DE2151727A1 - Verfahren zur Stabilisierung von Pigmenten gegen eine Degradation durch Bestrahlung - Google Patents

Verfahren zur Stabilisierung von Pigmenten gegen eine Degradation durch Bestrahlung

Info

Publication number
DE2151727A1
DE2151727A1 DE19712151727 DE2151727A DE2151727A1 DE 2151727 A1 DE2151727 A1 DE 2151727A1 DE 19712151727 DE19712151727 DE 19712151727 DE 2151727 A DE2151727 A DE 2151727A DE 2151727 A1 DE2151727 A1 DE 2151727A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pigment
electrons
chemical substance
additive
holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712151727
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Freund
Morrison Stanley Roy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Aeronautics and Space Administration NASA
Original Assignee
National Aeronautics and Space Administration NASA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Aeronautics and Space Administration NASA filed Critical National Aeronautics and Space Administration NASA
Publication of DE2151727A1 publication Critical patent/DE2151727A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/04Compounds of zinc
    • C09C1/043Zinc oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • C09C1/3607Titanium dioxide
    • C09C1/3653Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/3661Coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40Compounds of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/063Coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

*y ι ei Π "J π
PATENTANWALT Anw. Akte: 1 - 3 6 D Dipl.-lng. Wolfgang K. Rauh
Sl AACHEN
Krefelder Straße 35 · Telefon 36452
PATENTANMELDUNG
Anmelder: National Aeronautics and Space Administration Washington D.C./USA
Priorität: 2n. Oktober 1970 - USA SerNo. 82 539
Bezeichnung: Verfahren zur Stabilisierung won Pigmenten gegen eine Degradation durch Bestrahlung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung uon Pigmenten gegen eine Degradation durch Bestrahlung sowie ein nach diesem Verfahren stabilisiertes Pigment.
Die Färbung uon Pigment, das in Farben oder Überzügen benutzt wird, insbesondere die Färbung won weißem Pigment, stellt ein ernstes Problem dar. Man stellte fest, daß die optische Verfärbung der hervorragendste Grund für die Degradation der Pigmente ist. Eine solche optische Verfärbung erfolgt normalerweise während einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, Normalerweise beschleunigt eine Vakuumumgebung diese Verfärbung, sodaß sie gerade bei Anwendungen, wo das Pigment einer luftleeren Umgebung,ζ. B. bei Raumfahrtanwendungen u. dgl. ausgesetzt ist, ein ernstes Problem bildet. Die Eigenschaftsänderungen einer Farbe,z.B. das Vergilben oder Verkalken infolge von UV-Bestrahlungen, ist natürlich auch im lufterfüllten Raum 'bekannt.
209818/0980
Außer bei UV-Strahlung verfärben sich Pigmente nuch bei Anwesenheit von Röntgen- und Gammastrahlen. Normaleru-'P-ise erfolgt die Verfärbung jedoch nicht bei sichtbarem oder ultraviolettem Licht, obgleich Stoffe gefunden worden sind, die sich verfärben wenn sie sichtbaren Lichtstrahlen ausgesetzt werden. Die Verfärbungswirkung ist insbesondere bei weißen Pigmenten erkennbar, die norma !erweise aus lYletalloxyden bestehen, obgleich andere Pigmentstnffe bekanntlich, auch zur Verfärbung neigen.
Um diese Nachteile zu überwinden hat man bisher lediglich 'verschiedene Pigmentstoffe unter UV-Bestrahlung geprüft und diejenigen ausgesucht, die sich am wenigsten verfärbten, um sie dort zu benutzen wo die UV-Strahlen ein Problem bilden. Es wurden jedoch keine weißen Pigmente gefunden, die nach einer UV-Bestrahlung nicht zur Verfärbung neigen. Zinkoxyd ist z.B. ein relativ stabiles Pigment, doch ver- ψ färbt auch dieses. Kürzlich wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem Zinkoxyd zusammen mit Siliziumoxyd gebrannt wurde um die Verfärbung des Zinkoxyds zu verbessern. Der Grund für die dabei erhaltenen besseren Ergebnisse ist nicht kirr. Einigen Stoffen wie Zirkoniumoxyd (ZrO9) konnte durch Entfernung von Schlackeverunreiniguncen, die die Verfärbung oder Degradation beschleunigen, wesentlich geholfen morden.'
209818/0980
BAD ORIGINAL
Das IYlaß der Verfärbung von Farben im lufterfüllten Raum hangt sehr empfindlich vom verwendeten Gesamtsystem ab. Einige Bindemittel sind sehr empfindlich auf Feuchtigkeit. Fine Verbesserung wird somit erzielt, wenn inerte Bindemittel bnnutzt werden.
Aufga be der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Stabilisierung von Pigmenten, d.h. zur Verhinderung einer Verfärbung der Pigmente zu schaffen.
Die gestellt Aufgabe uiird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem Pigment, das bei Bestrahlung Elektronen und Defektelektronen erzeugt, ein chemischer Stoff (Additiv) zugefügt tuird, der in zwei stabilen Oxydationszuständen vorliegt, die sich voneinander durch eine Elektronenladung unterscheiden. Ein solcher chemischer Stoff ist nämlich in der Lage, einerseits Elektronen und andererseits Defektelektronen einzufangen ohne daß bei einem solchen Vorgang eine chemische Änderung des Pigments erfolgt.
l'nr te i lhaf t iuird ein chemischer Stoff verwendet, dessen eins Oxy d^.t i onsf orm in der Lage ist, Defektelektronen und dessen andere Oxydationsform in der Lage ist, Elektronen pinzufannen.
2098 18/0980
IYI a η glaubt, daß die Illuminationswirkung auf uerschiedene Pigmente, z.B. Zinkoxyd, Titanoxyd u.dgl., darin besteht,, daß paarweise Elektronen und Defektelektronen in einem Halbleiterwerkstoff erzeugt tuerden. Infolgedessen ujird die Lichtenergie in die Energie des Elektronen- Defektelektronenpaares umgewandelt. Die Elektronen und/oder- Defektelektronen können chemische Veränderungen verursachen, tuenn keine vorbeugenden Maßnahmen getroffen werden. Das erfindungsgemäße Additiv wird vorzugsweise in Form einer Beschüitung auf Pigmentteilchen benutzt, die als Rekombinations.zentrurn dienen wo die von der Zersetzung des Pigments erzeugten Elektronen und Defektelektronen- so rekombiniert werden, daß in der Tat keine chemische Änderung eintritt.
Die Rekombinationsenergie wird in Wärme umgesetzt. Das Additiv gemäß der Erfindung sollte einwertig sein, d.h. ψ es sollten stabile Oxydationszustände des Stoffes gebildet werden, die sich durch die Ladung eines Elektrons voneinander unterscheiden. Das Mittel wird dann der- Pigmentoberfläche zugefügt, wobei beide Oxydationsformen in genügenden Mengen vorliegen sollen um als Rekombinationszentren zu dienen.
Beispielsweise wurde gefunden, daß die Degradation von Zinkoxyd eines üblichen weißen Pigments verhindert werden
209818/0980
kann durch Ferrocyanid Fe (CN)6" und Ferricyanid Fe (CN)fi~ , Unter Verwendung der Lehre der Erfindung können verschiedene chemische Stoffe als Rekombinationsstellen gewählt werden je nach Art der jeweils verwendeten Pigmente.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Überlegung, daß die Verfärbung von Pigmenten auf die Bildung von Defektelektronen und Elektronen zurückzuführen ist, wenn die Pigmente der Strahlung von UV-Licht, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen o.dgl. ausgesetzt werden.
UJenn die Pigmente Gamma- oder Röntgenstrahlen ausgesetzt werden, können d.ie Atome des Kristalls so bewegt werden, daß sie einen Defekt verursachen, der dann zur Verfärbung führt. Beispielsweise sind Eigenschaftsänderungen bei Farben, ζ.0.·Vergilben oder Verkalken, im lufterfüllten Raum bei Bestrahlung mit UV-Licht bekannt.
Allerdings hat man bisher die Verfärbung nicht mit der Bildung von Elektronen und Defektelektronen in Zusammenhang gebracht. Es hat sich gezeigt, daß von Zinkoxyd erzeugte Elektronen und Defektelektronen irreversibel mit fremden Stoffen auf der Oberfläche des Zinkoxyds reagieren und dabei eine Oxydation und Reduktion bewirken. Solche Reaktionen können dann Änderungen im Absorptionsspektrum
209818/0980
des Systems verursachen, da verschiedenartige chemische Stoffe unterschiedliche Absorptionsspektra haben. Infolgedessen konnten chemische Veränderungen im Farbträger infolge der Wirkung von Elektronen und Defektelektronen erwartet werden, u/enn nicht ein. nicht reagierender Farbträger ausgewählt war. Diese chemischen Veränderungen können dann zur Verfärbung des Stoffes führen. Im Falle von Zinkoxyd oder anderen Pigmenten, bei denen kein oxydierbarer oder reduzierbarer Träger auf der Pigmentlberflache vorhanden ist, glaubt man, daß die erzeugten Defektelektronen und Elektronen mit dem Grundgitter selbst reagieren. Eine solche Reaktion wurde vorausgesetzt und führt gegebenenfalls zu einem Zinküberschuß. Dieser wiederum würde dazu dienen, das Pigment zu verfärben weil sich ein unterschiedlicher Stoff ergibt. Nachstehend sind typische Heaktionen angegeben, die für Defektelektronen und Elektronen bei der Zersetzung von Zinkoxyd angenommen werden:
2p H-UIo2 t
2e + Zn. —* Zn. + e
uiobei : ρ = Defektelektron
β = Elektron
L * ein Gitterion und
i = eine Zwischenraumverunreinigung sind.
209818/0980
Aus obigem ergibt sich, daß Zink in Form einer Zwischen- raumverunreinigung gebildet wird. Die Anordnung des Materials im Kristallgitter kann dazu dienen, eine Verfärbung auch dann herbeizuführen, wenn keine chemische Reaktion mit einem in der Farbe befindlichen Träger vorhanden ist. Wenn judoch auch noch ein Träger vorhanden ist, der chemisch auf erzeugte Elektronen und Defektelektronen reagieren kann, kann eine weitere Verfärbung eintreten. Dies kann durch die Oxydation von Ameisensäure gezeigt werden, die im Zusammenhang mit den folgenden Reaktionen erwähnt wird. Diese Reaktionen dienen lediglich dazu, eine typische Art der Reaktion zu zeigen, die infolge der Anwesenheit von Defektelektronen und Elektronen auftreten kann und mit Beginn der Belichtung von Zinkoxyd oder einem anderen Pigment mit UV-Licht zur Wirkung kommen:
ρ + HCOOH 5>HC00# + H +
HCOO* + 02 = ».complex
H + ρ + complex ►· CO9 + H9O9
e aus der dargestellten Zersetzung von Zinkoxyd zu ent-
nehmen ist, wird Sauerstoff (O9) entwickelt. Unter Umgebiingsdruckzustand ist die Verfärbung nicht so ernsthaft
2 098 18/0980
wie sie im Vakuum erwartet uiürde, um Sauerstoff aus der Reaktion herausgezogen wurde. Infolgedessen uiürde der vor- . geschlagene gegebene Zersetzungsvorgang erklären, warum die Verfärbung und Dagradation im Vakuum beschleunigt wird. Bei Zuständen mit atmosphärischem Umgebungsdruck würde der erzeugte Sauerstoff dazu neigen, mehr mit dem im Pigment enthaltenen Stoff zu reagieren, um dessen Eigenschaften zu vermindern oder zu verändern. Ein Beispiel hierfür ist oben im Zusammenhang mit dem Oxydationsvorgang von Ameisensäure gezeigt.
Im Hinblick auf die obige Reaktion ist die vorliegende Erfindung somit für jedes Pigment verwendbar, daß nach einer Bestrahlung Elektronen und Defektelektronen bildet. So kann zusätzlich zu einem Stoff wie Zinkoxyd, das als relativ stabiles Pigment bekannt ist, auch anandere Stoffe gedacht werden, z.B. Titanoxyd (TiO9), Zink-Titanoxyd h (Zn„TiO,), Tantaloxyd (Ta Oj und Phosphoraluminium (AIP).
Das Wichtige ist dabei, daß die Erfindung dem Fachmann sagt, wie die Degradation in einem Stoff verhindert wird, der Elektronen und Defektelektronen erzeugt, so daß die Erfindung nicht auf irgendwelche bestimmte Stoffe beschränkt ist, sondern auf solche, die infolge einer Bestrahlung Elektronen und Defektelektronen erzeugen.
209818/0 980
Die Erfindung beruht auf dem Grundsatz, daß ein Rekombinationsort für die Defektelektronen und Elektronen geschaffen werden muß, die während der Zersetzung des Pigmentstoffes erzeugt worden sind. Es gibt drei Charakteristika, die sich als notwendig für Additive erwiesen haben, die gemäß der Erfindung benutzt werden, um wirksame Rekombinationszentren zu sein. Das erste Erfordernis ist, daß der Stoff einwertig ist, d.h. daß stabile Oxydationszustände gebildet werden, die sich durch eine Elektronenladung unterscheiden. Das zweite Erfordernis ist, daß der Stoff der Oberfläche so zugefügt wird, daß beide Oxydationszustände in adequaten Mengen vorhanden sind, um als Rekombinationszentrum dienen zu können. Wenn nur eine Form des Stoffes benutzt wird, würde entweder das Einfangen der Elektronen z,B. sehr rasch und das Einfangen der Defektelektronen begrenzt sein oder umgekehrt. Drittens sollte der Stoff einen genügend großen Einfang-UJirkungsquerschnitt für Defektelektronen in seiner reduzierten Form und für Elektronen in seiner oxydierten Form haben.
Die folgenden allgemeinen Reaktionen zeigen die Wirkung der Kekombinationszentren, wo X und X zwei stabile Oxydationszustände darstellen:
Hiervon fängt der eine Oxydationszustand Defektelektronen gemäß und der andere Oxydationszustand Elektronen gemäß der Reaktion:
ein. 209818/0980
Aus obigen Reaktionen ergibt sich, daß, menn das Additiv nur X enthalten sollte, nur wenig Gelegenheit für das Einfangen von Elektronen gegeben ist. liienn keine Elektronen eingefangen werden können, kann auch keine Rekombination eintreten. Es würden zwar einige X und X durch obige Reaktion erzeugt werden, jedoch werden elektrostatische Überlegungen den Aufbau vieler X -Stoffe ausschließen. ü'enn ^ jedoch eine dritte Reaktion eintritt, die es den Flektronen gestattet, die Oberfläche zu erreichen, uuirde die elektrostatische Überlegung aufgehoben und können X gebildet werden. Dann würde der Zustand erreicht sein, den man viel direkter erhält, wenn man sowohl X als auch X Stoffe zufügt. Wenn andererseits die Stoffe um mehr als eine Elektronenladung unterschiedlich sind, d.h. X und X , dann müssen sowohl X als auch X in der Lage sein, Defektelek-
4* 4* "f* 4-4*
tronen einzufangen und müssen die X und X Elektronen Jp fangen können. Obgleich sie möglich wären, sind diese gleichzeitigen Eigenschaften sehr unwahrscheinlich und werden umso unwahrscheinlicher je unstabiler die Ziuischenvalenz des zweiwertigen Stoffes ist.
Zusätzlich zum Additiv gemäß der Erfindung, das in zwei stabilen Oxydationszuständen vorhanden ist, die sich um die Ladung eines Elektrons unterscheiden, sollte die Energieebene, die von diesem Elektron einnenommen wird* vor-
209818/0980
zugsmeise gerode etwas unterhalb des Bodens des Leitungsbandes des Pigments liegen, damit die Einfangwirkungsquerschnitte cownhl für die Elektronen als auch für die Defektelektronen groß sind. Ein typischer Einfangtuirkungsquerschnitt ist die Flache des Stoffes, uuenn während des Einfangens gerinne Energie frei wird. Beispielsweise beträgt
— 15 2 diese Fläche bei Ferri- und Ferrocyaniden etwa 1b ent .
Infolge der elektrostatischen Anziehung oder Abstoßung kann jedoch das Einfangen in bekannten Fällen um einen
4
Faktor in der Größenordnung 10 verschieden sein. Auch kann die Energieanpassung mährend des Einfangens schmierig sein und zu sehr geringen Einfangwirkungsquerschnitten führen.
Es sei noch betont, daß das zugefügte Additiv immer im Wettstreit mit einem anderen weniger erwünschten Einfangvorgang der erzeugten Elektronen und Defektelektronen steht Es ist daher besonders erwünscht, einen Stoff mit einem relativ großen Querschnitt zu finden, so daß die Einfangrate gegenüber der weniger erwünschten bzw. unerwünschten Reaktion gefördert und begünstigt wird. Zusätzlich zu den vorstehenden Überlegungen sollte das Additiv nicht flüchtig und chemisch inert gegenüber der Umgebung und der Photolyse sein. Ferner polite das Additiv die Oberfläche jedes Pigmentkorne? gipichmäßig bedecken.
20 98 18/0980
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß eine flüssige Lösung des Pigments hergestellt und der chemische Stoff hiermit gemischt ujird und daß anschließend der Suspension alle Flüssigkeit entzogen wird.
Es wurde festgestellt, daß eine Beschichtung won der Dicke
von D,3 Einfachschichten (eine Einfachschicht ist eine
mit
Schicht der Dicke eines Moleküls) eines Additivs wirkungsvoll als Rekombinationszentrum dienen und die Degradation des Pigments verhindern kann. Natürlich sollte die Menge des Additivs so gering sein, daß die Beschichtung auf den Pigmentteilchen nicht so stärk ist, daß sie die Farbe des Pigments oder Farbträgers merkbar verändert. Der Ausdruck "Einfachschicht" bezieht sich auf die Beschichtung eines Pigments mit einer Schicht des Additivs, die die Dicke eines Moleküls 'hat. Es wurde nämlich festgestellt, daß eine Beschichtung mit einer solchen oder einer geringeren Dicke nur eine gerin'ge Einwirkung auf die Pigmentfarbe hat. Um daher die Menge des verwendeten Additivs zu bestimmen, das zum Beschichten der Pulverteilchen benutzt wird, berechnet man zuerst die gesamte Oberfläche des benutzten Pigments aufgrund der Menge Pigment und seiner Korngrößen. Die Größe und Anzahl der Moleküle des verwendeten Additivs bestimmen dann die Oberflächenkonzentration des Additivs.
209818/0980
Es ist insbesondere erwünscht, das Additiv/ gleichförmig auf dem Pigment abzulagern. Obgleich verschiedene Maßnahmen zur Erzielung einer Ablagerung benutzt werden können, wurde festgestellt, daß ein Filtervorgang am meisten zu bevorzugen ist. Beispielsweise wird bei Zinkoxydpulver eine wässrige Lösung von Ferri- und Ferrocyanid vorgesehen. Die lYlolarität der Lösung wird so berechnet, daß beispiels-
3
weise 0,3 cm der Lösung pro Gramm Zinkoxyd verbleiben. Wenn man die Oberflächengröße des zuzufügenden Zinkoxyds kennt, rechnet man von der gewünschten Oberflächenbedeckung zurück, um zu bestimmen, wieviel Additiv in die vorgenannte Lösung eingefüllt werden muß. Die Hflischung von Zinkoxyd und der wässrigen Lösung der Cyanide wird dann mit einem Sauger gefiltert. Nach dem Filtern ergab sich beispielsweise bei diesem besonderen System, daß 0,3 cm Wasser/Gramm Zinkoxyd verbleiben und somit mehr als die vorgenannte Zahl
3
von 0,3 cm Lösung/Gramm Zinkoxyd verwendet war.
Dies kann jedoch in Abhängigkeit von den Stoffen, Korngröße des Pulvers u.dgl. verschieden sein. Der gefilterte Kuchen wird dann bei geeigneter Temperatur getrocknet, damit ihm alles Wasser entzogen wird. Der verbleibende, getrocknete Kuchen wird dann aufgebrochen und geprüft. Es zeigte sich, daß Cyanide auf dem Zinkoxyd zurückbleiben wenn das Wasser verdampfte. Es gibt eine gewisse Konzentra-
209818/0980
tion der Additive auf der Oberfläche des Kuchens, aber das !Yleiste bleibt gleichmäßig durch dnn Kuchen hin verteilt. Vor der Verwendung wird vorzugsweise das getrocknete erFindungsgemäß mit Additiv überzogene Pulver in Luft oder Sauerstoff bei 100 - 140 C. während einer Zeit erhitzt, die ausreicht, um die Probe so zu trocknen, daß sie leicht aufbricht.
Es würde unmöglich sein, alle potentiellen Additive aufzuführen, die gemäß der Erfindung verwendbar sind um als Rekombinationszentrum zu dienen. Aus vorstehender Beschreibung ist es einem Fachmann jedoch durchaus möglich, mittels relativ einfacher Routineexperimente das bzw. die Additive zu bestimmen, die für ein bestimmtes Pigment am geeignetsten sind. Beispielsweise von Ionen, die in stabilen, um eine Elektronenladung verschiedenen Oxydationszuständen vorkommen t können, sind lYlanganoxyd IYInO," und IYInO, ~~, Silber Ag und Ag sowie Eisen Fe und Fe . Natürlich werden die Stoffe wie bei Eisencyaniden in der Regel als Salze, wie beispielsweise Kalium, Permanganat od.dgl. vorliegen.
Ergänzend zur obigen Beschreibung sei nachstehend noch ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung genannt:
1 Gramm Zinkoxydpulver mit einer mittleren Korngröße von 0,4x10" cm wurde in 5 cm einer wässrigen Lösung aus
209818/0980
Kai ium-ΓΡΓτ-i cyanid und Kalium-Ferrocy ani d gemischt. Das Verhältnis von Ferro-Ferricyanid war 1:1. Die Molarität der Cyanirilösung wurde berechnet unter der Annahme, daß 0,3 cm" Lösung/Gramm ZnQ auf dem Zinkoxyd werbleiben luürde, Die vorgenannte Molarität, 0,01 m , beruhte auf der Tatsache, daß das Pulver eine Fläche von ca. 3m /g hat, und es uiar erwünscht, eine i/iO-Einfachschicht von Molekülen des Eisencyanides auf der Oberfläche des Zinkoxydpulvers vorzusehen. Die Mischung uiurde dann in einen Buchner-Trichter gefüllt und mit dem Sauger gefiltert. Nach dem
•τ
Filtern zeigte sich, daß etwa D,3 cm Ulasser/g ZnO übrigblieben, uias durch l'IMgen ermittelt wurde. Die Probe uiurde dann bei 140 C. getrocknet. Der sich ergebende Kuchen wurde aufgebrochen und untersucht. Das Ferrocyanid verblieb auf dem Zinkoxyd als das Illasser verdampfte. Das Pulver wurde dann in einer Vakuumkammer durch Messung der Reflexion als Funktion der Wellenlänge geprüft und gleichzeitig das Zinkoxyri intermittierend einer UV-Bestrahlung ausgesetzt.
Es wurde festgestellt, daß während nach 350 Sonnenstunden 1JV-Licht eine deutliche Absorption im Blau bei Proben eintrat, die kein Additiv hatten (die Probe wurde gelblich), die u'i«3 oben beschrieben behandelte Probe keinerlei Andeip H°f 1 ra <i onr-spek t r »τη zeigte.
2 0 9 8 18/0980 BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. PATEN T- ANSPRÜCHE
    1. Verfahren zur Stabilisierung won Pigmenten gegen eine Degradation, dadurch gekennzeichnet, dass einem Pigment, das bei Bestrahlung Elektronen und Defektelektronen erzeuot, ein chemischer Stoff (Additiv ) zugefügt wird,
    sich
    der in zwei stabilen Oxydationszuständen vorliegt, die/von einander durch eine Elektronenladung unterscheiden,
    ι ■■■■■- *-■ r
    2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-
    - j.
    net, dass ein chemischer Stoff verwendet wird, dessen eine Oxydationsform in der Lage ist Defektelektronen und dessen andere Qxydationsform in der Lage ist Elektronen einzufangen.
    3. V/erfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch- gekennzeichnet, dass ein chemischer Stoff verwendet wird, der als Rekombinationsort für die vom Pigment erzeugten Elektronen und Defektelektronen dient.
    ψ 4, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Feststoffpigment verwendet wird, dessen Teilchen mit dem chemischen Stoff überzogen werden.
    5. Verfahren nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, dass eine flüssige Lösung des Pigments hergestellt und der chemische Stoff (Additiv) hiermit gemischt wird und dass anschliessend der Suspension alle Flüssigkeit entzogen wird.
    209818/0980
    6* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h gekennzeichnet, dassals Pigment Z inkoxyd und als chemischer Stoff (Additiv) eine Mischung von Ferricyanid und Ferrocyanid verwendet uiird„
    7, Pigment, das bei Bestrahlung Elektronen und Defektelektronen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem chemischen Stoff in zwei stabilen Oxydationszuständen beschichtet ist, die sich durch eine Elektronenlariung unterscheiden. --■ -~ *--
    B. Pigment nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ehemische Stoff im einen Oxydations- »ustand in der Lage ist, Defektelektronen einzufangen und im anderen Oxydationszustand Elektronen einfangen kann,·
    9, Pigment nach Anspruch 7 oder B, dadurch gekennzeichnet, das,s das Pigment aus Feststoffteilchen besteht, die von dem chemischen Stoff gleichmässig bedeckt.sind,
    10. Pigment, nämlich Zinkoxyd nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Beschichtung aus einer Mischung von Ferricyanid und Ferrocyanid aufweist.
    Für National Aeronautics and Space Administration ( MASA):
    Dipl.- Ing7. !Uolfgahg K. Rauh
    A L τ ·
DE19712151727 1970-10-20 1971-10-18 Verfahren zur Stabilisierung von Pigmenten gegen eine Degradation durch Bestrahlung Pending DE2151727A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8253970A 1970-10-20 1970-10-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2151727A1 true DE2151727A1 (de) 1972-04-27

Family

ID=22171833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712151727 Pending DE2151727A1 (de) 1970-10-20 1971-10-18 Verfahren zur Stabilisierung von Pigmenten gegen eine Degradation durch Bestrahlung

Country Status (4)

Country Link
CA (1) CA968909A (de)
DE (1) DE2151727A1 (de)
FR (1) FR2111599A5 (de)
GB (1) GB1341452A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4230656A1 (de) * 1992-09-14 1994-03-17 Ciba Geigy Verfahren zur Verbesserung von Weissgrad, Helligkeit und Farbort von Füllstoffen und Pigmenten
US5482514A (en) * 1992-09-14 1996-01-09 Ciba-Geigy Corporation Process for enhancing the whiteness, brightness and chormaticity of paper making fibres

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117054293B (zh) * 2023-10-12 2024-01-23 四川省生态环境科学研究院 包气带土壤胶体运动路径测量方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4230656A1 (de) * 1992-09-14 1994-03-17 Ciba Geigy Verfahren zur Verbesserung von Weissgrad, Helligkeit und Farbort von Füllstoffen und Pigmenten
US5482514A (en) * 1992-09-14 1996-01-09 Ciba-Geigy Corporation Process for enhancing the whiteness, brightness and chormaticity of paper making fibres
US5846382A (en) * 1992-09-14 1998-12-08 Jorax Gmbh Process for enhancing the whiteness, brightness and chromaticity of fillers and pigments

Also Published As

Publication number Publication date
FR2111599A5 (de) 1972-06-02
GB1341452A (en) 1973-12-19
CA968909A (en) 1975-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69432871T2 (de) Topische zusammensetzung als ultraviolettschutzmittel
DE69530866T2 (de) Antimikrobielles feststoffmaterial,verfahren zu seiner herstellung und verwendung
DE2556146C3 (de) Aluminiumgegenstand mit einem gefärbten porösen anodischen Oxidüberzugsfilm und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2006012950A1 (de) Witterungsstabiles titandioxid-pigment und verfahren zu seiner herstellung
EP2515660A1 (de) Formulierung mit metallnanopartikel
DE4323654A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer wenigstens eine Schicht aus einem Metalloxid vom n-Halbleitertyp aufweisenden beschichteten Glasscheibe
DE1291028B (de) Verfahren zur Herstellung einer duennen, elektrisch isolierenden Oberflaechenschichtauf Eisenpulver zur Verwendung in Magnetkernen
DE2151727A1 (de) Verfahren zur Stabilisierung von Pigmenten gegen eine Degradation durch Bestrahlung
DE60305213T2 (de) Photosensitive dispersion mit einstellbarer viskosität für die abscheidung vom metall auf einem nichtleitenden substrat und ihre verwendung
DE2545243A1 (de) Verfahren zur herstellung eines lichtbestaendigen titandioxid-pigments
DE60003760T2 (de) Herstellungsverfahren für eine Zusammensetzung für Titanperoxidfilme
DE102016104128A1 (de) Verfahren zum Beschichten einer Bauteiloberfläche, beschichtetes Bauteil und Verwendung eines Precursormaterials
DE3823089A1 (de) Pyrolytisch beschichtetes flachglas und verfahren zu seiner herstellung
DE2925370B2 (de) Verfahren zur Herstellung von kolloidalen Vanadiumpentoxidlösungen, die zur Erzeugung einer antistatischen Schicht auf hydrophoben Oberflächen verwendet werden
EP2145683A1 (de) Analytisches Testelement mit hydrophil modifizierter Oberfläche
DE102016104130A1 (de) Verfahren zum Beschichten einer Bauteiloberfläche sowie Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungsmaterials
DE2612234A1 (de) Verfahren zur herstellung von bleichromatpigmenten
WO2007009455A2 (de) Nanohohlkapseln
DE10164904B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kern-Hülle-Teilchens, wobei der Kern ein nanoskaliges Teilchen ist und die Verwendung des Teilchens
DE2325719A1 (de) Stabilisiertes chromdioxid
DE1769538A1 (de) Verfahren zur Kontrolle der Keimbildung
DE2021064A1 (de) Herstellung von Kathodenstrahlroehren
DE102011102636B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines antimikrobiellen Kunststoffproduktes
DE1300533B (de) Verfahren zum Herstellen einer 137/56-+ Ba -haltigen Loesung
DE3933679C2 (de) Verfahren zur Passivierung von Seltenerdoxidhalogenid-Leuchtstoffen und deren Verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
OHN Withdrawal