllstoff und 10 ml destilliertes Wasser werden mit einem Glasstab leicht verrührt und mit 13 g Polyvinylacetat (50%ige Dispersion in H₂O, 43,2% PVA; 6,5% Trikresylphosphat; 4,3% Dibutylphthalat), 50%ig in H₂O unter Zugabe von 6 Tropfen 2%iger Ammoniaklösung während 1 Minute zu einer homogenen Paste verrührt, die anschließend in die Kugelmühle gefüllt wird.

Für die Prüfung des Dispergierverhaltens von TiO₂-Pigmenten wurde außer den Kugelmühlentesten ein sogenannter Dissolver-Test angewandt. Die Dispergierung erfolgt mittels einer Scheibe, die tangential mit Zähnen besetzt ist (Dissolverscheibe), in einem hochviskosen Bindemittel-Lösungsmittel-Gemisch von 65 Gewichtsprozent eines Alkydharzes (langöliges mit Sojaöl modifiziertes Alkydharz, öllänge 65; Phthalsäureanhydrid 26%; Sojaöl 63%) in Testbenzin. Als Gefäß dient ein Becherglas mit 65 mm Innendurchmesser. Die Dissolverscheibe hat einen Durchmesser von 40 mm. Der Abstand der Scheibe vom Boden des Glases beträgt 10 mm.

75 g der genannten Bindemittellösung werden vorgelegt, und 126 g Pigment werden innerhalb 5 Minuten bei einer Drehzahl von 1000 bis 1500 UpM zu einer Paste verrührt; dann wird 5 Minuten lang bei 5000UpM gerührt. Die Paste erwärmt sich hierbei auf etwa 6O⁰C. Von diesem Ansatz werden nun 134 g Paste mit 25 g Testbenzin (ρ = 0,78 g/cm³) verdünnt. Von dieser Dispersion wird ein Grindometerwert ermittelt und außerdem nach Zusatz eines Sikkativs (Co, Mn, Pb-Naphthenat 1:2 in Xylol) ein Lackabzug auf einer Glasplatte hergestellt. Der trockene Film wird hinsichtlich der Anzahl undispergierter Agglomerate visuell beurteilt und mit den Noten 1 bis 4 bewertet.

Die Beurteilung des Dispergiergrades erfolgt auf Grund folgender Grindometerwertabstufung (Hegman-Wert):

etwa 10 bis 20 μ Note I = gut dispergierbar,

etwa 20 bis 40μ Note II = befriedigend dispergierbar,

etwa 40 bis 75 μ Note III = mäßig dispergierbar,

etwa 75 bis 100μ Note IV = schlecht dispergierbar.

Das Benetzungsverhalten läßt sich wie folgt leicht prüfen: In einem Reagenzglas werden Wasser und eine organische Flüssigkeit, welche in Wasser schwer löslich ist, wie Toluol oder Tetrachlorkohlenstoff, übereinander geschichtet. Die zu prüfende Festsubstanz wird eingetragen und mittels Glasstab mit beiden flüssigen Phasen in Berührung gebracht. Überwiegt der hydrophile Charakter, so wird die Substanz im Wasser bleiben, dominiert der organophile Charakter, so wird sie in die organische Phase gehen.

Es läßt sich durch die beschriebenen Teste leicht nachweisen, daß die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Phosphorsäureester an ihr Vorhandensein auf der Feststoff oberfläche gebunden ist; gibt man nämlich denselben Ester in gleicher Menge, wie sie für die Umhüllung notwendig und ausreichend ist, dem Bindemittel direkt zu, so bleibt die nichtoberflächenbehandelte Substanz schlecht dispergierbar.

Die Oberflächen anorganischer pulveriger Substanzen sind — durch chemische Konstitution, Struktur und herstellungsmäßig bedingt — zumeist hydrophil und organophob. Dieses Benetzungsverhalten kann durch Umhüllung mit geeigneten Phosphorsäureestern in das andere Extrem — hydrophob und organophil — umgewandelt werden. Hierfür wählt man Ester langkettiger Alkyle mit 8 und mehr Kohlenstoffatomen.

Das Benetzungsverhalten organophil zu machen, ohne den hydrophilen Charakter zu schwächen, gelingt durch Umhüllung mit Phosphorsäureestern, die weniger als 8 Kohlenstoffatome in den Alkylketten haben.

Das Benetzungsverhalten kann weitgehend durch die Wahl eines entsprechenden Phosphorsäureesters und durch seine angewandte Menge variiert werden. Mit steigender Menge eingesetzter Umhüllungssubstanz nimmt der organophile Charakter zu.

Beispiel 1

Die Oberflächenbehandlung von TiO₂ als Rutilpigment mit Tri-n-butylphosphorsäureester:

30 kg Filtergutprodukt vor den beiden Endstufen, Trocknung und Mahlung, mit 60 Gewichtsprozent TiO₂ und 40% Wasser werden mit 601 destilliertem Wasser angemaischt. Zu diesem Weißschlamm gibt man 180 g Tri-n-butylphosphorsäureester und rührt 10 Minuten mit einem starken Blattrührer. Der pH-Wert der Suspension liegt bei 6, die Temperatur beträgt 25⁰C. Die Suspension wird dann filtriert, und der Filterkuchen wird bei 160⁰C getrocknet. Das getrocknete Gut wird einer Dampfstrahlmahlung unterzogen.

Die Abprüfung dieser Pigmentprobe nach den vorstehend beschriebenen Testen ergibt für den Dispergiergrad nach dem Dissolver-Test die Note I entsprechend einem Grindometerwert von unter 20μ. Für die unbehandelte Vergleichsprobe ist die Note für den Dispergiergrad IV bei einem Grindometerwert von über 100μ.

Die Dispergiergeschwindigkeit im Alkydharz gelöst in Testbenzin bei der Kugelmühlenanreibung, ausgedrückt in Dispergierzeit, die notwendig ist, um einen Grindometerwert von 20μ zu erreichen, beträgt 5 Minuten bei der umhüllten Probe gegenüber 70 Minuten bei der unbehandelten Vergleichsprobe.

Das Dispergierverhalten in PVA ist bei der nachbehandelten Pigmentprobe gleich gut dem der nicht umhüllten Probe, d. h. durch die Umhüllung mit dem Tri-n-butylphosphorsäureester ist keine Hydrophobierung aufgetreten, obgleich die Dispergierbarkeit im organischen Bindernittel-Lösungsmittel-System

so wesentlich verbessert worden ist.

Beispiel 2

Die Umhüllung von TiO₂ als Rutilpigment mit Tri-iso-octyl-phosphorsäureester:

Werden in der gleichen Art und Weise wie im Beispiel 1 anstatt der 180 g Tri-n-butylphosphat zur Oberflächenbehandlung 90 g Tri-iso-octylphosphat (Tri-2-äthyl-n-hexyl)-Phosphorsäureester eingesetzt/so erhält man eine Rutilpigmentprobe, die im organischen Bindemittel ebenso gut dispergierbar ist wie die Probe des Beispiels 1, hingegen in PVA eine eindeutige Hydrophobierung zeigt.

Beispiel 3

Die Nachbehandlung von TiO₂ als Rutilpigment mit Tri-n-butylphosphorsäureester über einen Knetprozeß:

20 kg Drehfilterkuchen mit einem Feststoffgehalt von 60 Gewichtsprozent TiO₂ und 40% H₂O werden in einem Kneter behandelt, bis nach etwa 15 Minuten eine fließfähige Masse vorliegt. Unter fortdauerndem Kneten werden nun innerhalb 15 Minuten 30 g Trin-butylphosphat, entsprechend 0,25% auf TiO₂ bezogen, zugegeben, und danach wird die Knetarbeit noch 1 Vz Stunden fortgesetzt. Anschließend wird der Teig bei 160⁰C getrocknet. Das getrocknete Gut wird dampfstrahlgemahlen.

Die Prüfung des Dispergierverhaltens der so behandelten Pigmenfprobe ergibt ein dem Beispiel 1 entsprechendes Ergebnis.

Beispiel 4

Die Nachbehandlung von TiO₂-Pigment (Rutil) mit den in der Tabelle aufgeführten Estern erfolgte nach dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren:

"/» eingesetzter Ester 60	Dispergier- stufe im Dissolver- Test	InPVA
0,4 Tri-n-amylphosphat .. 0,4 Tri-iso-amylphosphat 0,3 Tri-n-hexylphosphat .. 65 0,5 Di-n-butyl-n-hexyl- phosphat 0,3 Diphenyloctylphosphat 0,25 Triphenylphosphat...	I I I Ι/Π I/H II	gut gut gut befriedigend mäßig mäßig

109 583/358

9 10

B e i s ρ i e 1 5 giergeschwindigkeit wie die unbehandelte Vergleichsprobe.

Die Oberflächenbehandlung von Chromoxid-Grün B e i s D i e 1 8
mit Trioctylphosphat:

1,37 kg Filtergut, bestehend aus 73 Gewichtsprozent 5 Die Oberflächenbehandlung von Zinksulfid mit

Chromoxid, Cr₂O₃ und 27% Wasser, werden mit Tri-iso-octylphosphat:

3,5 Liter destilliertem Wasser bei Raumtemperatur 1,35 kg Filterkuchen, der 26 Gewichtsprozent H₂O

(etwa 20⁰C) angemaischt, mit 5 g Tri-iso-octylphos- und in der Trockensubstanz 88,9% Zinksulfid und

phat versetzt und 20 Minuten lang intensiv gerührt. 11.1% Bariumsulfat enthält, werden mit 3 Liter

Anschließend wird filtriert. Der Filterkuchen wird io destilliertem Wasser bei Raumtemperatur (etwa 20⁰C)

bei 15O⁰C getrocknet und dann in einer Schwing- angemaischt, diese Suspension wird mit 5 g Tri-iso-

mühle gemahlen. octylphosphat versetzt, 30 Minuten lang intensiv

Der Dispergiertest in Alkydharz/Testbenzin ergibt, gerührt und dann filtriert. Der Filterkuchen wird

daß die organisch nachbehandelte Pigmentprobe in bei 140⁰C getrocknet und anschließend in einer

der Kugelmühle nach 20 Minuten Anreibezeit bereits 15 Schwingmühle gemahlen. Die Dispergiergeschwindig-

einen Grindometerwert von 25μ besitzt, während keit dieser nachbehandelten Probe in Alkydharz/

eine nicht behandelte Vergleichsprobe unter gleichen Testbenzin ist gegenüber einer unbehandelten Pig-

Bedingungen noch einen Wert von 100μ aufweist. mentprobe rund viermal so groß.

Beispielö ₃₀ Beispiel!)

Die Oberflächenbehandlung von Eisenoxid-Gelb Eine wäßrige Titandioxidsuspension, die man bei

mit Tri-iso-octylphosphat: der Hydroklassierung im üblichen Herstellungsver-

4.1 Liter Eisenoxid-Gelb-Schlamm mit einem Fest- fahren für Titandioxid erhält, mit 20 Gewichtsprozent stoffgehalt von 7,3 Gewichtsprozent FeOOH werden TiO₂ vom Typ Rutil wurde nach bekannten Vermit 1,5 g Tri-iso-octylphosphat versetzt und 20 Minu- 25 fahren mit den Oxiden bzw. Hydroxiden von AIuten lang intensiv gerührt. Dann wird filtriert. Der minium, Silicium und Titan umhüllt. Zu dieser Auf-Filterkuchen wird bei 140⁰C getrocknet. Das behan- schlämmung wurden unter Rühren bei 6O⁰C und delte Gelbpigment zeigt im Alkyd-Test eine doppelt einem pH-Wert von 6,5 bis 7 0,5 Gewichtsprozent so große Dispergiergeschwindigkeit wie eine unbe- Trimethylpropylphosphat, 30%ig in Methanol, gehandelte Vergleichsprobe. 3° geben. Es wurde noch 30 Minuten gerührt, dann

. -17 filtriert, gewaschen und bei 150⁰C getrocknet. An-

B e 1 s ρ 1 e schließend wurde das Pigment dampfstrahlgemahlen.

Die Umhüllung von Eisenoxid-Schwarz mit Tri- Die Wirksamkeit der Behandlung wurde mit den

n-hexylphosphat: obenbeschriebenen Testen geprüft. Das behandelte

1.2 kg Eisenoxid-Schwarz-Schlamm mit einem Ge- 35 TiO₂-Pigment ergab einen Lackfilm mit wenigen halt von 44,6 Gewichtsprozent Fe₃O₁ werden mit Partikeln mit Übergrößen und war nach dem Dissol-3 Liter destilliertem Wasser von etwa 2O⁰C ange- ver-Test mit 1 zu bezeichnen. Das nicht behandelte maischt, mit 2,7 g Tri-n-hexylphosphat versetzt und Pigment erhielt im gleichen Test die Note 5.

20 Minuten lang intensiv gerührt. Anschließend wird Im PVA-Test war das behandelte Pigment mit

filtriert. Das Filtergut wird bei 105⁰C getrocknet 40 der Note 1 bis 2 zu beurteilen. Das unbehandelte

und dann gemahlen. Im Alkyd-Test hat das umhüllte Pigment war sehr schlecht dispergiert und erhielt

Schwarzpigment eine etwa doppelt so hohe Disper- die Note 6.

Claims (4)

1 2 besonders wichtige Rolle spielen Dispergierhilf sstoffe; Patentansprüche: . diese werden dem Bindemittel-Lösungsmittel-Fest stoffsystem in kleineren Mengen zugesetzt, um ins-

1. Leicht dispergierbare anorganische Pigmente, besondere die Benetzbarkeit zu fördern. Die Disper-. deren Oberfläche eine nicht ionogene oberflächen- 5 gierhilfsstoffe gehören" zu den oberflächenaktiven aktive Substanz trägt, dadurch gekenn- Substanzen, den Tensiden, die auf Grund ihrer zeichnet, daß die oberflächenaktive Substanz relativ stark polaren Struktur an Phasengrenzflächen aus einem Triester der ortho-Phosphorsäure mit eine Verstärkung oder Verminderung oder gar eine der allgemeinen Formel Umkehrung der dort vorhandenen negativen oder

ι» positiven Grenzflächenpotentiale bewirken. Eine Festkörpergrenzfläche wird lyophobiert, wenn sie auf eine Fremdphase abstoßend wirken soll, oder sie

O=P OR^{2 w}'^rc* lyophihert, wenn sie benetzt werden soll. Die

\ Tenside haben einen mehr oder weniger stark aus-

3 15 geprägten spezifischen Charakter, d. h., ihre Wirksamkeit ist in gewissem Maße abhängig von der Art der Bindemittel, Pigmente und Füllstoffe. So werden besteht, in der R¹, R² und R³ gleiche oder ver- ionogene Tenside vorzugsweise in wäßrigen Systemen schiedene Alkylreste mit 3 bis 12 C-Atomen sein eingesetzt, wie z. B. die anionaktiven Polyphosphate können, wobei der Triester in Mengen von 0,01 20 oder Alkylsulfonate und die kationaktiven Ammobis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise in Mengen niumsalze oder Aminverbindungen. Für organische von 0,05 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Bindemittelsysteme hingegen sind auch nicht ionogene Pigment, vorhanden ist. Tenside geeignet.

2. Leicht dispergierbare anorganische Pigmente Die Zugabe der Hilfsstoffe erfolgt zumeist unnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß as mittelbar vor oder während des Dispergierens.

sie aus Pigmenten auf der Basis Titandioxid, Es sind jedoch auch eine Reihe von Verfahren

Zinksulfid, Eisenoxiden, Eisenhydroxiden oder bekanntgeworden, bei denen die Tenside direkt auf

Chromaten bestehen. die Oberfläche der zu dispergierenden Feststoffpar-

3. Verfahren zur Herstellung leicht dispergier- tikel durch einen sogenannten Umhüllungsprozeß barer anorganischer Pigmente nach Anspruch 1 30 aufgebracht werden. Als geeignete Stoffe wurden und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Triester unter anderem genannt Organosiliciumverbindungen, der ortho-Phosphorsäure bei Τεηιρε^ΐμΓεη von Polyole, speziell Pentaerythrit, Alkyloxide, hoch-10 bis 90°C, vorzugsweise von 20 bis 7O⁰C, auf molekulare Kondensationsprodukte von Alkylendie in einer Flüssigkeit dispergierten Pigmente oxiden mit Aminen, Phenolen oder langkettigen Fettgebracht werden. 35 alkoholen und Mono- bzw. Diester höherer Alko-

4. Verfahren zur Herstellung leicht dispergier- hole, die mit anorganischen oder organischen Basen barer anorganischer Pigmente nach Anspruch 1 neutralisiert wurden. Es sind auch schon Pigmente bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Triester bekannt, die durch Behandlung mit den Salzen der ortho-Phosphorsäure bei einem pH-Wert von saurer Phosphorsäureester hergestellt werden.

5 bis 8 auf die Pigmente gebracht werden. 40 Die Verbesserung des Dispergierverhaltens von

pulverigen Substanzen, die eine Oberflächenbehandlung mit Tensiden erfahren haben, äußert sich sowohl

in der höheren Benetzungsgeschwindigkeit als auch

in einer deutlichen Verminderung der für die Disper-

45 gierung aufzuwendenden Mahlleistung. Die Haft-

Die vorliegende Erfindung betrifft in wäßrigen kräfte zwischen den Primärteilchen, die zur Bildung

und/oder organischen Medien leicht dispergierbare ziemlich stabiler Aggregate und Agglomerate führen,

anorganische Pigmente und ein Verfahren zu ihrer sind durch die Umhüllung merklich abgeschwächt

Herstellung. worden.

Der Einsatz und die Verarbeitung von pulverigen 50 Somit erfüllen die Tenside als Umhüllungsmittel

Substanzen, z. B. von Füllstoffen und insbesondere zwei wichtige Aufgaben, während sie als Zusatz bei

von Pigmenten, erfolgt vielfach über flüssige Hilfs- der Dispergierung praktisch nur als Netzmittel wirken,

phasen, wobei dann die mehr oder minder großen Die vorliegende Erfindung betrifft leicht disper-

Schwierigkeiten eines Dispergierprozesses zu über- gierbare anorganische Pigmente, deren Oberfläche

winden sind. 55 eine nicht ionogene oberflächenaktive Substanz trägt,

Das Dispergieren, Verteilung eines pulverigen dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktive

Stoffes in einer flüssigen Phase, ist meistens mit einem Substanz aus einem Triester der ortho-Phosphorsäure

geeigneten Mahlprozeß kombiniert, um die Agglo- mit der allgemeinen Formel merate und Aggregate der zu dispergierenden Substanz

auf eine gewünschte Kornfeinheit zu reduzieren. Der 60 !

Benetzungsvorgang und die Zerkleinerung zu großer /

Partikeln sind die beiden wichtigsten Aspekte des D=P-OR²

Dispergierprozesses. Zur Verminderung des Zeit- und · ν

Kraftaufwandes für diesen Prozeß wird eine gute OR³ Dispergierbarkeit der Feststoffe angestrebt. Maschi- 65
nelle Hilfsmittel sind in großer Zahl entwickelt worden;

die verschiedenartigsten Typen von Mühlen, Walzen, besteht, in der R¹, R² und R³ gleiche oder verschie-

Knetern und Rührern stehen zur Vejfügung. Eine dene Alkylreste mit 3 bis 12 C-Atomen sein können,