DE1908020C3

DE1908020C3 - Verfahren zur Herstellung von Titandioxidpigmenten in Rutilform

Info

Publication number: DE1908020C3
Application number: DE19691908020
Authority: DE
Inventors: Raymond Gerard Dipl.-Ing. Thann Holbein
Original assignee: Thann Et Mulhouse Sa Thann Fr
Current assignee: Thann Et Mulhouse Sa Thann Fr
Priority date: 1968-03-05
Filing date: 1969-02-18
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE1908020B2; DE1908020A1

Description

TiCU gcmiß dem in der deutschen Patentschrift 1211348 beschriebenen Verfahren hergestellt waren. Die für die Hydrolyse vorgesehene Sospension aus Keimen wies eine Konzentration von 33 g/l TiO₂ auf. Innerhalb weiterer 10 Minuten wurde die Lösung zum Sieden gebracht Nach etwa 30 Minuten wurde die Losung grau, wonach dann innerhalb wetterer 10 Minuten 33401 Wasser hinzugefügt wurden. Die Gesamtdauer der Hydrolyse betrug ungefähr vier Stunden. Das Hydrolysat wurde filtriert, gewaschen und entsprechend einer bevorzugten Ausnunungsform einer sauren Behandlung in Gegenwart von Thansalzen unterworfen. Das auf diese Weise gewonnene TX)₂-GeI wurde wie folgt weiterbehandelt

Zu 3000 kg gewaschenem TiQrGd (entsprechend 1000 kg TiO?) wurden unter ständigem Rohren

2501 einer rutOisierenden Keimsuspension (die etwa 80 g/l TiO₂ enthielt) zur Vervoflstiodigung der bereits zur Hydrolyse zugesetzten Keime,

5000 g ZnO suspendiert in 201 Wasser,

3240gMonoanuBonmmphosphat (etwa 2000 g P₂Os) gelöst in 14 i Wasser, und

5000 g Kaliumcarbonat gelöst in 51 Wa

zugegeben.

Die hierfür verwendeten rutiüserenden Keime waren diejenigen, die nach dem Verfrliren gemäß der deutschen Patentschrift 1211 348 für die Cakanierung hergestellt war.

Das erhaltene Produkt wurde getrocknet und bei etwa 1000°C calciniert, wobei die Rutifiaerung anhand der Entwicklung ies Rontgendiagnmms verfolgt wurde. Das so gewonnene Pigment bestand praktisch aus 100% TiO₂ in Ruunorm und es enthielt etwa 04% ZnO.

Beispiel 2

In einen Hydrolysierapparat mit einem Fassungsvermögen von etwa 27 m³ wurden 16 0001 einer von einer schwefelsauren Ilmenit-Aufberehung herrührenden Titansulfatlösung eingebracht Die Lösung enthielt 240 g/l TiO₂ und der Säurefaktor betrug 135 -1 $7.

Es wurde auf 96° C erwärmt und 24% TiOj-Rutilkeime, bezogen auf das TiO₂ der Titansulfatlösung,

ίο zugegeben. Die TiOrRutilkeime wurden vorher gesondert in einem Kessel hergestellt Dabei wurde entsprechend den Ausführungen in der deutschen Patentschrift 1211 348 eine verdünnte, teilweise neutralisierte TiCU-Lösung in der Wärme hydrolysiert und ergab eine Suspension, die 33 g/l TiO₂ enthielt, und einen Saurefaktor von 035 HQ für ITiO₂ aufwies. Die Zugabe der Keime erfolgte unter Rühren innerhalb von 10 Minuten und während dieser Zeit wurde die Lösung zum Sieden gebracht Es wurde so lange gekocht, bis nahezu das gesamte Titan ausgefällt war. Sobald dies der Fall war, wurde erneut Wasser in einer Menge zugesetzt, die 184% der Wassermenge der Ausgangslösung entsprach, und dabei die Fällung beendet Der Hydrolysevorgang dauerte etwa 4 Stunden. Das Hydrolysat wurde filtriert und gewaschen. Das so erhaltene TiOz-GeI kann gegebenenfalls noch einmal durch eine Säurebehandlung in Gegenwart von reduzierenden Titansalzen (wie in Seispiel 1 erwähnt) gereinigt werden.

Das gewaschene TiOrGeI wird dann in der gleichen Weise und mit den gleichen Mengenverhältnissen der TiOr Keime, der Zink-, Phosphor- und Alkalimetallsalze wie in Beispiel 1 weiter behandelt Auch die hierbei erhaltenen Pigmente sind 100% Rutil, enthalten etwas Zink und ergeben einen neutralen bis blauen Farbunterton.

Claims

1 2

Vergröberung der Korngröße beim Sintern entgegen.

Patentanspruch: ZnO als Zusatz wurde bei bekannten Verfahren zur

Umwandlung von Anatas in Rutil durch Calcinieren,

Verfahren zur Herstellung von Titandioxidpig- schon verwendet Es wurden aber stets grobkernige menten in Rutilform, bei dem eine vorbereitete 5 Rutile mit gelbem Unterton erhalten, die für die meisten wäßrige Suspension von rutUbildenden TiO₂-Ka- Anwendungsgebiete unbrauchbar sind. In den meisten men zu einer Titansulfatlösung zugegeben und die Fällen sind feinkörnige Pigmente mit einem blauen Lösung hydrolysiert wird, zu dem gefällten und Unterton erwünscht Ein solcher blauer Unterton ist gewaschenen TiOrGeI eine weitere Menge einer durch einen Al₂O₃-ZuSaIz nicht zu erzielen,
rutilisierende TiOrKeime enthaltenden wäßrigen io Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Suspension, sowie eine kleine Menge von Alkalime- Herstellung von Titandioxidpigmenten in Rutilform zu tallsalzen und von einer Phosphorverbindung schaffen, bei dem ein feinkörniges Produkt mit einem zugegeben werden, anschließend das Gel getrocknet neutralen bis blauen Unterton, starker Färbekraft, und bei Temperaturen bis zu 1000⁰C bis zur Abriebfestigkeit sowie Beständigkeit gegenüber fotopraktisch völligen Umwandlung zu Rutil calciniert is chemischen Reaktionen erhalten wird.
- wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Diese Aufgabe wird durch ein eingangs erwähntes

dem gefällten und gewaschenen TiO₂-GeI zugesetz- Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß te, rutilisierende TtO₂-KeUHe enthaltende wäßrige die dem gefällten und gewaschenen TiO₂-GeI zugesetz-Suspension 0,2 bis 2,0 Gewichtsprozent Zinksalze te, rutilisierende TiOrKeime enthaltend^ wäßrige (ausgedrückt in ZnO), 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent 20 Suspension 0,2 bis 2,0 Gewichtsprozent Zinksalze Alkalimetallsalze (ausgedrückt in K₂O) und 0,2 bis (ausgedrückt in ZnO), 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent 03 Gewichtsprozent P₂O₅ enthält Alkalimetallsalze (ausgedrückt in K₂O) und 0,2 bis 03

Gewichtsprozent P₂Gs enthält

Durch diese Maßnahme wird ein Titandioxidpigment

25 in Rutilform mit einem nach Wunsch einstellbaren blauen Unterton erhalten. Es wurde ferner gefunden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur daß durch die Zugabe auch relativ größerer Mengen Herstellung von Titandioxidpigmenten in Rutilform, bei von P₂Os zusammen mit Rutil-Keimen der pH-Wert und dem eine vorbereitete wäßrige Suspension von gleichzeitig die Größe der TiOrPartikel reguliert rutUbildenden TiOrKeimen zu einer Titansulfatlösung *> werden können. Auf diese Weise ist eine weitere zugegeben und die Lösung hydrolysiert wird, zu dem Möglichkeit gegeben, den Grad der Schattierung des gefällten und gewaschenen TiOrGeI eine weitere Farbuntertones einzustellen. Durch Variation der Menge einer rutilisierende TiOrKeime enthaltenden Zugabemenge des P₂Os im Bereich 0£ bis 0,8 wäßrigen Suspension, sowie eine kleine Menge von Gewichtsprozent können die Eigenschaften des End-Alkalinietallsalzen und von einer Phosphorverbindung 35 produktes ebenfalls nach Wunsch beeinflußt werden, zugegeben werden, anschließend das Gel getrocknet Eine bevorzugte Menge an P₂Os liegt bei etwa 03 und bei Temperaturen bis zu 1000"C bis zur praktisch Gewichtsprozent Es wird zweckmäßig in Form von völligen Umwandlung zu Rutil calciniert wird. Ammoniumphosphat verwendet

Es gibt gegenwärtig zwei Gruppen von Titandioxid- Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge-

pigmenten, nämlich die in Anatas- und die in Rutilform. «0 stellte Titandioxidpigment liegt praktisch in lOOprozen-Die Pigmente in Rutilform besitzen eine höhere tiger Rutilform vor, weist eine ausgezeichnete Qualität Deckfähigkeit als diejenigen in Anatasform, sie werden mit optimalem Farbeffekt und Klarheit auf, ist nicht so leicht gelb und sind allgemein weniger feinkörnig und hat einen neutralen bis blauen Farbunempfindlich für zahlreiche fotochemische Reaktionen, terton, seine Färbekraft ist außerordentlich gut, es ist die in Gegenwart von organischer Material Verfärbun· « gegenüber fotochemischen Reaktionen beständig und gen verursachen. Bei den Anstrichen, die Witterungsein- seine Dispersionsfähigkeit ist in allen wesentlichen und flüssen ausgesetzt sind, kreiden sie, ohne Rücksicht auf brauchbaren Medien gut

ihren Träger, weit weniger ab als die Anatassorten. Das erfindungsgemäße TiOrPigment ist lOOprozen-

Die auf herkömmlichem Wege hergestellten Rutilfor- tig rutilisch und enthalt etwa ZnO, dessen Menge in der men weisen aber hinsichtlich der Pigmentstruktur » Praxis zwischen 03-1% variieren kann,
wesentliche Nachteile auf, da durch das Umkrutallisie- Das erfindungsgemäße Verfahrer, wird anhand ren beim Sintern die Farbe, die Feinheit und das zweier Beispiele näher erläutert
Deckvermögen leidet Bei· ei el 1

Das eingangs genannte Verfahren, das in der DE-PS ^p

1211 348 beschrieben ist, führt zu einem zufriedenste!' « Durch Zersetzung von Ilmenit, das 0,2% P₂Os enthielt, lernten Rutilprodukt Im Prinzip werden Pigmente in wurden 160001 einer Titansulfatlosung der folgenden lOOprozentiger Rutilform durch Calcinieren eines Gels Zusammensetzung hergestellt:
hergestellt, das durch doppelte Rutilisierung (durch -«% 2443 «/I

Hydrolyse und durch Calcinieren) kombiniert mit einer TH^tiauMredrflefcteltTiO,! 27 «Λ

Pigmentierung des Gels durch Zugabe von Salzen, die "JL («"§·«*««»T1O2) 2.7 g/i

Kalium, Aluminium und Phosphor enthalten. Bei dem aI»;,,. ujcrv dtu&on

alteren Verfahren wird Aluminiumoxid zugesetzt, dafi ^AKW "*"* JSe Sure+an

zur Erzielung und Erhaltung einer vollkommen weißen jjq. gebundene

Farbe dienen soll, auch dann, wenn das Produkt einer Säure)

Calcinierungstemperatur von 10WC unterworfen wird, es

In der genannten Patentschrift wird darauf hingewiesen, tn diese Lösung, die auf 95" C erwärmt wurde, wurden daß der AljOj-Zusatz eine dem Zinkoxidzusatz entge· unter Rühren während IO Minuten 29701 einer gengesetzte Wirkung hat, nämlich er wirkt einer Suspension rutilisierender Keime zugegeben, die aus