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Verfahren zur Verbesserung von Lithopone Es ist bekannt, daß die Anwesenheit
einer zu großen Menge von Zinkoxyd verschiedene Eigenschaften der Lithopone, insbesondere
ihre Farbe, beeinträchtigt. Dieses Zinkoxyd bildet sich besonders während der Calcinierung
der Lithopone, kann aber auch schon während ihrer Ausfällung gebildet .erden, wenn
die verwendete Bariumsulfidlauge einen zu großen Gehalt an Hydrat besitzt.
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Die Lithopone kann man von diesem Überschuß von Zinkoxyd durch Waschen
mit einer Säure, insbesondere Schwefelsäure, befreien, die das Zinkoxyd herauslöst.
Eine nachteilige Folge dieser Behandlung ist aber eine Verminderung des Zinkgehaltes
der Lithopone und insbesondere eine Verminderung der Lichtbeständigkeit der Lithopone.
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Umgekehrt kann man zwar durch Zugabe von Alkaliphosphat bzw. -silikat
oder des entsprechenden Erdalkalisalzes zu den Zinklaugen, soweit diese chlorfrei
oder chlorarm sind, die Lichtbeständigkeit der Lithopone sicherstellen, muß dabei
aber in Kauf nehmen, daß die unangenehme, durch das anfallende Zinkoxyd bedingte
Eigenschaft der Lithopone, in Kombination mit Firnis oder Öl sehr schnell zu ,einer
Verdickung zu führen, erhalten bleibt. Wollte man diese dann wieder durch die vorerwähnte
Schwefelsäurehehandlung beseitigen, so würde darunter wieder die Lichtbeständigkeit
des Materials entsprechend leiden und ihr Zinkgehalt vermindert werden, d. h. also,
man war bisher nicht in der Lage; eine Lithopone herzustellen, welche gleichzeitig
verdickungsfrei und lichtbeständig ist.
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Es würde nun gefunden, daß es bei einem bestimmten Vorgehen möglich
ist, die Lithopone nach beiden Richtungen hin gleichzeitig und ohne Benachteiligung
des Zinkgehaltes zu verbessern, d. h. also, eine Unterdrückung der schädlichen Wirkung
des Zinkoxydes zu erzielen, ohne daß man dabei den Zinkgehalt wesentlich verringern
müßte und der Lichtbeständigkeit des Produktes irgendwie schaden würde. Im Gegenteil,
diese wird dabei in zahlreichen Fällen, z. B. bei Anwesenheit von Chlor, auch noch
verbessert.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Lithopone
nach der Calcinierung mit Phosphorsäure oder einem Phosphorsäure liefernden Substanzgemisch,
z. B. sauren Phosphaten, behandelt und so das in der Lithopone enthaltene Zinkoxyd
oder zumindest dessen überwiegenden Teil, ohne damit den Zinkgehalt der Lithopone
wesentlich zu verringern, in unlösliche Zinkphosphate überführt, d. h. die Lithopone
unter Herabsetzung ihres Gehaltes an Zinkoxyd oder basischen Zinkverbindungen bzw.
Neutralisierung der in ihr vorhandenen alkalischen Bestandteile neutral macht gegenüber
Phenolphthalein. Ein großer überschuß an Phosphorsäure ist dabei also zu vermeiden,
um das Zinkoxyd nicht etwa vollständig aufzulösen
und es aus der
Lithopone zu entfernen, statt es in--Form, -unlöslicher Zinkphosphate niederzuschlagen.
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Auf diese -Weise wird eine Lithopone erzielt, welche, was bisher nicht
realisierbar war, gleichzeitig die folgenden vorteilhaften Eigenschaften aufweist:
i. eine rein weiße Farbe zu besitzen, 2. neutral gegenüber Phenolphthalein zu sein,
3. nicht die zu der Erscheinung des sogenannten Feeding führenden Verdickungseigenschaften
der gewöhnlichen Lithopone zu besitzen, 4. von einer großen Lichtbeständigkeit zu
sein und eine solche sogar auch in Gegenwart erheblicher Chlormengen zu besitzen,
5. einen hohen bzw. praktisch unverminderten Gehalt an Zink aufzuweisen.
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Beispiele i. Eine Lithopone, die 1,40% Zinkoxyd und eine o,20% Mg
O entsprechende Menge Alkali enthält, aber arm an Chlor ist, wird in Wasser suspendiert;
dann wird so viel einer 5%igen Phosphorsäure zugesetzt, als zur Neutralisierung
der Alkalität und zur Herabsetzung des Zinkoxydgehaltes auf o,2%, d. h. zur Absättigung
von 1,2% Zinkoxyd durch die Säure, erforderlich ist.
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2. Einer wässerigen Suspension der gleichen Lithopone wurde vor der
Behandlung mit Phosphorsäure eine solche Menge von Chlorzink zugesetzt, daß die
Lithopone nach dein Trocknen noch 3,25 g gebundenes Chlor per Kilogramm enthält.
Das so erhaltene Muster ist nicht lichtheständig; es enthält vier- bis fünfmal so
viel Chlor, als zulässig ist, um eine lichtbeständige alkalisch reagierende Lithopone
zu erhalten.
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Behandelt man diese Lithopone mit Phosphorsäure unter Bedingungen,
daß das Trokkenprodukt die gleiche Menge Chlor enthält, so erhält man ein lichtbeständiges
Produkt.
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Dieses Beispiel 2 zeigt, daß man -durch Behandlung der Lithopone
mit Phosphorsäure selbst dann ein lichtbeständiges Erzeugnis erhält, wenn erhebliche
Mengen von Chlor anwesend sind.
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3. Die in gleicher Weise wie oben zusammengesetzte Lithopone wird
mit Schwefelsäure behandelt, und zwar mit solchen Mengen, als zur Neutralisierung
des freien Alkalis und eines kleinen Teiles des Zinkoxydes erforderlich ist. Die
derartig behandelte Lithopone ist nach dem Waschen und Trocknen nicht lichtbeständig.
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Wenn man die mit Schwefelsäure behandelte Lithopone sorgfältig mit
Wasser wäscht und dann mit so viel Phosphorsäure behandelt, als erforderlich ist,
um die Gesamtmenge oder den größten Teil des noch vorhandenen Zinkoxydes zu binden,
erhält man ein Produkt, das wieder lichtbeständig ist, obwohl durch die Vorbehandlung
mit Schwefelsäure die Lichtbeständigkeit genommen war.
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4. Aus Zinksulfatlösungen, die auf ioo ccm Sulfatlösung mit etwa i
i g Zn 2, 5 und i o ccm i o %ige Zinkchloridlösung enthalten, werden drei verschiedene
Lithoponesorten hergestellt.
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Alle drei Lithoponesorten besitzen den gleichen Zinkoxydgehalt, nämlich
1, 40 %, und den gleichen Gehalt an Mg O, nämlich o,2o%. Ihr Gehalt an Zn beträgt,
ausgedrückt durch Zn S, 29,39, 29,96 und 31,i5%. Die Chlorgehalte sind 0,07, 0,12
und o,16%.
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Von diesen drei Lithoponesorten werden 200 g pro Liter Wasser suspendiert,
und dann werden Phosphorsäuremengen, dienachstehend angegeben sind, zugesetzt. °
Die erste Sorte mit 29,39% Zn S hat die dreifache Menge zugesetzt erhalten, die
theoretisch zur Neutralisierung des : Zinkoxydes und der Magnesia erforderlich war.
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Die zweite Sorte hat die fünffache, Menge der theorerisch erforderlichen
Phosphorsäure zugesetzt erhalten.
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Die dritte Sorte hat die siebenfache Menge der theoretisch erforderlichen
Phospharsäure zugesetzt erhalten.
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Alle drei Sorten, die vor der Behandlung nicht lichtbeständig waren,
sind durch die Behandlung lichtbeständig geworden.
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Es wurde weiter gefunden, daß bei Verwendung konzentrierter Suspensionen
von Lithopone in Wasser, beispielsweise bei Suspensionen, die 5009 oder i
ooo g Lithopone per Liter Wasser enthalten, die Mengen an Phosphorsäure, die erforderlich
sind, um eine lichtbeständige Lithopone zu erhalten, wesentlich herabgesetzt werden
können.
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Wenn man aus der Lithopone vor der Behandlung mit Phosphorsäure einen
Teil des Chlors durch Waschen mit Wasser entfernt, kann die Menge an Phosphorsäure,
die @erforderlich ist, ebenfalls herabgesetzt werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, der fertigen Lithopone Alkaliphosphate
oder Erdalkaliphosphate zuzusetzen. Zweck dieser Zusätze ist aber stets der, der
Lithopone eine alkalische Reaktion zu erteilen, ohne daß es dabei möglich wäre,
eine Lithopone aller der vorerwähnten vorteilhaften Eigenschaften zu erhalten.
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Es ist, wie bereits gesagt, ferner ebenfalls schon vorgeschlagen worden,
Zinklösungen. vor der Ausfällung der Lithopone Alkali-oder Erdalkaliphosphate zuzusetzen.
Diese Zusätze können aber das Zinkoxyd, das sich während der Calcinierung bildet,
nicht neu.
tralisieren. Die Wirkung der alkalisch reagierenden Phosphate
ist vielmehr äquivalent derjenigen anderer Stoffe mit alkalischer Reaktion, beispielsweise
der Wirkung der Silicate, Carbonate, Borat@e u. dgl., d. h. auch sie läßt keine
Lithopone erzielen, die gleichzeitig lichtbeständig und verdickungsfrei ist.
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Beim Arbeiten gemäß der Erfindung wird die Lithopone demgegenüber
erst nach ihrer Fertigstellung, und zwar nach der Calcinierung, behandelt, und diese
Behandlung mit Phosphorsäure wird so durchgeführt, daß man ein gegen Phenolphthalein
neutrales Produkt erhält.
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Man kann an Stelle der Phosphorsäure auch Lösungen von sauren Salzen
der Phosphorsäure, beispielsweise Lösungen von Mononatriumphosphat oder von Stoffen,
aus denen durch Reaktion mit Wasser Phosphorsäure frei gemacht oder gebildet wird,
verwenden, beispielsweise Metaphosphorsäure, Pyrophosphorsäure oder ihre sauren
Salze.
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Ebenso kann man im Rahmen des vorliegenden Verfahrens auch so vorgehen,
daß man irgendwelche andere Phosphorsäure liefernde Substanzgemische verwendet,
aus denen in der Lösung Phosphorsäure gebildet wird, die dann mit dem Alkali und
mit dem Zinkoxyd der Lithopone reagiert, wie z. B. Mischungen von Phosphaten mit
entsprechenden Säuren.
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Die Menge an Phosphorsäure; die man beim Arbeiten gemäß der Erfindung
anwenden muß, hängt nicht nur von der Menge an Zinkoxyd all, die zu neutralisieren
ist, sondern auch von dem Gesamtgehalt der Lithopone an Zink und von der Konzentration
der wässerigen Lithoponesuspension während der Behandlung.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der Mengen Phosphorsäure
beschränkt, die in den Beispielen angegeben sind. Die Phosphorsäuremengen werden
in jedem Falle den erforderlichen Bedingungen und Verhältnissen angepaßt, was in
der Praxis keine Schwierigkeiten bereitet.