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Herstellung reiner, als Farbkörper geeigneter Erdalkalititanate Die
vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von reinen Erdalkalititanaten durch
thermische Umsetzung von gefällter und ausgewaschener Titansäure mit Exdalkalicarbonaten
in Gegenwart von Chlorwasserstoffsäure oder Erdalkalichlorid als Beschleuniger.
Dabei dient bei der vorliegenden Erfindung als Ausgangsmaterial eine Titansäure,
die aus schwefelsaurer Lösung gefällt worden ist. Erfindungsgemäß wird die Titansäure
durch eine besondere Verfahrensstufe von den letzten Resten der Sulfationen befreit
und bei Temperaturen von 75o bis 88o° C mit den Erdalkalicarbonaten umgesetzt.
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Man hat bereits Erdalkalititanate durch Zu. sammenschmelzen von Titansäure
mit Erdalkalicarbonat hergestellt und die Umsetzung auch schon in Gegenwart von
Erdalkalichlorid vorgenommen. Dabei wurde jedoch stets nur eine technisch ' reine
Titansäure verwendet. Diese enthält aber, wenn sie durch hydrolytische Fällung aus
schwefelsaurer Lösung gewonnen wird, stets geringe Mengen von S 04- Ionen, die auch
durch gründlichstes Auswaschen mit Wasser nicht vollständig entfernt werden können.
Die aus einer solchen Titansäure hergestellten Erdallkalititanate enthielten also
naturgemäß noch eine geringe Menge von Sulfaten, welche, wie der Erfinder festgestellt
hat, das Aussehen der Farbe ungünstig beeinflussen. Auch bei den bereits bekannten
Verfahren, welche die Herstellung von reinen Erdalkalititanaten zum Ziele hatten,
wurden irgendwelche besondere Maßnahmen zur restlosen Entfernung der SO4-Ionen nicht
angewandt, weil man die Schädlichkeit selbst ganz geringer Mengen von SO, gar nicht
erkannt hatte. Ganz allgemein ist zu bemerken, daß der Ausdruck »rein« bei chemischen
Substanzen ein sehr dehnbarer Begriff ist. Ein und derselbe chemische Stoff mag
für bestimmte Zwecke als ganz rein bezeichnet werden, obgleich er geringe Mengen
von Fremdstoffen enthält, die aber für diese Zwecke nicht stören, während der chemische
Stoff mit den gleichen Beimengungen für andere Zwecke als unrein zu gelten hat,
wenn für diese die Beimengungen nachteilig sind. Praktisch ist es daher häufig nur
von Bedeutung, daß der zu einem bestimmten Zweck verwendete Stoff von gewissen Verunreinigungen
frei ist. Die wichtige Erkenntnis, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt,
besteht nun darin, daß es für die Herstellung von als Farbkörper geeigneten Exdalkalititanaten
nicht genügt, eine sog. reine Titansäure zu verwenden, sondern daß die Titansäure
auch gerade von SO4,-Ionen frei sein muß. Diese Erkenntnis erst ermöglichte die
neue Regel, welche die vorliegende Erfindung gibt, die die Herstellung eines Produktes
von rein weißer Farbe und weichem Gefüge gestattet.
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Erfindungsgemäß wird aus einer wäßrigen Paste von frisch gefälltem
Titanhydrat, die im wesentlichen von Verunreinigungen frei ist, das gesamte SO4
entfernt, ohne daß irgendein unlösliches Salz dieses Säureradikals
zurückbleibt.
Die Entfernung des 80, geschieht zweckmäßig in an sich bekannter Weise mit einem
schwach säurehaltigen Alkali- oder Ammoniumacetat. Zu dem so behandelten Titanhydrat
wird eine genügende Menge einer wäßrigen Paste von Erdalkalicarbonaten hinzugefügt,
so daß das Endprodukt eine vorher bestimmte Menge von T102 enthält. Daß die Färbekraft
von Titanfarben in einem bestimmten Verhältnis zu dem der- Farbe steht, ist bereits
bekannt.
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Um die Beendigung der Reaktion zu beschleunigen und um die Herstellung
eines weichen, von groben und harten Teilchen freien Erzeugnisses von rein feißer
Farbe zu erleichtern, wird zu der Mischung von Titanhydrat und Carbonat :ein die
Reaktion beschleunigender Stoff hinzugefügt. Es kann hierfür Chlorwasserstoffsäure
oder das äquivalente Salz, wie z. B. Bariumchlorid, benutzt werden. Es ist dadurch
möglich, die zur Vollendung der Reaktion nötige Zeit stark zu vermindern; nachdem
die Mischung eine Temperatur von75obis 88o° C erreicht hat, genügt annähernd eine
halbe Stunde zur Bildung der Titanate. Trotz dieser geringen Reaktionsdauer kann
die Temperatur bei dem vorliegenden Verfahren um Zoo bis 3oo° C niedriger gehalten
werden als bei Anwendung einer Titansäure, aus welcher das S 04 nicht vollständig
entfernt worden ist. Man hatte bisher angenommen, daß eine niedrige Glühtemperatur
-unbefriedigende Resultate .ergeben würde. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Anwendung
von völlig von S 04 befreitem Titanhydrat eine Glühtemperatur von etwa 75o bis 88o°
C ausreichend und vorteilhafter ist als die übliche hohe Glühtemperatur, welche
die Entstehung eines harten Produktes begünstigt.
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Folgendes Beispiel mag als ehre besondere Ausführungsform die Erfindung
erläutern: Zu einer wäßrigen Paste von frisch gefällter Titansäure wird eine Mengeeines
normalen Acetates, z. B. Zinkacetat, Natriumacetat oder Ammoniumacetat, hinzugefügt;,
die ausreicht, mit dem vorhandenen SO4 zu reagieren. Das so gebildete Sulfat wird
durch Auswaschen mit Wasser vollkommen entfernt, sodann wird zu der Paste eine genügende
Menge von Bariumcarbonat in Pastenform zugegeben, um eine Verbindung von der Formel
BaTi03 entstehen zu lassen. Für diese Reaktion benötigt eine ioo Teilen Ti02 äquivalente
Menge Titansäure annähernd 248 Teile trockenen Bariumcarbonats. Zu dieser Mischung
werden etwa 3 Teile Chlorwasserstoffsäure hinzugefügt, worauf sie meinen Ofen gebracht
wird, dessen Temperatur man je nach den gewünschten Eigenschaften des Endproduktes
auf etwa 75o bis 88o° C ansteigen läßt. Zur Darstellung- von Titanaten, die als
Farbe benutzt werden, gibt eine Temperatur von 83o° C gute Resultate.
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Das Endprodukt hat rein weiße Farbe, ist frei von Sulfat oder anderen
Verunreinigungen und liegt in einem fein verteilten Zustand vor. Es hat schwach
alkalische Reaktion.
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Es wurde gefunden, daß bei Verwendung von alkalischen oder basischen
Stoffen zum Neutralisieren des SO4 in der Titansäure ein Teil dieser Stoffe von
der Titansäure gebunden wird und mit ihr Verbindungen bildet. Bei Benutzung eines
Salzes, wie Natriumacetat, wird die Lösung schwach sauer gehalten, und diese Bindung
von Sulfat tritt nicht in Erscheinung. Daher kann der Niederschlag durch Waschen
völlig gereinigt werden. Natürlich ist es wesentlich, daß nur lösliche Salze gebildet
werden, so daß sie durch Waschen völlig entfernt werden können.
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Wenn das Produkt für andere Zwecke als zur Herstellung von Farben
benutzt wird, können auch bei höheren Temperaturen zufriedenstelllende Ergebnisse
erzielt werden; aber damit das Produkt die beste Deckkrafterhält, ist eine Temperaturkontrolle
wesentlich.