DE4119668A1 - Yellow bismuth vanadate pigment - is produced from bismuth and vanadium oxide in nitric acid suspension and used for pigmenting lacquer and plastics - Google Patents

Yellow bismuth vanadate pigment - is produced from bismuth and vanadium oxide in nitric acid suspension and used for pigmenting lacquer and plastics

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Abstract

Prodn. of yellow BiVO4 pigment (I) involves reaction of a mixt. contg. Bi2O3 and V2O5 in HNO3 suspension at under 100, pref. 20-50 deg.C. Reaction is carried out at solids contents up to 70 (wt.)% and HNO3 concns. up to 65%, at a Bi:V molar ratio of 1:(1.00-0.60), pref. 1:(0.95-0.80). After (I) formation, HNO3 is removed by washing and/or evapn. USE/ADVANTAGE - (I) is useful for pigmenting lacquers and plastics. It is also useful in other paints. The (I) obtd. is bright yellow and or extremely high colouristic quality. At 10% pigment vol. concn. (PVC) in alkyd lacquer, the colour values (DIN 6174) are A = 0 to -10, B = 80 to 90, C = 80 to 90 and L = 85 to 90.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von BiVO₄-Gelbpigmenten sowie deren Verwendung.The present invention relates to a method for producing BiVO₄ yellow pigments as well as their use.

Bismutvanadat, BiVO₄, tritt als Alternativprodukt für cadmium-, blei- und chrom(VI)-haltige anorganische Pigmente in den letzten Jahren zunehmend in den Vordergrund.Bismuth vanadate, BiVO₄, occurs as an alternative product for cadmium, lead and Chromium (VI) -containing inorganic pigments have been increasing in the past few years Foreground.

Die technischen Herstellverfahren für BiVO₄-Gelbpigmente lassen sich in zwei Gruppen einordnen:
Bei der Gelfällmethode werden aus Lösungen von Bismut(III)-Salzen und Alkalivanadaten amorphe Bismutvanadate ausgefällt und diese nach Abtrennen von der Mutterlauge calciniert (DE-C 27 27 863, DE-A 27 27 864).
The technical manufacturing processes for BiVO₄ yellow pigments can be divided into two groups:
In the gel precipitation method, amorphous bismuth vanadates are precipitated from solutions of bismuth (III) salts and alkali metal vanadates and these are calcined after separation from the mother liquor (DE-C 27 27 863, DE-A 27 27 864).

Bei der Feststoffmethode werden bismut- und vanadinhaltige Ausgangssubstanzen, bevorzugt Oxide, Hydroxide, Carbonate und Nitrate, im festen Zustand mechanisch gut vermischt und anschließend durch Glühung bei höheren Temperaturen zu BiVO₄ umgesetzt (DE-C 27 27 865).The solid method uses bismuth and vanadium-containing starting substances, preferably oxides, hydroxides, carbonates and nitrates, mechanically in the solid state well mixed and then by annealing at higher temperatures to BiVO₄ implemented (DE-C 27 27 865).

Für die technische Herstellung farbstarker und deckkräftiger Gelbpigmente hat sich beim Feststoffverfahren für die Glühung die Gegenwart von nitrathaltigen Substanzen als notwendig erwiesen (DE-C 33 15 850, 33 15 851). Aber auch diese Maßnahme führt im Gegensatz zum Gelfällverfahren zu weniger brillanten, grünstichigen, leicht schmutzig wirkenden Pigmenten.For the technical production of strong and opaque yellow pigments in the solid process for annealing, the presence of nitrate-containing substances proven necessary (DE-C 33 15 850, 33 15 851). But this too In contrast to the gel precipitation method, the measure leads to less brilliant, greenish, slightly dirty pigments.

Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, welche die beschriebenen Nachteile nicht aufweist.The object of this invention is to provide a method which does not have the disadvantages described.

Die vorliegende Erfindung überwindet diese Nachteile und führt zu koloristisch außerordentlich hochwertigen Farbkörpern.The present invention overcomes these disadvantages and leads to coloristic extraordinarily high-quality color bodies.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß man ganz besonders brillante und farbstarke Gelbpigmente erhält, wenn man die Umsetzung von Bi₂O₃- und V₂O₅- haltigen Ausgangsmischungen in stark salpetersauren Feststoffsuspensionen bei Temperaturen unterhalb 100°C durchführt.Surprisingly, it has been shown that one is particularly brilliant and strong yellow pigments are obtained when the reaction of Bi₂O₃- and V₂O₅- containing starting mixtures in strongly nitric acid suspensions Performs temperatures below 100 ° C.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von BiVO₄-Gelbpigmenten, wobei Bi₂O₃- und V₂O₅-haltige Ausgangsmischungen in salpetersaurer Suspension bei Temperaturen <100°C, bevorzugt zwischen 20 und 50°C, umgesetzt werden.The invention thus relates to a process for the preparation of BiVO₄ yellow pigments, where Bi₂O₃- and V₂O₅-containing starting mixtures in nitric acid Suspension at temperatures <100 ° C, preferably between 20 and 50 ° C, implemented will.

Je nach Temperatur und Teilchengröße der Ausgangssubstanzen benötigt die Reaktion wenige Stunden bis zu mehreren Tagen. Nach abgeschlossener Pigmentbildung wird die restliche Salpetersäure entfernt. Dies kann durch Erhitzen der Reaktionsmischung auf 120 bis 160°C oder durch Auswaschen mit H₂O erfolgen. Anschließend wird das nitratfreie Pigment nach den bekannten Methoden weiter aufgearbeitet (Mahlen, Trocknen, Nachbehandeln, Desagglomerieren).Depending on the temperature and particle size of the starting substances, the Response from a few hours to several days. After pigment formation is complete the remaining nitric acid is removed. This can be done by heating the Reaction mixture to 120 to 160 ° C or by washing with H₂O. The nitrate-free pigment is then further processed according to the known methods processed (grinding, drying, post-treatment, deagglomeration).

Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Umsetzung der bismut- und vanadinhaltigen Feststoffgemische in salpetersaurem Medium mit Feststoffgehalten bis zu 70 Gew.-% und Salpetersäurekonzentrationen bis zu 65 Gew.-% erfolgt.Particularly good results are achieved if the implementation of the bismut and vanadium-containing solid mixtures in nitric acid medium with solids contents up to 70 wt .-% and nitric acid concentrations up to 65 wt .-%.

Bei Synthesen an den Grenzen des erfindungsgemäßen Konzentrationsbereichs kann BiVO₄ auch in kleinen Mengen in Form eines zweiten Strukturtyps, nämlich Zirkonsilikat - ZrSiO₄- auftreten. In syntheses at the limits of the concentration range according to the invention BiVO₄ also in small quantities in the form of a second structure type, namely zirconium silicate - ZrSiO₄- occur.  

Die bevorzugte Bismut-Komponente für das vorliegende Verfahren stellen Bismutnitrat, Bi(NO₃)₃, oder Bismutoxidnitrat, BiONO₃, dar, doch können auch andere, in HNO₃ ausreichend lösliche Bismutverbindungen wie Bismutoxide oder -carbonate Verwendung finden. Auch Bismut-Metall ist einsetzbar, wenn es als Pulver mit ausreichend kleinen Teilchen vorliegt.The preferred bismuth component for the present process is bismuth nitrate, Bi (NO₃) ₃, or bismuth oxide nitrate, BiONO₃, but others can also in HNO₃ sufficiently soluble bismuth compounds such as bismuth oxides or carbonates Find use. Bismuth metal can also be used if it is used as a powder there are sufficiently small particles.

Als Vanadiumkomponente findet bevorzugt Vanadinpentoxid, V₂O₅ in Pulverform Verwendung. Da technisches V₂O₅ mit erheblich unterschiedlichen Teilchengrößen angeboten wird, ist es bei Typwechsel vorteilhaft, die notwendige Reaktionszeit neu zu ermitteln.Vanadium pentoxide, V₂O₅ is preferably in powder form as the vanadium component Use. Because technical V₂O₅ with significantly different particle sizes is offered, it is advantageous when changing the type, the necessary response time new to determine.

Die Herstellung der Ausgangsmischung aus der Bismut- und Vanadium-Komponente erfolgt bevorzugt durch Naßmahlung. Dabei wird den Rohstoffen so viel H₂O zugesetzt, daß Suspensionen von maximal 70 Gew.-% Feststoff resultieren. Wird die Bismutkomponente als Bismutoxidnitrat oder Bismutnitrat vorgegeben, wird keine zusätzliche Salpetersäure benötigt, da bei der UmsetzungThe preparation of the starting mixture from the bismuth and vanadium components is preferably carried out by wet grinding. The raw materials are so much H₂O added that suspensions of a maximum of 70 wt .-% solids result. Will the Bismuth component specified as bismuth oxide nitrate or bismuth nitrate is not used additional nitric acid is required because of the implementation

2 BiONO₃ + V₂O₅ + H₂O → 2 BiVO₄ + 2 HNO₃2 BiONO₃ + V₂O₅ + H₂O → 2 BiVO₄ + 2 HNO₃

ausreichende Mengen HNO₃ gebildet werden. Bei nitratfreien Ausgangsmaterialien muß so viel Salpetersäure zugeführt werden, daß pro 1 Mol Bi mindestens 1 Mol NO₃ vorliegt und die Konzentration der HNO₃ im Ansatz - nach Ablauf der Reaktion - maximal 65 Gew.-% erreicht.sufficient amounts of HNO₃ are formed. For nitrate-free raw materials must be added so much nitric acid that at least 1 mol of NO₃ per 1 mol of Bi is present and the concentration of HNO₃ in the batch - after the reaction - reached a maximum of 65% by weight.

Die Ausgangssubstanzen werden nicht in dem in BiVO₄ vorliegenden Molverhältnis (Bi : V = 1 : 1) vorgegeben. Es hat sich vielmehr gezeigt, daß ein geringer Unterschuß an Vanadium zu besonders farbstarken und brillanten Gelbpigmenten führt. Bevorzugt für das molare Bi : V-Verhältnis ist der Bereich von Bi1.00V0.98 bis Bi1.00V0.60, wobei Molverhältnisse entsprechend der Zusammensetzung von Bi1.00V0.95 bis Bi1.00V0.80 ganz besonders bevorzugt werden.The starting substances are not specified in the molar ratio in BiVO V (Bi: V = 1: 1). Rather, it has been shown that a small deficit of vanadium leads to particularly strong and brilliant yellow pigments. The range from Bi 1.00 V 0.98 to Bi 1.00 V 0.60 is preferred for the molar Bi: V ratio, molar ratios corresponding to the composition of Bi 1.00 V 0.95 to Bi 1.00 V 0.80 being very particularly preferred.

Die salpetersäurehaltigen Ausgangsmischungen werden zunächst bei Raumtemperatur, höchstens aber bei 100°C, zur Reaktion gebracht. Für diesen Herstellungsschritt haben sich Zeiten von 10 bis 72 Stunden als günstig erwiesen. Da sich die Reaktionsmischungen im Verlauf der Umsetzung von einem schmutzigen Braungrün nach einem brillanten, kräftigen Gelb färben, ist das Ende der Reaktion problemlos feststellbar. In einem 2. Reaktionsschritt wird die Salpetersäure entfernt. Das kann durch Steigern der Temperatur auf ca. 150°C erfolgen, wobei zur vollständigen Entfernung der Salpetersäure im allgemeinen 2 bis 4 Stunden ausreichend sind.The nitric acid-containing starting mixtures are initially at room temperature, but at most at 100 ° C, brought to reaction. For this manufacturing step  times of 10 to 72 hours have proven to be favorable. Because the reaction mixtures in the course of the implementation of a dirty brown green after a brilliant, strong yellow color, the end of the reaction is no problem noticeable. The nitric acid is removed in a second reaction step. That can by increasing the temperature to about 150 ° C, whereby to complete Removal of nitric acid is generally sufficient for 2 to 4 hours.

Die Salpetersäure kann aber auch im Verlauf der anschließenden Aufarbeitung, z. B. im Rahmen eines Naßmahlschrittes, durch Auswaschen entfernt werden.The nitric acid can also in the course of the subsequent workup, for. B. in a wet grinding step, be removed by washing.

Bevorzugt wird also nach Bildung des BiVO₄-Pigmentes die Salpetersäure durch Auswaschen bzw. Abrauchen entfernt.After formation of the BiVO₄ pigment, preference is given to nitric acid Wash out or smoke removed.

Die Naßmahlung erfolgt in Kugel- oder Sandmühlen. Der anschließende Waschschritt muß der jeweiligen Anwendung angepaßt werden und eröffnet die Möglichkeit zur Nachbehandlung der Pigmente, z. B. mit Entflockungsmitteln, oder die Aufbringung von Schutzschichten zur Erhöhung der thermischen Beständigkeit in Kunststoffen.Wet grinding takes place in ball or sand mills. The subsequent washing step must be adapted to the respective application and opens up the possibility for the aftertreatment of the pigments, e.g. B. with deflocculants, or the Application of protective layers to increase the thermal resistance in Plastics.

Für Anwendungen, bei denen solche Maßnahmen nicht erforderlich sind, kann die Mahlung auch trocken, z. B. in Mörser-, Stift- oder Schlagkreuzmühlen, vorgenommen werden.For applications where such measures are not necessary, the Grinding also dry, e.g. B. in mortar, pen or cross beater mills.

Da die erfindungsgemäße Synthese im Gegensatz zu dem Verfahren nach dem Stand der Technik bei sehr tiefer Temperatur erfolgt, erhält man in den Reaktionsprodukten Teilchen, die für die Verwendung in Pigmenten ohne weitere Zerkleinerung eingesetzt werden können. Deswegen dienen die geschilderten Mahlschritte eher der Homogenisierung und der Desagglomerisation als der Zerkleinerung der Reaktionsprodukte.Since the synthesis according to the invention, in contrast to the method according to the prior art technology takes place at a very low temperature, is obtained in the reaction products Particles for use in pigments without further crushing can be used. That is why the described grinding steps serve homogenization and deagglomeration rather than crushing Reaction products.

Die erfindungsgemäß hergestellten Bismutvanadate finden als leuchtend-gelbe Substanzen vorwiegend in der Pigment-Industrie in Lacken und sonstigen Anstrichstoffen bzw. zum Einfärben von Kunststoffen Verwendung. The bismuth vanadates produced according to the invention are found as bright yellow Substances mainly in the pigment industry in paints and others Paint or for coloring plastics use.  

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bismutvanadate besitzen eine dem Scheelit (CaWO₄) sehr ähnliche Struktur, wobei in den meisten Fällen das tetragonale Gitter des CaWO₄ mehr oder weniger stark monoklin verzerrt auftritt, was an einer Aufspaltung charakteristischer Linien im Röntgenpulverdiagramm ersichtlich ist.The bismuth vanadates produced by the process according to the invention have a structure very similar to the Scheelit (CaWO₄), whereby in most cases the tetragonal lattice of the CaWO₄ appears more or less distorted monoclinic, what about a split of characteristic lines in the X-ray powder diagram can be seen.

Die coloristischen Werte der erfindungsgemäß hergestellten Pigmente hängen vom vorgegebenen Bi : V-Verhältnis und von der jeweils vorliegenden Teilchengröße ab, doch lassen sich die Grenzen der erhaltenen Werte im Farbfeld (gemessen in Alkydal®-F48-Lack/Purton (Alkyldal® = Alkydharz der Fa. Bayer AG) mit 10% PVK nach DIN 6174) folgendermaßen angeben:The coloristic values of the pigments produced according to the invention depend on predetermined Bi: V ratio and depending on the particle size present, however, the limits of the values obtained can be measured in the color field (measured in Alkydal®-F48-Lack / Purton (Alkyldal® = alkyd resin from Bayer AG) with 10% Specify PVC according to DIN 6174) as follows:

a* = 0 bis -10
b* = 80 bis 90
a * = 0 to -10
b * = 80 to 90

C* = 80 bis 90
L* = 85 bis 90
C * = 80 to 90
L * = 85 to 90

Gegenstand dieser Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten BiVO₄-Gelbpigmente zum Einfärben von Lacken und Kunststoffen.This invention also relates to the use of the invention manufactured BiVO₄ yellow pigments for coloring paints and plastics.

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft erläutert, ohne daß hierin eine Einschränkung zu sehen ist. In the following the invention will be explained by way of example without any Restriction can be seen.  

Beispiel 1example 1

In einer 1-l-Kugelmühle werden 2040,5 g BiONO₃ und 541,5 g V₂O₅ mit 1100 g H₂O eine Stunde lang naß vermahlen. Die Suspension mit dem molaren Verhältnis Bi : V = 1 : 0,85 und einem Feststoffgehalt von 70 Gew.-% wird auf ein Emailblech gegossen und 72 Stunden bei Raumtemperatur sich selbst überlassen. In dieser Zeit tritt eine Farbänderung von Grünbraun nach Gelb ein. Zur Entfernung der gebildeten Salpetersäure wird das Reaktionsprodukt insgesamt 3 Stunden erhitzt, beginnend mit einer Temperatur von 90°C und allmählicher Steigerung auf 160°C.In a 1 liter ball mill 2040.5 g of BiONO₃ and 541.5 g of V₂O₅ with 1100 g Grind H₂O wet for one hour. The suspension with the molar ratio Bi: V = 1: 0.85 and a solids content of 70% by weight is on an enamel sheet poured and left for 72 hours at room temperature. In these times the color changes from green-brown to yellow. To remove the formed Nitric acid heats the reaction product for a total of 3 hours, starting with a temperature of 90 ° C and gradually increasing to 160 ° C.

Das salpetersäurefreie Präparat wird schließlich 15 Minuten lang in einer Kugelmühle naß vermahlen, ausgewaschen, getrocknet und desagglomeriert.The nitric acid-free preparation is then placed in one for 15 minutes Ball mill wet milled, washed out, dried and deagglomerated.

Eine Durchschnittsprobe des erhaltenen, brillanten BiVO₄-Gelbpigments besitzt - unter den obengenannten Meßbedingungen in Alkydal®-Lack (Alkydal® = Alkydharz der Fa. Bayer AG) - folgende Farbwerte:Has an average sample of the brilliant BiVO₄ yellow pigment obtained - Under the above-mentioned measurement conditions in Alkydal® lacquer (Alkydal® = alkyd resin from Bayer AG) - the following Color values:

L* = 86,6
C* = 88,4
L * = 86.6
C * = 88.4

a* = -6,6
b* = 88,2
a * = -6.6
b * = 88.2

Beispiel 2Example 2

In einer 1-l-Kugelmühle werden 583 g BiONO₃ zusamen mit 154 g V₂O₅ und 350 g H₂O 30 Minuten lang naß vermahlen. Die Suspension mit dem molaren Verhältnis Bi : V = 1 : 0,85 wird zunächst 72 Stunden bei Raumtemperatur aufbewahrt. Das dabei sich bildende, brillant-gelbe Reaktionsprodukt wird anschließend auf 90 bis 150°C (insgesamt 3 Stunden) erhitzt, um die entstandene Salpetersäure zu entfernen. Schließlich wird das Pigment in einer Mörsermühle trocken aufgemahlen.In a 1 liter ball mill, 583 g of BiONO₃ together with 154 g of V₂O₅ and Grind 350 g of H₂O wet for 30 minutes. The suspension with the molar Ratio Bi: V = 1: 0.85 is initially 72 hours at room temperature kept. The resulting brilliant yellow reaction product is then heated to 90 to 150 ° C (a total of 3 hours) to the resulting To remove nitric acid. Finally, the pigment is in a mortar grinder ground dry.

Man erhält eine brillant-leuchtendgelbe Struktur von monokliner Struktur (verzerrtes Scheelitgitter) ohne Nebenbestandteile mit folgenden Gitterkonstanten:A brilliant, bright yellow structure with a monoclinic structure is obtained (distorted Scheelite grating) without secondary components with the following grating constants:

ao = 5,18₃ Å
bo = 11,70₁ Å
co = 5,10₁ Å
a o = 5.18₃ Å
b o = 11.70₁ Å
c o = 5.10₁ Å

β = 90,315°β = 90.315 °

Die Farbwerte betragen:The color values are:

L* = 86,6
C* = 89,6
L * = 86.6
C * = 89.6

a* = -6,2
b* = 89,4
a * = -6.2
b * = 89.4

Beispiele 3 bis 10Examples 3 to 10

Die folgenden Beispiele wurden völlig analog zu Beispiel 2 durchgeführt, doch wurden durch geänderte Einwaagen unterschiedliche molare Bi : V-Verhältnisse in den Suspensionen vorgegeben. Die für die untersuchten molaren Verhältnisse zwischen Bi : V = 1 : 1,00 und Bi : V = 1 : 0,50 eingesetzten Gramm-Mengen sind in Tabelle 1 zusammengestellt. The following examples were carried out completely analogously to Example 2, however different molar Bi: V ratios in given the suspensions. The for the investigated molar ratios between Bi: V = 1: 1.00 and Bi: V = 1: 0.50 gram quantities are in Table 1 compiled.  

Tabelle 1 Table 1

Gramm-Mengen und Molverhältnisse der Beispiele 3 bis 10 Gram amounts and molar ratios of Examples 3 to 10

Nach Reaktion bei Raumtemperatur, Entfernen der HNO₃ bei 150°C und Aufmahlen analog zu Beispiel 2 wurden Gelbpigmente mit den in Tabelle 2 zusammengestellten Farbwerten erhalten. Optimale C*- bzw. b*-Werte wurden danach bei vorgegebenen Molverhältnissen zwischen Bi : V = 1 : 0,95 und Bi : V = 1 : 0,80 gefunden. After reaction at room temperature, removal of the HNO₃ at 150 ° C and grinding Analogously to Example 2, yellow pigments were combined with those listed in Table 2 Get color values. Optimal C * and b * values were then at predetermined molar ratios between Bi: V = 1: 0.95 and Bi: V = 1: 0.80 found.  

Tabelle 2 Table 2

Farbwerte und Ergebnisse der Röntgenpulverdiffraktometrie Beispiel 3 bis 10 Color values and results of X-ray powder diffractometry Examples 3 to 10

Als Hauptphase liegt in allen Pigmenten ein mehr oder weniger stark mono­ klin-verzerrtes Scheelit-Gitter vor. Daneben treten bei den Pigmenten mit hohem Vanadium-Unterschuß als 2. kristalline Phase auch geringe Mengen an Zirkon­ silicat-Struktur - ZrSiO₄ - auf. Die Ergebnisse der Röntgenpulverdiffraktometrie sind in Tabelle 2 mit aufgenommen.The main phase in all pigments is a more or less mono clin-distorted Scheelite lattice. In addition, the pigments occur with high Vanadium deficit as 2nd crystalline phase also small amounts of zircon silicate structure - ZrSiO₄ - on. The results of X-ray powder diffractometry are included in Table 2.

Beispiel 11Example 11

In einer Kugelmühle werden 41,8 g Bismut-Metallpulver zusammen mit 17, 3g V₂O₅ und 18 ml H₂O 30 Minuten vermahlen. Die erhaltene Suspension wird mit Salpetersäure (28 ml 65gew.-%ige HNO₃, Dichte = 1,39 g/ml, in 20 ml H₂O) versetzt. Die dabei auftretende Entwicklung von nitrosen Gasen ist nach ca. 10 Minuten abgeschlossen.In a ball mill, 41.8 g of bismuth metal powder together with 17.3 g Grind V₂O₅ and 18 ml H₂O for 30 minutes. The suspension obtained is with Nitric acid (28 ml 65% by weight HNO₃, density = 1.39 g / ml, in 20 ml H₂O) transferred. The development of nitrous gases that occurs after about Completed 10 minutes.

Daraufhin wird die Reaktionsmischung 24 Stunden bei Raumtemperatur aufbewahrt, wobei die Umsetzung zu BiVO₄ vollständig abläuft. Die Entfernung der Salpetersäure geschieht - wie schon mehrfach beschrieben - durch Erhitzen der Substanz auf 90 bis 160°C (gleichmäßig ansteigende Temperatur, insgesamt 3 Stunden). Das Reaktionsprodukt wird schließlich in einer Schlagkreuzmühle trocken aufgemahlen.The reaction mixture is then kept at room temperature for 24 hours, the implementation of BiVO₄ is in full process. The removal of the Nitric acid happens - as already described several times - by heating the Substance to 90 to 160 ° C (evenly increasing temperature, a total of 3 Hours). The reaction product is finally dried in a cross beater mill ground up.

Man erhält ein leuchtendgelbes Pigment mit monoklinem Kristallgitter (verzerrte Scheelit-Struktur).A bright yellow pigment with a monoclinic crystal lattice (distorted Scheelite structure).

Die Farbwerte des Pigmentes betragen:The color values of the pigment are:

L* = 86,6
C* = 87,6
L * = 86.6
C * = 87.6

a* = -9,7
b* = 87,1
a * = -9.7
b * = 87.1

Beispiel 12Example 12

In einer Porzellankugelmühle wird eine Mischung aus 46,6 g Bi₂O₃ und 17,3 g V₂O₅ mit einer Lösung aus 14 ml HNO₃ (65gew.-%ig) in 14 ml H₂O versetzt und 30 Minuten vermahlen. Die erhaltene Phase wird 72 Stunden bei 20°C aufbewahrt. Wie in den vorausgegangenen Beispielen wird die Salpetersäure durch Erhitzen auf 90 bis 150°C (insgesamt 3 Stunden) entfernt und das erhaltene Reaktionsprodukt anschließend trocken in einer Mörsermühle aufgemahlen.In a porcelain ball mill, a mixture of 46.6 g Bi₂O₃ and 17.3 g V₂O₅ with a solution of 14 ml HNO₃ (65 wt .-%) in 14 ml H₂O and 30th Minutes. The phase obtained is kept at 20 ° C. for 72 hours. How in the previous examples, the nitric acid is heated to 90 to 150 ° C (a total of 3 hours) and the reaction product obtained then ground dry in a mortar mill.

Man erhält ein leuchtendgelbes Pigment-Pulver mit folgenden Farbwerten:A bright yellow pigment powder is obtained with the following color values:

L* = 90,4
C* = 84,9
L * = 90.4
C * = 84.9

a* = -15,9
b* = 83,4
a * = -15.9
b * = 83.4

Das Röntgenpulverdiffraktogramm zeigt die monokline BiVO₄-Struktur ohne Fremdlinien wie in Beispiel 11.The X-ray powder diffractogram shows the monoclinic BiVO₄ structure without Foreign lines as in Example 11.

Beispiel 13Example 13

Im vorliegenden Beispiel wird die bei der Umsetzung zu BiVO₄ aus Bismutnitrat freiwerdende Salpetersäure nicht durch Erhitzen, sondern durch Auswaschen mit H₂O entfernt. Dazu werden 58,3 g BiONO₃, 15,5 g V₂O₅ und 32 ml H₂O in einer Porzellankugelmühle 15 Minuten naß vermahlen. Die entstehende Suspension bleibt zur Umsetzung 48 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Die erhaltene, brillantgelbe Paste wird auf einer Nutsche so lange mit destilliertem H₂O gewaschen, bis sich im Filtrat kein Nitrat mehr nachweisen läßt. Der Filterkuchen wird bei 120°C im Trockenschrank getrocknet und anschließend in einer Schlagkreuzmühle trocken gemahlen.In the present example, the bismuth nitrate is converted to BiVO₄ liberated nitric acid not by heating, but by washing out with H₂O removed. 58.3 g of BiONO₃, 15.5 g of V₂O₅ and 32 ml of H₂O in one Porcelain ball mill wet grinding for 15 minutes. The resulting suspension remains stand for reaction for 48 hours at room temperature. The brilliant yellow obtained Paste is washed on a Nutsche with distilled H₂O until in Filtrate no longer shows nitrate. The filter cake is at 120 ° C in Drying cabinet dried and then dry in a cross beater mill ground.

Das erhaltene Gelbpigment besitzt folgende Farbwerte:The yellow pigment obtained has the following color values:

L* = 86,3
C* = 88,2
L * = 86.3
C * = 88.2

a* = -5,9
b* = 88,0
a * = -5.9
b * = 88.0

In den folgenden Gegenbeispielen wird gezeigt, daß man wesentlich schlechtere coloristische Werte erhält, wenn man die nitrathaltigen Reaktionsgemische nicht erfindungsgemäß bei Raumtemperatur umsetzt, sondern die Pigment-Bildung nach dem Stand der Technik durch Glühen bei höherer Temperatur vornimmt.The following counterexamples show that one is much worse coloristic values are obtained if the nitrate-containing reaction mixtures are not according to the invention at room temperature, but the pigment formation after the state of the art by annealing at a higher temperature.

VergleichsbeispielComparative example

Wie in Beispiel 11 werden in einer Kugelmühle 41,8 g Bismutmetallpulver und 17,3 g V₂O₅ in 18 ml H₂O 30 Minuten naß vermahlen. Nach Versetzen des Mahlgutes mit 28 ml HNO₃ (65gew.-%ig) in 20 ml H₂O erfolgt die Freisetzung von nitrosen Gasen, die nach ca. 10 Minuten beendet ist. Die Substanz wird daraufhin bei 125°C im Trockenschrank getrocknet und in einer Schlagkreuzmühle gemahlen. Das erhaltene Pulver wird 6 Stunden bei 500°C geglüht und anschließend nochmals trockengemahlen.As in Example 11, 41.8 g of bismuth metal powder and 17.3 g V₂O₅ in 18 ml H₂O wet grinding for 30 minutes. After moving the Grist with 28 ml of HNO₃ (65% by weight) in 20 ml of H₂O releases nitrous gases, which is finished after about 10 minutes. The substance is thereupon Dried in a drying cabinet at 125 ° C and ground in a cross beater mill. The powder obtained is calcined at 500 ° C. for 6 hours and then again dry ground.

Man erhält ein schmutzigwirkendes, grünstichiges Gelbpigment mit folgenden Farbwerten:A dirty-looking, greenish yellow pigment is obtained with the following Color values:

L* = 73,6
C* = 71,2
L * = 73.6
C * = 71.2

a* = 2,3
b* = 71,1
a * = 2.3
b * = 71.1

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

In einer Kugelmühle werden wie in Beispiel 12 46,6 g Bi₂O₃ und 17,3 g V₂O₅ mit Salpetersäure (14 ml 65%ige HNO₃ in 25 ml H₂O) 30 Minuten lang naß vermahlen. Die erhaltene Suspension wird im Trockenschrank bei 125°C getrocknet und in einer Schlagkreuzmühle trockengemahlen.In a ball mill are as in Example 12 46.6 g Bi₂O₃ and 17.3 g V₂O₅ with Nitric acid (14 ml 65% HNO₃ in 25 ml H₂O) wet milled for 30 minutes. The suspension obtained is dried in a drying cabinet at 125 ° C. and in a cross beater mill dry milled.

Die Pigmentbildung erfolgt nach dem Stand der Technik bei 500°C innerhalb von 6 Stunden. According to the state of the art, pigment formation occurs at 500 ° C within 6 Hours.  

Das Reaktionsprodukt wird nochmals trockengemahlen, wobei ein schmutziggelbes Pigment mit folgenden Farbwerten resultiert:The reaction product is ground dry again, a dirty yellow Pigment with the following color values results:

L* = 75,45
C* = 72,1
L * = 75.45
C * = 72.1

a* = 0,79
b* = 72,1
a * = 0.79
b * = 72.1

Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3

Aus 58,3 g BiONO₃, 17,3 g V₂O₅ und 32 ml H₂O wird in einer Porzellankugelmühle durch 15minütiges Mahlen eine Paste hergestellt, die anschließend bei 125°C im Trockenschrank 6 Stunden entwässert wird. Dieses Zwischenprodukt wird dann in einer Schlagkreuzmühle zerkleinert und 6 Stunden auf 500°C erhitzt. Das so nach dem Stand der Technik erhaltene Pigment ergibt nach nochmaligem Mahlen folgende Farbwerte:From 58.3 g BiONO₃, 17.3 g V₂O₅ and 32 ml H₂O is in a porcelain ball mill prepared by grinding for 15 minutes, which is then at 125 ° C in Drying cabinet is drained for 6 hours. This intermediate is then in crushed in a cross beater mill and heated to 500 ° C for 6 hours. That after The pigment obtained in the prior art gives after repeated grinding following color values:

L* = 73,7
C* = 68,7
L * = 73.7
C * = 68.7

a* = 1,0
b* = 68,7
a * = 1.0
b * = 68.7

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von BiVO₄-Gelbpigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß Bi₂O₃- und V₂O₅-haltige Ausgangsmischungen in salpetersaurer Suspension bei Temperaturen <100°C, bevorzugt zwischen 20°C und 50°C, umgesetzt werden.1. A process for the preparation of BiVO₄ yellow pigments, characterized in that Bi₂O₃- and V₂O₅-containing starting mixtures in nitric acid suspension at temperatures <100 ° C, preferably between 20 ° C and 50 ° C, are implemented. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bildung des BiVO₄-Pigments die Salpetersäure durch Auswaschen bzw. durch Abrauchen entfernt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that after formation of the BiVO₄ pigment by washing out or by nitric acid Smoking is removed. 3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei Feststoffgehalten bis zu 70 Gew.-% und bei Salpetersäurekonzentrationen bis zu 65 Gew.-% durchgeführt wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that the reaction at solids contents up to 70 wt .-% and at Nitric acid concentrations up to 65 wt .-% is carried out. 4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die molaren Bi : V-Verhältnisse der Reaktionsmischungen zwischen 1 : 1,00 und 1 : 0,60, bevorzugt zwischen 1 : 0,95 und 1 : 0,80, liegen.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the molar Bi: V ratios of the reaction mixtures between 1: 1.00 and 1: 0.60, preferably between 1: 0.95 and 1: 0.80. 5. Verwendung der gemäß einem oder meheren der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten BiVO₄-Gelbpigmente zum Einfärben von Lacken und Kunststoffen.5. Use of the produced according to one or more of claims 1 to 4 BiVO₄ yellow pigments for coloring paints and plastics.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5399335A (en) * 1993-11-19 1995-03-21 Ciba-Geigy Corporation Process for preparing bismuth vanadate pigments
US5851587A (en) * 1995-01-25 1998-12-22 Bayer Ag Process for producing coated bismuth vanadate yellow pigments
US6040255A (en) * 1996-06-25 2000-03-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Photostabilization package usable in nonwoven fabrics and nonwoven fabrics containing same
EP0992457A1 (en) * 1998-10-06 2000-04-12 Bayer Ag Process for the preparation of bismuth vanadate
DE102014018464A1 (en) 2014-12-12 2016-06-16 Schott Ag THERMOCHROMIC PIGMENTS, THERMOCHROME COATING, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THEIR USE

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