DE666148C - Herstellung zusammengesetzter Titanpigmente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung zusammengesetzter Titanpigmente. Derartige Titanpigmente bestehen im allgemeinen aus einer Komponente, die besondere optische Eigenschaften hat, z. B. einen hohen Brechungsindex, und einem oder mehreren Trägern.

Es hat sich gezeigt, daß die Eigenschaften der Endprodukte in hohem Maße sowohl von den chemischen wie von den physikalischen Eigenschaften der verwendeten Träger abhängen. Die Verwendung besonders geeigneter Träger ist von größter "Wichtigkeit, insbesondere für hochwertige Pigmente, welche viele und verschiedenartige Anwendungen in der Industrie in Verbindung mit ihrer Verwendung bei der Herstellung von Farben finden.

Zusammengesetzte Titanpigmente können bekanntlich hergestellt werden, indem man Verbindungen von Erdalkalimetallen zu gefällten Titanverbindungen, die Schwefelsäure enthalten, zusetzt sowie durch Calcinieren von Titansäure zusammen mit schwer lösliehen Sulfaten oder anderen Trägern. Derartige Pigmente können auch erzeugt werden, indem man Barium- oder Calciumsulfat in einer Titanlösung suspendiert und so lange erhitzt, bis Titansäure gefällt ist. Wenn Titansulfatlösungen Verwendung finden, kann das Barium- oder Calciumsulfat in der Titanlösung durch eine Reaktion zwischen dem Titansulfat und einer Barium- oder Calciumverbindung hergestellt werden.

Blanc fixe (Bariumsulfat) ist in weitem Umfang als Träger verwendet worden, und es ist bereits eine ganze Reihe von Verfahren bekannt, Blanc fixe als Träger in zusammengesetzten Titanpigmenten zu benutzen.

Die Erfindung besteht nun darin, ein zusammengesetztes Titanpigment zu schaffen, in dem der Träger aus Blanc fixe besteht, das in einer besonderen Weise hergestellt ist und daher dem Pigment gewisse besonders erwünschte Eigenschaften verleiht.

Unter den Eigenschaften der verschiedenen Arten Blanc fixe, die von Wichtigkeit sind, wenn es in der Pigmentindustrie verwendet werden soll, sind die wichtigsten: Die Größe und Form der Teilchen, ihre Struktur, d. h. ob amorph oder kristallinisch, ihre Oberflächeneigenschaften und ihre chemische Zusammensetzung, insbesondere mit Rücksicht auf Verunreinigungen und okkludierte Stoffe. Sowohl der Charakter des Endproduktes als auch das verwendete besondere Arbeitsverfahren, insbesondere in Verbindung mit Waschen, Calcinieren und Pulverisieren, bei der Herstellung des Pigmentes hängen in großem Maße von diesen Eigenschaften ab.

Einige in der Technik bekannte Verfahren beruhen auf der Reaktion zwischen Chlorbarium und Schwefelsäure oder löslichen Sulfaten, wie beispielsweise Natriumsulfat oder Magnesiumsulfat. ■//>,

Es ist ferner bekannt, Reaktionen zwische.fi' anderen Bariumverbindungen (Oxyden, Car·* bonaten) mit Schwefelsäure bei höheren Temperaturen durchzuführen, ίο Aus stark sauren Lösungen ausgefälltes Blanc fixe zeigt oft eine kristallinische Struktur und eine verhältnismäßig große Teilchengröße unter dem Mikroskop. Derartiges Blanc fixe ist nicht besonders gut geeignet zur Herstellung zusammengesetzter Titanpigmente.

Es hat sich nun gezeigt, daß Blanc fixe, das durch Reaktion zwischen Schwefelsäure und Bariumcarbonat unter Bedingungen hergestellt ist, bei denen nur sehr kleine Mengen freier Säure im Augenblick der Fällung des Blanc fixe vorhanden sind, sich ganz besonders gut zur Herstellung zusammengesetzter Titanpigmente eignet.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung zusammengesetzter Titanpigmente durch hydrolytische Fällung von Titanverbindungen aus Titanlösungen, in denen Bariumsulfat suspendiert ist, oder durch Fällung von Bariumsulfat in Suspensionen von Titanverbindungen mit nachfolgendem Abtrennen, Waschen und Trocknen oder Glühen des Niederschlages, bei welchem die Herstellung des Bariumsulfats durch Umsetzung zwischen Bariumcarbonat und freier Schwefelsäure, gegebenenfalls in Gegenwart eines an sich bekannten' Katalysators, z. B. Salzsäure, oder eines Chlorides, unter Bedingungen erfolgt, bei denen nur kleine Mengen freier Säure während der Fällung des Bariumsulfats zugegen sind.

Die Reaktion kann beispielsweise durch langsamen Zusatz von Schwefelsäure zu einer wäßrigen Bariumcarbonatsuspension ausgeführt werden. Hierdurch wird eine allmähliche Umsetzung zu Bariumsulfat bewirkt. Zweckmäßig wird Schwefelsäure benutzt, die von wesentlichen Mengen an Verunreinigungen frei ist.

Um die Reaktion zwischen Bariumcarbonat und Schwefelsäure zu erleichtern, kann in an sich bekannter Weise ein Katalysator zugesetzt werden, beispielsweise eine kleine Menge freier Säure, wie Salzsäure, Salpeter- säure oder Essigsäure, oder ein wasserlösliches Salz einer geeigneten Säure, das eine wasserlösliche Bariumverbindung bilden kann. Im letzteren Falle wird nach Zusatz der Schwefelsäure Bariumsulfat gefällt und öo die entsprechende Säure kontinuierlich während des Verfahrens regeneriert; sie wirkt als ein die Reaktion beschleunigender Katalysator. Erzeugnisse mit guten Eigenschaften werden erzielt, wenn das Bariumsulfat bei ^Temperaturen unter 50⁰, z. B. bei gewöhn-'",lieher Zimmertemperatur, ausgefällt wird. D \^rerfahren ist nachstehend an zwei

j-Ausführungsbeispielen beschrieben.

Beispiel ι

250 kg Bariumcarbonat in Pulverform werden in 1 cbm Wasser suspendiert und etwa ι kg Chlorbarium zugesetzt. Hierauf wird unter Umrühren eine Schwefelsäuremenge zugesetzt, die so berechnet ist, daß sie das vorhandene Barium in Form von Sulfat fällt. Das gefällte Blanc fixe wird ausgewaschen und in einer Titansalzlösung suspendiert, die durch Erhitzen hydrolytisch zersetzt wird. Hierauf wird der aus Titansäure und Bariumsulfat zusammengesetzte Niederschlag von löslichen Verunreinigungen rein gewaschen und calciniert.

Beispiele „

70 kg Titanpigment, bestehend aus im wesentlichen reinem Titandioxyd, werden in ι cbm Wasser zusammen mit 180 kg feinem Bariumcarbonat suspendiert. 3 kg Chlorbarium werden in Wasser gelöst. Die Charge wird stark gerührt, und eine Schwefelsäuremenge, die so berechnet ist, daß sie das vorhandene Barium in Form von Sulfat fällt, wird langsam unter Umrühren der Mischung zugesetzt. Der Niederschlag wird gewaschen, wobei, falls erwünscht, größere Teilchen durch Absetzen abgetrennt werden können. Die hinterbleibende Masse wird getrocknet oder calciniert.

Nach dem Verfahren der Erfindung bleiben die Fällungsbedingungen des Blanc fixe praktisch konstant während der gesamten Reaktion. Hierauf beruhen wahrscheinlich vor allem die durch das Verfahren erzielten Vorteile, da das erzeugte Blanc fixe sehr homogen ist. Mikroskopische Prüfungen haben ergeben, daß es amorph zu sein scheint und von einer verhältnismäßig kleinen und gleichmäßigen Teilchengröße ist. Sein Absetzvermögen in Wasser ist geringer als das im der meisten bekannten Arten Blanc fixe, und das Absetzen erfolgt ungewöhnlich gleichmäßig.

Das erhaltene Erzeugnis ist sehr rein und praktisch frei von fremden Salzen und Sauren. Die mit diesem Blanc fixe hergestellten Titanpigmente zeigen eine sehr hohe Qualität, insbesondere mit Rücksicht auf weiße Farben. Sie weisen eine hohe Deckkraft und eine günstige Ölabsorption auf, lassen sich sehr leicht in Dispersionsmitteln verteilen, haben gute Benetzbarkeit und sind sehr rein.

Es hat sich weiterhin als möglich erwiesen, die Eigenschaften des erzeugten Blanc fixe durch Variieren der Fällungsbedingungen zu verändern, ohne daß die angegebenen Vorteile in bezug auf Reinheit, Homogenität, Struktur u. dgl. verlorengehen. Insbesondere haben folgende Bedingungen einen Einfluß auf die Eigenschaften des erzeugten Blanc fixe: die Fällungstemperatur,

ίο die zur Erleichterung der Reaktion zwischen Bariumcarbonat und Schwefelsäure zugesetzte Säure- oder Salzmenge sowie die Konzentration der Schwefelsäure und ihr Zusatzverhältnis.

Es können außer reinem Bariumcarbonat auch andere säurelösliche Bariumverbindungen, beispielsweise Witherit, verwendet werden. Diese müssen oft erst durch chemische Behandlung gereinigt werden, oder die Verunreinigungen werden durch Waschen und Absetzen entfernt.

Nach der Erfindung hergestelltes Blanc fixe kann durch Trocknen oder Calcinieren in ein hochwertiges Pulver übergeführt werden. Dieses ist insbesondere gut geeignet zur Verwendung in der Pigmentindustrie sowie auch für andere Zwecke, die eine hohe Reinheit und Kornfeinheit erfordern.

Die Ausdrücke Blanc fixe und Bariumsulfat sind im Rahmen vorliegender Beschreibung als gleichwertige Bezeichnungen desselben Stoffes verwendet worden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung zusammengesetzter Titanpigmente durch hydrolytische Fällung von Titanverbindungen aus Titanlösungen, in denen Bariumsulfat suspendiert ist, oder durch Fällung von Bariumsulfat in Suspensionen von Titanverbindungen, nachfolgendes Abtrennen, Waschen und Trocknen oder Glühen des Niederschlags, gekennzeichnet durch die Herstellung des Bariumsulfats durch Um-Setzung zwischen Bariumcarbonat und freier Schwefelsäure, gegebenenfalls in Gegenwart eines an sich bekannten Katalysators, z. B. Salzsäure, oder eines Chlorides, unter Bedingungen, bei denen nur kleine Mengen freier Säure während der Fällung des Bariumsulfats zugegen sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung des Bariumsulfats bei Temperaturen unter 50° durchgeführt wird.