DE1519544A1 - Leicht dispergierbare pulverige Substanzen - Google Patents
Leicht dispergierbare pulverige SubstanzenInfo
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- DE1519544A1 DE1519544A1 DE1964F0043537 DEF0043537A DE1519544A1 DE 1519544 A1 DE1519544 A1 DE 1519544A1 DE 1964F0043537 DE1964F0043537 DE 1964F0043537 DE F0043537 A DEF0043537 A DE F0043537A DE 1519544 A1 DE1519544 A1 DE 1519544A1
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Description
15195U FARBENFABRIKEN BAYER AG
EUSGHRIPT
p 15 19 544.5 (M3 557 IVc/8o) Anlage z. Eingabe v. 13.3.69
Le A 8906 GB/Ni
Die vorliegende Erfindung betrifft in wässrigen und/oder organischen Medien leicht dispergierbare anorganische
pulverige Substanzen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Der Einsatz und die Verarbeitung von pulverigen Substanzen, a. B. von Füllstoffen und insbesondere von Pigmenten, erfolgt
vielfach über flüssige Hilfsphasen, wobei dann die mehr oder minder großen Schwierigkeiten eines Dispergierprozesses
zu überwinden sind.
Das Dispergieren, Verteilung eines pulverigen Stoffes in einer flüssigen Phase, ist meistens mit einem geeigneten Mahlprozeß
kombiniert, um die Agglomerate und Aggregate der zu dispergierenden
Substanz auf eine gewünschte Kornfeinheit zu reduzieren. Der Benetzungsvorgang und die Zerkleinerung zu
großer Partikel sind die beiden wichtigsten Aspekte des Dispergierprozesses. Zur Verminderung des Zeit- und Kraftaufwandes
für diesen Prozeß wird eine gute Dispergierbarkeit der Feststoffe angestrebt. Maschinelle Hilfsmittel sind in
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großer Zahl entwickelt worden; die verschiedenartigsten Typen von Mühlen» Waisen, Knetern und Rührern stehen zur Verfügung.
Eine besonders wichtige Rolle spielen Dispergierhilfsstoffe; diese werden dem Bindemittel-Lösungsinittel-Feststoffsystem
in kleineren Mengen zugesetzt, um insbesondere die Benetzbarkeit zu fördern. Die Dispergierhilfsstoffe gehören zu den
oberflächenaktiven Substanzen, den Tensiden, die aufgrund ihrer relativ stark polaren Struktur an Phasengrenzflächen
eine Verstärkung oder Verminderung oder gar eine Umkehrung der dort vorhandenen negativen oder positiven Grenzflächenpotentiale
bewirken. Eine Pestkörpergrenzfläche wird
lyophobiert, wenn sie auf eine Fremdphase abstoßend wirken soll» oder sie wird lyophiliert, wenn sie benetzt werden soll.
Die Tenside haben einen mehr oder weniger stark ausgeprägten spezifischen Charakter, d.h., ihre Wirksamkeit ist in
gewissem Maße abhängig von der Art der Bindemittel, Pigmente
und Füllstoffe, So wsräen ionogene Senside vorzugsweise
in wässrigen Systems:! eingesetzt, wie z.B* die anionaktiven
Polyphosphate ader Alkylsulfonate und die kationaktiven
Amuioniuünsalse oder Aminverbindungen. Für organische Bindemittelsysteine
hingegen sind auch nicht ionogene Tenside
geeignet.
Die Sugabe der Eilfsstoffe erfolgt zumeist unmittelbar vor
oder während des Mspergierens.
Es sind jedoch auch eine Reihe von Verfahren bekannt geworden, bei denen die Tenside direkt auf die Oberfläche der zu dispergierenden
Feststofipartikel durch einen sogenannten Umhüllungsprozeß
aufgebracht werden. Als geeignete Stoffe wurden u.a. genannt Organosiliciumverbindungen, Polyole,
speziell Pentaerythrit, Alkyloxide, hoch molekulare Kondensationsprodukte
von Alkylenoxiden mit Aminen, Phenolen oder langkettigen Fettalkoholen und Mono- bzw. Diester höherer
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Alkohole, die mit anorganischen oder organischen Basen neutralisiert wurden.
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 Dispergierung aufzuwendenden
Mahlleistung. Die Haftkräfte sswischen den Primärteilchen, die zur Bildung ziemlich stabiler Aggregate und Agglomerate
führen, sind durch die Umhüllung merklich abgeschwächt worden.
Somit erfüllen die Tenside als Umhüllungsmittel zwei wichtige Aufgaben, während sie als Zusatz bei der Dispergierung
praktisch nur als Netzmittel wirken.
Die vorliegende Erfindung betrifft leicht dispergierbare anorganische Pigmente, deren Oberfläche eine nicht ionogene
oberflächenaktive Substanz trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktive Substanz aus einem Triester der
ortho-Phosphorsäure mit der allgemeinen Formel
0 =
12 3
besteht, in der R , R und R gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 3 - 12 C-Atomen sein können, wobei der Triester in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-#, vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-^, bezogen auf das Pigment, vorhanden ist.
besteht, in der R , R und R gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 3 - 12 C-Atomen sein können, wobei der Triester in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-#, vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-^, bezogen auf das Pigment, vorhanden ist.
Im folgenden werden einige Beispiele für die Triester der
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o-Phosphorsäure bzw. für die Substituenten R , R und R
aufgeführt. Die Triester können Alkylreste der allgemeinen
Formel „ υ
SiH2n+1
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mit 3 bis 12 C-Atomen enthalten. Die Alkylkette kann verzweigt
oder unverzweigt sein. Die Esterbindung kann von einem primären, sekundären oder tertiären Kohlenstoffatom
ausgehen.
Beispiele der anwendbaren Alkylgruppen sind: Methyl-, Äthyl-,
n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, Isobutyl», n-Pentyl-,
Isopentyl-, n-Hexyl-, Isohexyl-, n-Heptyl-, Isoheptyl-,
n-Octyl-, Isooctyl-, n-Nonyl-, Isonoyl-, n-Decyl-, Isodecyl-,
n-Undecyl-, Isoundecyl-, n-Dodecyl~, Isododecyl- usw.
Alkylester mit besonders guter Wirksamkeit sind die normalen und isomeren Trialkylphosphorsäureester mit 4 bis 8 C-Atomen,
ζ. B. Tributyl-, Triamyl-, Trihexyl-, Triheptyl-, Trioctyl-
und die Ester, die 2 oder 3 ungleiche Alkyle mit 3 bis 12 C-Atomen in einem Estermolekül kombiniert enthalten,
z.B. Ester mit einem Propyl- und jeweils 2 Pentyl- bis Dodecylresten, mit einem Butyl- und 2 Pentyl- bis Decylresten,
mit einem Pentyl- und je zwei Hexyl-, Heptyl- oder Octylresten
und einem Hexyl- und zwei Heptyl- oder Octylresten: Ester mit drei ungleichen Alkylgruppen im Molekül:
Propyl-, Butyl- mit jeweils Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-,
Nonyl-, Decyl-; Butyl-, Pentyl- mit jeweils Hexyl-, Heptyl-,
Octyl-; Pentyl-, Hexyl- mit Heptyl- oder Octyl-; Propyl-, Pentyl- mit Hexyl- bis Decyl-; Propyl- Hexyl- mit Heptyl-Dodecyl-;
Butyl-, Hexyl- mit Heptyl- oder Octylresten.
Als Beispiele der behandlungsfähigen erfindungsgemäßen Feststoffe seien genannt:
TiO2 und Titanate wie Zn2TiO., Mg2TiO. und MTiO5 mit M = Ca,
Mg, Sr, Ba, Pb, Zn, Mn, Pe, Co, Ni, Cd; SiO2 und Silicate mit den Kationen von Mg, Ca, Sr, Baj
Al, Cr, Pe, Cu, Co;
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Fe O5 und FerriteMPe2O4 mit M = Zn, Co, M, Mn, Mg, Cu;
Fe5O4, Eisenoxidocker, Eisenoxidbraun;
(J.- und t-PeOOH; CrO2;
Cr2O3 und CrOOH; Al2O5, Al- und Cr-Spinelle des Co, Cu, Mn, Ni
normale und "basische Chromate des Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Hg; PbMoO. und Mischkristalle mit PbSO. und PbCrO4;
CaWO, und ITa-Wolframbronzen, WO,;
Pb5O4, PbO, PbO2; Mischoxide von Cu und Mn;
neutrale und basische Carbonate von Mg, Zn, Pb, Cu, ZnO, Zn(OH)2;
Sulfate von Ba, Ca, Pb; Lithopone; SnO2 und Mischphasen mit Vanadinoxid;
ZrO2 und ZrSiO- und ihre Mischphasen mit Vanadinoxid; ThO2;
U,Og und Uranatpigmente mit Pb und Ba;
Antimonweiß und Wismutweiß; Antimonate des Pb, Co, Zn; Manganblau, Ultramarin; Manganoxide und Manganhydroxide;
Phosphate des Mn, Pe, Cr, ITi, Co, Pb; Cu(OH)2, Pb(OH)2, CuO; Nickelgelb; Neapelgelb;
basisches Cu-Acetat; Sulfide des Ca, Ba, Zn, Cd, Hg, Cu, Sn, Sb, As, Pe, Mn;
Cd(Se,S); (Cd, Hg) S;
als Pigmente geeignete Metallpulver, z.B. Zn, Cu, Au, Al-Bronze;
ferner auch Ruß.
Vorzugsweise sind Weißpigmente auf der Basis TiO2, ZnS und
Buntpigmente sowie Perromagnetika auf der Basis von Eisen- und Chromoxiden der erfindungsgemäßen Nachbehandlung zugänglich.
Der Umhüllungsprozeß kann während oder nach der Herstellung der pulverigen Peststoffe durchgeführt werden. Die Oberflächenbehandlung
kann über eine flüssige Hilfsphase erfolgen. Hierbei wird der zu behandelnde Peststoff oder sein
feuchter Filterkuchen in Wasser oder einer organischen
Flüssigkeit aufgeschlämmt. Dieser Dispersion wird der
Phosphorsäureester - in reiner Form oder in Lösung oder in
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einer Hilfsflüssigkeit emulgiert - zugesetzt. Die Suspension wird je nach Konzentration einer geeigneten
Rühr- oder /und Mahlbehandlung unterzogen. Die Temperatur
kann hierbei zwischen 10 und 90 C gewählt werden, vorzugsweise liegt sie zwischen 20 und 70 C. Die Grenzen des möglichen
pH-Bereiches hängen von der Hydrolysebeständigkeit des jeweiligen Esters ab; es kann ein pH zwischen den
V/erten 2 und 11, vorzugsweise zwischen 5 und 8 gewählt
werden.
Die Behandlungsdauer hängt von der Rühr- bzw. Mahlintensität
ab und beträgt bei inniger Vermischung 5 bis 20 Minuten; danach wird die flüssige Hilfsphase abgetrennt. Die
Trocknung des festen Rückstandes sollte nicht über 2000C
erfolgen; vorzugsweise wird bis 170 C getrocknet. Das getrocknete Produkt kann anschließend noch gegebenenfalls
gemahlen werden.
Die Umhüllung kann aber auch durchgeführt werden, indem das Tensid direkt, gelöst oder emulgiert dem zu behandelnden
Feststoff zugemischt wird, während eine geeignete Mahlung, z.B. in einer Stift-, Kugel-, Zylinder- oder Dampfstrahlmühle
abläuft.
Eine weitere Möglichkeit, die Umhüllung durchzuführen, besteht in der Vermischung von erfindungsgemäßem Ester mit dem
zu behandelnden Feststoff in dessen Filterkuchen über einen Knetprozeß. Im Anschluß wird getrocknet und gegebenenfalls
gemahlen.
Der Umhüilungsprozeß kann auch vor oder während einer weite~
ren Oberflächenbehandlung des Pigmentes oder Füllstoffes etwa
durch Auffällen von schwer löslichen Verbindungen, wie Hydroxiden (Al(OH) , Mg(OH)2, Zn(OH)2) oder Oxiden (SiO2,
TiOp, AlPO.) - erfolgen. Die Gegenwart löslicher Salze stört
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dabei nicht.
Die zur Umhüllung eingesetzte Menge eines erfindungsgemäßen Phosphorsäureesters, bezogen auf den zu behandelnden Feststoff,
liegt zwischen 0,02 und 10 Gew.-^, vorzugsweise bei
0,1 bis 3 %.
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 TiCl.-Verbrennungsverfahren gewonnene TiO«» 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),, SiOp» TiOp bestehen kann, unterzogen. Diese Nachbehandlung
erfolgt in einer Suspension mit ca. 20 Gew.-^ Feststoff bei 60 C unter intensivem Rühren. Bereits vor dem
Ausfällen, während oder unmittelbar danach kann die Zugabe des gewünschten Phosphorsäureesters zum Weiß-Schlamm erfolgen.
Der Schlamm wird nun über einen 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 1700C getrocknet.
Das Drehfiltergut II, mit einem Feststoffgehalt von ca. 60 Gew.-^ kann auch durch einen Knetprozeß mit einem
erfindungsgemäßen Tensid vermischt werden.
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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 TiOp-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 z.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 wässrigec
System wurde eine Polyvinylacetatdispersion (PVA) in Wasaer
gewählt. Die Anreibung wurde mittels einer Achatkugeis cl;wingmühle
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 gemaulen. 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 undispergxerten Agglomerate sowohl visuell als auch mit Hilfe eines Glanzmessgerätes geprüft.
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Die Dispergiergeschwindigkeit für eine Festsubstanz wird durch Angabe eines der undispergierten Anzahl von
Agglomeraten pro. Flächeneinheit entsprechenden Glanzwertes
oder durch den Grindometerwert (in /u)in Abhängigkeit von
der Dispergierzeit dargestellt.
Die Rezepturen für die Kugelmühlenteste sind:
Die Rezepturen für die Kugelmühlenteste sind:
a) für den Alkyd-Iest:
23 g einer 50 gewichtsprozentigen Lösung eines Alkydharzes
(langöliges mit Sojaöl modifiziertes Alkyldharz, Öllänge 65» Phthalsäureanhydrid 26 ?S; Sojaöl 63 %) in Testbenzin
(9 = 0,78 g/cm ) 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 50 g gewichtsprozentigen Leinöl-Standöl-Lösung in Testbenzin
und 3 ml Testbenzin unter Zusatz von 0,25 ml eines Sikkativs (Co, Pb-ETaphtenat 1:2 in Xylol) mittels Glasstab während
1 Minute zu einer homogen 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 13g
Polyvinylacetat (50 $ige Dispersion in H2O, 43,2 # PVAj
6,5 % Trikresylphosphat; 4,3 $ Dibutylphthalat), 50 #ig
in H2O unter Zugabe von 6 Tropfen 2 $iger Ammoniaklösung
v/ährend 1 Minute zu einer homogenen Paste verrührt, die anschließend in die Kugelmühle gefüllt wird.
Für die Prüfung des Dispergierverhaltens von TiOg-Pigmenten
wurde außer den Kugelmühlentesten ein sogenannter Dissolver-Test
angewandt. Die Dispergierung erfolgt mittels einer
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Scheibe, die tangential mit Zähnen besetzt ist, in einem hochviskosen Bindemittel-Lösungsmittelgemisch von 65 Gew.-$
eines Alkydharze^ (langöliges mit Sojaöl modifiziertes Alkydharz, Öllänge 65; Phthalsäureanhydrid 26 jS; 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 - 1500 Upm zu einer Paste verrührt; dann wird
5 Minuten lang bei 5000 Upm gerührt. Die Paste erwärmt sich hierbei auf ca. 60 G. Von diesem Ansatz werden nun 134 g
Paste mit 25 g Testbenzin ( f = 0,78 g/cm'') verdünnt. Von
dieser Dispersion wird ein Grindometerwert ermittelt und außerdem nach Zusatz eines Sikkativs (Go, 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 I - 4 bewertet. Die Beurteilung des Dispergiergrades erfolgt
aufgrund folgender Grindometerwertabstufung (Hegman-Wert):
ca. 10 bis 20 /U Note I = gut dispergierbar ca, 20 bis 40 /u Note II = befriedigend dispergierbar
ca. 40 bis 75 /U Note III = mäßig dispergierbar ca. 75 bis 100/u 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 Feststubstanz wird eingetragen und mittels
Glasstab mit beiden flüssigen Phasen in Berührung gebracht. Überwiegt der hydrophile Charakter, so wird di'j Substanz
im Wasser bleiben, dominiert der organophile Charakter, so
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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 Peststoffoberfläche 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 und mit Derivaten, in welchen
die Alkyl- oder Arylreste funktionelle Gruppen stark polaren Charakters tragen (z.B. -OH, -COOH, -NH5, -SO^H).
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.
Die Oberflächenbehandlung; von TiO2 als Rutilpigment mit
Tri-n-butylphosphorsäureester.
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30 kg PiItergut-Produkt vor den beiden Endstufen, Trocknung
und Mahlung, mit 60 Gew.-$ TiO2 und 40 $ Wasser werden mit
60 1- 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
25°G. Die Suspension wird dann filtriert und der Filterkuchen wird bei 1600G 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 20 /u. Pur die unbehandelte Vergleichsprobe ist die Note für den Dispergiergrad IV bei einem
Grindometerwert von über 100 /u.
Die Dispergiergeschwindigkeit im Alkydharz gelöst in Testbenzin bei der Kugelmühlenanreibung, ausgedrückt in Dispergierzeit,
die notwendig ist, um einen Grindometerwert von 20 /U zu erreichen, beträgt 5 Minuten bei der umhüllten
Probe gegenüber 70 Minuten bei der unbehandelten Vergleichsprobe.
Das Dispergierverhalten in PVA ist bei der nachbehandeü ten
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 Bindemittel-Lösungsmittelsystem
wesentlich verbessert worden ist.
Die Umhüllung von TiO2 als Rutilpigraent mit Tri-iso-octylphosphorsäureester.
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Werden in der gleichen Art und Weise wie in 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.
Die Nachbehandlung von TiOp als Rutilpigment mit Tri-nbutylphosphorsäureester
über einen Knetprozeß. 20 kg Drehfilterkuchen mit einem Feststoffgehalt von 60 Gew.-#
TiOp und 40 fo HpO werden in einem Kneter behandelt, bis
nach etwa 15 Minuten eine fließfähige Masse vorliegt. Unter fortdauerndem Kneten werden nun innerhalb 15 Minuten 30 g
Tri-n-butylphosphat, entsprechend 0,25 % auf TiOp bezogen, zugegeben und danach wird die Knetarbeit noch 1 1/2 Stunden
fortgesetzt. Anschließend wird der Teig bei 1600C getrocknet.
Das getrocknete Gut wird dampfstrahlgemahlen. Die Prüfung des Dispergierverhaltens der so behandelten
Pigmentprobe ergibt ein dem Beispiel 1 entsprechendes Ergebnis.
Die Nachbehandlung von TiOp-Pigment (Rutil) mit den in der Tabelle aufgeführten Estern erfolgte nach dem im Beispiel 1
angegebenen Verfahren:
eingesetzter Ester
Dispergierstufe im
Dissolver-Test
Dissolver-Test
in PVA
0,4 Tri-n-amylphosphat
0,4 Tri-iso-amylphosphat 0,3 Tri-n-hexy!phosphat
I
I
I
I
I
gut gut gut
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% eingesetzter Ester Dispergierstufe im in PVA
Dissolver-Test
0,5 Di-n-butyl-n-rhexylphosphat I/II befriedi-
0,3 Diphenyloctylphosphat I/II läßig
O,25Tripheny!phosphat II mäßig
Die Oberflächenbehandlung von Ghromoxid-Grün mit Trioctylphosphat.1f37
kg Filtergut bestehend aus 73 Gew.-% Chromoxid, Gr2O, und 27 i° Wasser werden mit 3,5 Liter destilliertem
Wasser bei Raumtemperatur (ca. 200C) angemaischt, mit 5 g
Tri-iso-octylphosphat versetzt und 20 Minuten lang intensiv
gerührt. Anschließend wird filtriert. Der Filterkuchen wird bei 1500C getrocknet und dann in einer Yibratom-Mühle
gemahlen.
Der Dispergiertest in Alkydharz/Testbenzin ergibt, daß die
organisch nachbehandelte Pigmentprobe in der Kugelmühle nach 20 Minuten Anreibezeit bereits einen Grindometerwert von 25 Ai
besitzt, während eine nichtbehandelte Vergleichsprobe unter gleichen Bedingungen noch einen Wert von 100 /u aufweist.
Die Oberflächenbehandlung von Eisenoxid-Gelb mit Tri-isooctylphosphat.
4,1 liter Eisenoxid-Gelb-Schlamm mit einem Feststoffgehalt
von 7,3 Gew.-% PeOOH werden mit 1,5 g Tri-iso-octylphosphat
versetzt und 20 Minuten lang intensiv gerührt. Dann wird filtriert. Der Filterkuchen wird bei HO0C getrocknet.
Das behandelte Gelbpigment zeigt im Alkyd-Test eine doppelt
so große Dispergiergeschwindigkeit wie eine unbehandelte Vergleichsprobe.
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Die Umhüllung von Eisenoxid-Schwarz mit Tri-n-hexylphosphat· 1,2 kg Eisenoxid-Schwarz-Schlamm mit einem Gehalt von 44»6
Gew.-^ Fe,O. werden mit 3 Liter destilliertem Wasser von
ca. 20 C angemaischt, mit 2,7 g Tri-n-hexylphosphat versetzt und 20 Minuten lang intensiv gerührt. Anschließend wird
filtriert. Das Filtergut wird bei 105°C getrocknet und dann gemahlen. Im Alkyd-Test hat das umhüllte Schwarzpigment eine
etwa doppelt so hohe Dispergiergeschwindigkeit wie die unbehandelte Vergleichsprobe.
Die Oberflächenbehandlung von Zinksulfid mit Tri-iso-octylphosphat.
1,35 kg Filterkuchen, der 26 Gew.-$ HpO und in der Trockensubstanz
88,9 % Zinksulfid und 11,1 % Bariumsulfat enthält,
werden mit 3 Liter destilliertem Wasser bei Raumtemperatur (ca. 20 C) angemaischt, diese Suspension wird mit 5 g Triiso-octylphosphat
versetzt, 30 Minuten lang intensiv gerührt und dann filtriert. Der Filterkuchen wird bei 1400C
getrocknet und anschließend in einer Vibratom-Mühle. gemahlen. Die Dispergiergeschwindigkeit dieser nachbehandelten Probe in
Alkydharz/Testbenzin ist gegenüber einer unbehandelten Pigmentprobe rund viermal so groß.
Eine wässrige Titandioxid-Suspension, die man bei der Hydroklassierung
im üblichen Herstellungsverfahren für Titandioxid
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erhält, mit 20 Gew. ^ TiO2 vom Typ Rutil wurde nach bekannten
Verfahren mit den Oxiden bzw. Hydroxiden von Aluminium, Silicium und Titan umhüllt. Zu dieser Aufschlämmung wurden
unter Rühren bei 60 C und einem pH-Wert von 6,5-7 0,5 Gew.-$ Trimethylpropylphosphat, 30 $ig in Methanol,
gegeben. Es wurde noch 30 Minuten gerührt, dann filtriert, gewaschen und bei 150 C getrocknet. Anschließend wurde das
Pigment dampfstrahlgemahlen.
Die Wirksamkeit der Behandlung wurde mit den obenbeschriebenen Testen geprüft. Das behandelte TiOp-Pigment ergab einen Lackfilm
mit wenigen Partikeln mit Übergrößen und war nach dem Dissolver-Test mit 1 zu bezeichnen. Das nicht behandelte
Pigment erhielt im gleichen Test die Note 5. Im PYA-Test war das behandelte Pigment mit der Note 1-2
zu beurteilen. Das unbehandelte Pigment war sehr schlecht dispergiert und erhielt .die Note 6.
Le A 8906 - 16 -
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Claims (4)
1. Leicht dispergierbare anorganische Pigmente, deren Oberfläche eine nicht ionogene oberflächenaktive Substanz
trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die oberflächenaktive Substanz aus einem Triester der ortho-Phosphorsäure mit
der allgemeinen Formel
OR1
o = p-oir
Na3
Na3
12 3
besteht, in der R , R und R gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 3-12 C-Atomen sein können, wobei der Triester in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-$, vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-^, bezogen auf das Pigment, vorhanden ist.
besteht, in der R , R und R gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 3-12 C-Atomen sein können, wobei der Triester in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-$, vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 3 Gew.-^, bezogen auf das Pigment, vorhanden ist.
2. Leicht dispergierbare anorganische Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Pigmenten
auf der Basis Titandioxid, Zinksulfid, Eisenoxiden, Ei3enhydroxiden oder Chromaten bestehen.
3. Leicht dispergierbare anorganische Pigmente nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Triester
der ortho-Phosphorsäure bei Temperaturen von 10 bis 900C,
vorzugsweise von 20 - TO0C, auf die Pigmente gebracht werden.
4. Leicht dispergierbare anorganische Pigmente nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Triester
der ortho-Phosphorsäure bei einem pH-Wert von 5-8 auf die Pigmente gebracht werden.
Le A 8906 - 17 -
009818/0705
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| DE1964F0043537 DE1519544A1 (de) | 1964-07-23 | 1964-07-23 | Leicht dispergierbare pulverige Substanzen |
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| BE667292D BE667292A (de) | 1964-07-23 | 1965-07-23 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE1964F0043537 DE1519544A1 (de) | 1964-07-23 | 1964-07-23 | Leicht dispergierbare pulverige Substanzen |
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=7099612
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3035350A1 (de) * | 1980-09-19 | 1982-05-06 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Leicht dispergierbare anorganische pigmente auf der basis von cadmiumsulfid |
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- 1965-07-21 NL NL6509440A patent/NL6509440A/xx unknown
- 1965-07-21 FI FI174665A patent/FI43617B/fi active
- 1965-07-23 BE BE667292D patent/BE667292A/xx unknown
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| NO115404B (de) | 1968-09-30 |
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