DE666409C - Herstellung fein verteilter Titanpigmente - Google Patents

Description

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Titanpigmenten bestehen in den Hauptzügen in einer hydrolytischen Fällung einer titanhaltigen Lösung durch Erhitzen,, Filtrieren, Waschen und Glühen des Niederschlages. Wenn während der Fällung ein unlöslicher Träger zugegen ist, erhält man zusammengesetzte Titanpigmente. Während der Hydrolyse bilden sich in vielen Fällen Agglomerate der gefällten hydratischen Titanverbindungen/ Diese Agglomerate neigen dazu, während des Glühens gröbere Teilchen zu bilden, die sich durch die üblichen Mahlverfahren nur ungenügend zerkleinern lassen.

Nach dem vorliegenden Verfahren erhält man ein Produkt, das frei von derartigen gröberen Teilchen und zudem sehr fein verteilt und gleichmäßig ist. Das Verfahren gestattet ferner eine Regelung der Azidität bzw. Alkalität des Endproduktes. Dies ist von großer Bedeutung für die Verwendung in verschiedenen Industrien.

Es wurde gefunden, daß man durch Behandeln geglühten Titandioxyds bzw. titandioxydhaltiger Pigmente mit Lösungen eines oder mehrerer sauer reagierender Halogensalze drei- oder vierwertiger Metalle ein Produkt mit den obenerwähnten Eigenschaften erhält.

Vorzugsweise werden von den erwähnten Salzen solche verwendet, die klare oder nur wenig getrübte Lösungen unter den gewählten Arbeitsbedingungen bilden. Aluminiumchlorid hat sich ,als besonders gut geeignet gezeigt, doch lassen sich auch Chloride oder Bromide des Eisens, Gers, Thoriums, Titans, Zirkons und Thalliums mit gutem Erfolg verwenden.

Gewöhnlich wendet man diese Salze in solchen Konzentrationen an, daß die Suspension einen pH-Wert zwischen 0,5 und 5,0 aufweist, wozu meist 1- bis 5 0/0 ige Lösungen erforderlich sind. Die Gewichtsmenge der verwendeten Lösung ist etwas größer als das Gewicht des zur Behandlung kommenden Pigments, z. B. kann man 1,3 Gewichtsteile Lösung auf 1 Gewichtsteil geglühten Titanr dioxyds verwenden. - ■ .

Vorzugsweise wird die Behandlung - in Verbindung mit einer Naßmahlung ausgeführt. Gewöhnlich wird in diesem Falle das Pigment mit der Salzlösung gemahlen, aber man kann auch das Naßmahlen vor der Behandlung mit der Salzlösung vornehmen.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, vor der Behandlung· mit der Salzlösung das Pigment trocken zu mahlen. Diese Behandlung kann dann sowohl mit als ohne nachfolgende Naßmahlung vorgenommen werden.

Nachdem das Pigment in der Salzlösung dispergiert ist, wird die Suspension mit Wasser verdünnt, z.B. auf etwa ioog Pigment im Liter, und stehengelassen. Hierbei setzen sich die gröberen Teilchen rasch ab und können von der Suspension getrennt werden. Dieser werden hierauf Koaguliermittel zugesetzt, wobei ein Ausflocken stattfindet, so daß danach die Pigmentteilchen abgetrennt ίο werden können. Geeignete Koaguliermittel sind z. B. Schwefelsäure, Magnesiumsulfat und Erdalkalisulfate. Die letzteren lassen sich vorteilhaft benutzen, wenn man ein Titandioxydpigment behandelt und ein zusammen- !5 gesetztes Pigment erhalten will. Die Menge der unlöslichen Koaguliermittel wird in diesem Falle so gewählt, daß ein Pigment mit dem gewünschten Titandioxydgehalt anfällt. In dieser Weise lassen sich z. B. Titandioxydbariumsulfatpigmente mit guten farbtechnischen Eigenschaften herstellen.

Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens liegt darin, daß sich die suspendierten feinen Teilchen schon bei genügend langem Stehenlassen absetzen, so daß man die Lösung der Dispergiermittel teilweise abhebern und zur Behandlung einer neuen Menge Pigment verwenden kann. Bei den bisher bekannten Dispergier verfahr en für Titanpigmente, die sämtlich mit alkalischen Lösungen arbeiten, ist eine solche Arbeitsweise praktisch nicht möglich, da die Suspensionen sich nur sehr schwer absetzen.

Das bei dem vorliegenden Verfahren nach dem Abtrennen der Lösung und Trocknen erhaltene Pigment reagiert schwach sauer und hat gewöhnlich einen pH-Wert von etwa 5,0. Für viele Zwecke sind solche sauren Pigmente nicht zweckmäßig. Ein neutrales oder alkalisches Pigment läßt sich jedoch durch Behandeln mit geeigneten säurebindenden Stoffen erhalten. Es können hierzu sowohl lösliche als auch unlösliche Verbindungen verwendet werden. Zweckmäßige Stoffe sind z. B. Soda und Magnesiumcarbonat. Die löslichen säurebjndenden Stoffe werden in Form von Lösungen verwendet, während die unlöslichen vorzugsweise in trockenem Zustand zu einer Suspension des Pigments gegeben werden; sie können.zur vollständigen Reaktion mit den sauren Bestandteilen des Pigments, z. B. durch Naßmahlen, gebracht werden. . Für gewisse Zwecke kann man die Menge der säurebindenden Stoffe so abmessen, daß das Endprodukt eine noch schwach saure Reaktion zeigt.

Man hat bereits vorgeschlagen, Titandioxydpigmente in alkalischer Lösung zu dispergieren. Demgegenüber werden nach dem vorliegenden Verfahren saure Lösungen bestimmter Salze verwendet. Das Arbeiten in saurer Lösung bietet gegenüber dem Arbeiten in alkalischer Lösung erhebliche technische Vorteile, und zwar vor allem den, daß man einen großen Teil der zum Dispergieren verwendeten Lösung wiedergewinnen kann, da die Suspension sich verhältnismäßig leicht absetzt und man daher die verwendete Lösung zum größten Teil wieder abtrennen und zum Behandeln neuer Mengen Pigmente benutzen kann. Dies ist bei den alkalischen Verfahren nicht möglich; erst in der Endstufe, nach Zusatz des Koaguliermittels, setzt sich die Suspension zu Boden. Die überstehende Lösung enthält dann ein Gemisch aus Dispergiermittel und Koaguliermittel und kann für ein Dispergieren neuer Mengen Pigmente selbstverständlich nicht verwendet werden.

Als neu und fortschrittlich ist ferner die nach dem vorliegenden Verfahren mögliche Einstellung des Endproduktes auf einen bestimmten pH-Wert anzusehen.

In den folgenden Ausführungsbeispielen sind einige Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

1. Ein Gemisch aus 150 kg geglühtem Titandioxyd und 2001 Wasser, in dem 2 bis 3 kg Cerchlorid aufgelöst ist, wird 4 Stunden in einer Kugelmühle gemahlen. Die Suspension wird darauf auf 1500I verdünnt und 3 bis 4 Stunden stehengelassen. 85 bis 900/0 der Suspension können dann abgehebert werden, sie ist frei von gröberen Teilchen. Dem abgeheberten Teil wird eine Lösung von 0,8 bis 1,0 kg Magnesiumsulfat in 2I Wasser zugesetzt, wodurch die suspendierten Teilchen ausgeflockt werden. Der Niederschlag wird von der Lösung getrennt, gewaschen und getrocknet. Nach dem Trocknen kann er trocken gemahlen werden. Der aus den gröberen Teilchen bestehende Rückstand wird mit in einer folgenden Charge aufs neue behandelt.

2. Ein Gemisch nach Beispiel 1 wird in einer Kugelmühle gemahlen. Nach Verdünnen auf 15001 und Stehenlassen werden die gröberen Teilchen abgetrennt. Das aus der Suspension gewonnene Produkt wird gewaschen und aufs neue in Wasser ausgerührt, worauf 0,1 0/0 Magnesiunicarbonat, auf das vornandene TiO₂ berechnet, zugesetzt wird. Das Produkt wird darauf von der Lösung getrennt, getrocknet und in gewöhnlicher Weise gemahlen.

3. Ein Gemisch aus 150kg geglühtem Titandioxyd und 2001 Wasser, in. dem 4 bis 5 kg Aluminiumchlorid aufgelöst sind, wird in einer Kugelmühle gemahlen. Man läßt die •Suspension 8 bis 10 Stunden in einem Gefäß stehen. Die Suspension hat sich dann so weit zu Boden gesetzt, daß die klare obenstehende Lösung etwa 8 ο o/o des gesamten Aluminium-

chlorids enthält und abgehebert werden kann. Das zurückgewonnene Aluminiumchlorid wird für die Behandlung einer neuen Menge Titandioxyd verwendet. Der zurückbleibende Niederschlag wird auf etwa 1500I verdünnt, sodann werden die gröberen Teilchen abgetrennt. Die Suspension der feinen Teilchen wird, wie in den vorhergehenden Beispielen angegeben, weiterbehandelt.

4. Ein Gemisch aus 150 kg geglühtem Titandioxyd und 2001 Wasser, in dem 2,5 bis 3,5 kg Eisenchlorid (FeCl₃) aufgelöst sind, wird, wie in den Beispielen 1, 2 oder 3 angegeben, behandelt.

Statt den in den Beispielen angegebenen Salzen kann man Titanchlorid, Zirkonchlorid, Thalliumchlorid oder Thoriumchlorid verwenden in Mengen von 3 bis 6 kg, auf dieselben Mengen Pigment und Wasser gerechnet.

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Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Verfahren zur Herstellung fein verteilter Titanpigmente, dadurch gekennzeichnet, daß geglühte Titanpigmente mit Lösungen eines oder mehrerer sauer reagierender Halogensalze dreiwertiger Oder vierwertiger Metalle behandelt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß geglühte Titanpigmente mit Aluminium-, Ger- oder Eisenchloridlösungen behandelt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogensalze in solchen Mengen verwendet werden, daß die Behandlung bei einem pti-Wert zwischen 0,5 und 5,0 erfolgt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, ■ dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während der Behandlung eine Naßmahlung vorgenommen wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gröberen Teilchen der behandelten Suspension nach Absitzenlassen abgetrennt werden, worauf der Suspension Koaguliermittel, z. B. Schwefelsäure oder Erdalkalisulfate, zugesetzt werden und der gewonnene, fein verteilte Niederschlag getrocknet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Herstellung schwach sauer, basisch oder neutral reagierender Pigmente das gewonnene Titanpigment mit unlöslichen oder löslichen basischen Salzen nachbehandelt wird.