DE888292C - Herstellung von Titanpigmenten - Google Patents

Description

• Herstellung von Titanpigmenten Neben den bekanntem guten Eigenschaften zeigen Titanpigmente unter Umständen auch einige nachteilige, z. B. das Abkreiden und -das Ausbleichen, anderer mit ihnen. gemischter Farbstoffe. Bei hohen Glühtemperaturen tritt auch manchmal eine graue, gelbliche Moder rötliche Verfärbung auf, und das Pigment nimmt eine sehr große Härte an, die ,unerwünscht ist. Es sind schon zahlreiche Vorschläge gemacht worden, um z. B. durch Zusätze diese unerwünschten Eigenschaften. zu verbessern. Eines der bekanntesten Verfahren dieser Axt besteht ,darin, dem Titanhydrat einen Zusatz von Natriumsulfat zu geben, wodurch eine Erhöhung der Opazität, .eine Besserung der Farbe, eine leichtere Mahlbarken des Farbkörpers erreicht und ein gle,chmäß?g welcher und von hartem Körnern fre_er Farbkörper erzielt werden soll. Ohne Zweifel wird eine gewisse Verbesserung des Farbkörpers durch diesen Zusatzerreicht, wenn,aucheine Aufhellung der Farbe meist nücht- =,n: genügendem Grade erfolgt, jedoch stehen: Aden Vorteilen so erhebliche Nachteile gegenüber, daß in letzter Zeit @dzese Arbeitsweise kaum mehr angewendet wird. Die Nachteile haben: ihre Ursache im wesentlichen darin, da.ß der Farbkörperauch nach dem Glühen wasserlösli,che Salze enthält. Diese geben Anlaß zu nachträglichen Zusammenballungen des Farbkörpms, insbesondere vei - #ursäichen sie jedoch ein tropfenförmiges. Ablaufen der Anstrichfarbe vom gestrichenen Grund. Ein weiteres Verfahren, bei dein als Zusatz zudem Titanhydrat Kaliumbisulfat verwendet wird, zeigt die gleichen Nachteile. Das .gleiche trifft zu .für Zusätze: von Chloriden, wie Kochsalz, Zink- oder Calciumchlorid. Dann ist auch vorgeschlagen worden, das Tit:anhydrat unter Zusatz von; wasserlöslichen Moder wasserunlöslichen Fluorverbindungen zu glühen. Soweit wasserlösliche F11uorverbindungen angewendet werden, zeigen sich die gleichen Nachteile wie bei den erwähnten Sulfat-oder Chloridzus;ätzen. Allgemein zeigen Fluorverbindungen oder überhaupt Halogenverbindungen den; schwerwiegenden Nachteil, daß beim Glühen freier Halogenwasserstoff entwickelt wird, der Glühöfen und andere Vorrichtungen stark angreift. VeT-ursiarcht wird die Entstehung des H;aIogenwass:erstoffs durch die Anwesenheit von geringen Ant il oh elen freier Schwefelsäure in dem r en Farbkörper. Vorteilhafter ist die Verwendung von Pho@sphors,äure, Phosphaten .oder Borverbindungen; jedoch gelingt es nicht immer, hiermit !einen unerwünschten Farbton im gewünschten Grad zu verdecken; unmöglich ist es auf jeden Fall, durch Phosphat oder Borzusätze oder andere der erwähnten Zusätze :einen völlig neutralen Farbton -oder den in Abnehmerkreisien igeforderten leichten Blaustich des Farbtons zu erzeugen.
• Es wurde nun gefunden, daß ein Titanpignment mit besseren, Pigmenteigenschaften als nach bekanntem. Verfahren erhalten wird, wenn man eine Mischung von Titanhydrat mit einer reaktionsfähigen Antimnonverbindiung aalciniert. Die unter Zusatz einer Antimonverbindungerzeugten Pigmente sind solchen, die. in gleicher Weisse jledoch ohne Zusatz von Antimon erhalten sind, überlegen hinsichtlich ihrer Struktur, ihrer Weichheit, ihrer Lichtbeständigkeit, ihrem Vermögen haltbare Anstrichfilme zu bilden, und ihren Lichtrefiektionseigensichaften, d. h. sie besitzen :einen neutralen Moder blauen Ton, .ohne @daß die totale Uchhrefiektion, d. h. ihre Helligkeit, merklich nachgelassen hat. Das Verhältnis der Antimonverbindvng zum Titanhydrat kann innerhalb weiter Grenzen; wechseln, je nach den gewünschten Ergebnissen, beispI:elsweiEe in :den Grenzen von etwa o, i % Sb bis nicht über etwa 55% Sb, berechnet auf das vorhandene Ti02.
• Die verbesserten Pigmenteigenschaften, d. h. höhere Stabilität, Lichtbeständigkeit, Weichheit und Struktur usw.,eines Titanpigmentes, das nach der Erfindung hergestellt ist, beruht anscheinend darauf, daß Beine stärkere Calcination vorgenommen werden kann, wenn eine Antimonverbindung mit dem Titanhydrat gemischt ist, ohne daß dabei die Nachteile auftreten, die sonst mit ,ebner starken Calcination verknüpft sind, d. h. verminderte Farbkraft,. Verlust ran Helligkeit, außerordentliche Härte usw.
• Eine hohe Helligkeit mit einem neutralen oder blauen Ton entsteht bei ;der Verwendung von solchem Mengen der Antim@onverbindung, die der unteren oben angegebenen Grenze sich nähern. Diese hohe Helligkeit wird nicht immer erreicht, aber ;m. vielen Fällen ist eine derart hohe Helligkeit nicht notwandig. Trotzdem wird, wenn die Helligkeit etwas herabgesetzt wird, bei Verwendung höherer

  Mengen .2,11 Antimoaverbindung der von neutral zu

  blau wechselnde Ton erhalten, wenn die Calcination

  verstärkt wird.

  'Es hat sich gezeigt, daß, wenn höheren Zusätze

  aal Antim@onvorhindungen verwendest werden und bei

  höheren Temperaturen Tals bisher ralciniert wird,

  ohne eineaußerordemtlichhohe Härte des Pigmentes

  zu verursachen, die Farbkraft der entstehenden

  Pigmente nicht immer so groß wie möglich ist.

  Indessen ist es in manchen Fällen wichtiger, eine

  hohe Beständigkeit zu erreichen als eine möglichst

  hohe Farbkraft. Nach .dem Verfahren der Erfindung

  kann, man, in .derartigen Fällen Pigmente erzielen,

  die eine genügend hohe Farbkraft für die meisten

  Verwendungszwecke aufweisen,.

  Zur praktischen Ausführung der Erfindung kann

  die Antimonverbifidung zweckmäßig in Form von

  Amtmontrioxyd zugesetzt werden. Es können aber

  auch andere Anti.nonverbindungen, benutzt werden.

  Es hat süc h ;gezeigt, d:aß eine lösliche Antimon-

  verbi:ndung, wie Brechweinstein (Kaliumantimonyl-

  tartrat), sowie solche, die bei Calcination Antimon-

  oxyde liefern, verwendet werden können,zweckmäßig

  in Form wäßriger Lösmgen.

  Eti sorgfältiges Studium der Reaktion hat er-

  geben, daß sich -das Antmoln mit der Titanverbin,-

  dung während der Calcination verbindet unter Bil-

  dung einer Antimon-Titan-Sauer stoffverbindung, die

  in; Wasser, verdünnten Säuren und Alkalien prak-

  tisch unlöslich ist. D,aß eine Verbindung der

  Antimionverbindung mit der Titanverbindung vor-

  liegt, ergibt sich aus der Tatsache, daß der gesamte

  Gehalt zugesetzter Antim@onverbindung en sich noch

  in dem ealcinierten Pigment findet, fauch wenn eine

  Calcinationstemperatur angewendet wird; die be-

  trächtlich höher als die Temperatur ist, bei der

  Antimonoxyde normal sich verflüchtigen.

  Die Menge an zugesetztem Antimon kann inner-

  halb weiter Grenzen wechseln,. Es ist indessen;

  zweckmäßig, eine Menge auszuwählen, die für die

  besonderen Eigenschaften. ides gewünschten Pig-

  mientes paßt. Will man die Bestälnschgkeit und die

  Weichheit erhöhen, so haben such Zusätze von nur

  o, i % Sb; berechnet auf Ti 0" als zweckmäßig er-

  wiesen. Mit einer Erhöhung der Antimonmenge bis

  zu etwa 20% ist eine fortschreitende Erhöhung an

  Stabilität .und Weichheit verbunden, :es können

  Mengen von 1%, z %, 5 %, i o % usw. verwendet

  werden. Brei Mengen von über 20% Sb neigt der

  Weichheitsgraddazu, wieder herunterzugehen, und

  etwa 55% Sb, berechnet auf den TiO2-Gehalt,

  stellten die bevorzugte obere Grenze an Sb dar.

  Daher ist es zweükn:äßig, daß, die Mischung weniger

  als 40% Sb203, die geeignetste zu verwendendel

  An 'tymonverbindung, und mehr .als 60% TiO., ent-

  hält.

  In manchen Fällen hat sich gezedgt, @daß Sb2 03

  dazu neigt, dem Endpigment einen bläulichen Farb-

  ton zu geben. Wenn man ein Pigment erzeugen will,

  das einen weniger ausgesprochenen bläulichen Farb-

  ton hat, so kann man Sb205 verwenden; da sich

  gezeigt hat, daßdamit der bläuliche Ton. weniger

  ausgesprochen isst.

  Das Verfahren gemäß der Erfindung bezieht sich nicht nur auf die Herstellung von Pigmenten, die im wesentlichen aus Titandioxyd bestehen, es betrifft ,auch :die Herstellung ,anderer Titanpigmente, wie zusammengesetzter Titanpigm:ente, die außer dem Titanioxyd einen Träger oder Füllstoff enthalten, sowie Titanpigmente, die ;ganz oder teilweise aus Titaniaten, die für die Verwendung als Pigmente geeignet sind, bestehen.
• Die Antimonverhfindung kann das einzige Zusatzmittel bilden, es kann ,aber ,auch in Verbindung mit anderen Zusatzmitteln benutzt werden. Beispielsweise hat sich gezeigt, daß Kaliumverbindungen zweckmäßig sind, um die Weichheit des erhaltenen Pigmentes heiter zu verbessern, insbesondere wenn der Gehalt an. Antimon verhältnismäßig klein ist, beispielsweise weniger als io%.
• Man muß indessen bei Verwendung von Phosphorsäure Vorsicht üben, dpa bei ,gemeinsamer Verwendung von Antim@onverbindungen und Phosphorsäure und Phosphaten eine Neigung der Phosphorsäure oder :der Phosphate besteht, der günstigen Wirkung der Antimonverbiudung entgegenzuwirken.
• Pigmente, die gemäß der Erfindung erhalten sind, sind außerordentlich wertvoll in, Farben und plastischen Stoffen wegen ihrer Weichheit, ihres Tones, ihrer Unlöslichkeit in verdünnten Säuren und Alkalien und insbesondere wegen, ihrer Fähigkeit, Filme von hoher Dauerhaftigkeit zu ergeben.
• Wenn ein Zusatz, z. B. Kalumc.rbonat, verwendet wird, so, brauchen nur, um in Verbindung mit der Antimonverbmodung die gewünschte Weichheit und :andere Pigmenteigenschaften zu übermitteln; kleine Mengen benutzt zu werden. Selten werden Menagen über 2% oder unter 0,05N verwendet.
• In der Regel ist es zweckmäßig, das Antimon dem gefällten, und gewaschenen Titanhydrat zuzusetzen. Es kann aber auch in einer früheren Stufe des Verfahrens zugesetzt «:erden. So kann beispielsweise Antimon in Form von Antimontrioxyd #oder Brechweinstein der Titanläsung vor der Fällung des Titanhydrats zugesetzt werde.. Das Antimon verbindet sich in .der Lösung mit dem Titamhydrat, es wird :daher während der nachfolgenden Calcination ,anwesend sein. Das Antimon kann aber ;auch in einer früheren Stufe ;dies Verfahrens zugesetzt werden, beispielsweise dem Titanerz, bevor das Erz in Säure gelöst wird. Das Antimon bleibt dann in der Regel zusammen mixt dem Titan in Lösung, wobei bei der Fällung das Antimon in Verbindung mit dem Titanhydrat gefällt wird. Bei der Zugabe tter Antimonverbndung vor der Fällung, erhält man im allgemeinen. Pigmente mit erhöhtem Färbevermögen..
• Ausführungsbeispiele i. Einem Titanhydratbrei, der duroh Fällen aus, Titansulfatlösung und diarauffolgeindes Waschen hergestellt ist, werden i °!o Antimon:tr.'ioxyd und o,4#;'o Kaliumcarbonat zugesetzt, berechnet auf den Ti02-Gehalt, und dann 3 Stunden bei 98o- C calciniert. Das Produkt hat einen iguten weißen und neutralen Toneine hohe Lichtbeständ':gkeit, große Weichheit und liefert Filme von hoher Dauerhaftigkeit.
• 2. Einem Titanhydnatbrei, erhalten durch Fällung aus Titansulfiatlösunig und darauffo:lg@eind@es Waschen, werden 5% Antim@ontrioxyd und o,4% Kaliumcarbonat, berechnet ,auf den Ti02-Gehalt, zugesetzt und alsdann 3 Stunden bei iooo° C ;alcin@@ert. Das erhaltene Produkt hat einen guten weißen bis bläulichem Ton, eine hohe Lichtbeständigkeit, große Weichheit und liefert Filme von hoher Dauerhaftigkeit.
• 3. Einem Titanhydratbrei, ähnlich dem von: Beispiel i, werden io% Antimontrioxyd und o,4%. Kalinmcarbünat, berechnet auf den Ti02-Gehalt, zwgesetzt und alsdann 3 Stunden bei iooo" C caIcimert. Das Produkt besitzt hohe Lichtbestänidigkeit, große Weichheit und liefert Filme von hoher Dauerhaftigkeit.
• 4. Einem Titanhydratbrei, :ähnlich .dem vorn Beispiel i, werden 20% AntiLmun zugesetzt und alsdann 3 Stuniden bei iooo` C .calcert. Das Produkt besitzt hehe Lichtbeständigkeit, große Weichheit und liefert Filme von hoher Dauerhaftigkeit.
• 5. Einem Titanhydratbrei, ähnlich dem von. Beispiel i, werden 2% Antimonpentoxyd und 0,35010 Kalium@rarbonat zugesetzt und alsdann 3 Stunden bei 98o` C ,aalciniiert. Dias :erhaltene Produkt hat einen guten weißeln neutralen Ton, eine hohe Lichtbeständigkeit und liefert Filme von hoher Dauerhaftigkeit.
• 6. Einem Titanhydratbrei"erhalten :durch Fällung aus Titantetrachloridlösung und nachfolgendes Waschen, werden i % Antim:ointriioxyd :und 0,4070 Kalium,arbanat zugesetzt und alsdann 3 Stunden bei 98o' C :calciuert. Das erhaltene Produkt hat einen guten weißen und neutralen Ton, eine- hohe Lichtbeständigkeit, große Weichheit und liefert Filme von hoher Dauerhaftigkeit.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Herstellung von Titan:pigm:eniten, dadurch gekennzeichnet, daß Titanhydrat mit o, i % oder mehr Antimon, auf Ti02 berechnet, vorzugsweise in Form von Antimontri- oder pentoxyd oder einer wasserlöslichen Antimonverbindung, `,vrie Brechweinstein (Kalumautimonyltartrat), gegebenenfalls in Gegenwart hekannter Zusätze, nie Kaliumverbin:dungen, 0alciniert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeüchnet, daß die Antimonverbindung im Prozeß vor der Hydrolyse zugesetzt wird.