ES2248426T3 - Pigmento de efecto de hierro. - Google Patents

Abstract

Pigmento de hierro en forma de plaquitas, caracterizado porque se prepara a partir de polvo de carbonilhierro tratado por reducción.

Description

Pigmento de efecto de hierro.

La invención se dirige a un pigmento de efecto de hierro.

Los copos de hierro se preparan correspondientemente con la tecnología habitual en la actualidad de fino de hierro, que se obtiene mediante pulverización a chorro de hierro fundido. La preparación del pigmento se realiza por procedimientos de machaqueo o molienda en los que el fino se tritura y se conforma. A este respecto como en todos los procedimientos de preparación de pigmento metálico se añaden agentes lubricantes para reducir el termosoldado en frío de la partícula de pigmento. En los ejemplos 1 y 8 del documento EP 0673980 se describe detalladamente la tecnología habitual para la preparación de pigmento de hierro en forma de plaquitas. Las desventajas del procedimiento de preparación se encuentran en que el fino de hierro preparado mediante pulverización a chorro es relativamente grueso y tiene una amplia distribución de tamaños de partícula. En consecuencia se pueden preparar sólo copos relativamente gruesos a partir del fino de hierro preparado mediante pulverización a chorro. Los copos en el intervalo preferido para los pigmentos de efecto entre 6 y 36 \mum se obtienen sólo por procedimientos de molienda de gran consumo de energía y de larga duración o se debe limitar a fracciones tamizadas previas y/o posteriores a la molienda. Esto hace que su preparación no sea rentable. La forma de los copos de hierro obtenidos mediante pulverización a chorro es una forma irregular con superficies rugosas y ángulos fresados, lo que condiciona en base a los múltiples centros de dispersión de luz una baja calidad óptica.

Los copos metálicos de gran calidad óptica se preparan mediante molienda sólo si la molienda se lleva a cabo de forma tan moderada que el fino únicamente se conforma y no se tritura. Es condición para una molienda cuidadosa de este tipo una gran ductilidad del fino metálico, lo que se da por ejemplo en el aluminio. De forma conocida se pueden preparar copos de aluminio ópticos especialmente de gran calidad con el uso de fino de morfología esférica. Si este fino únicamente se conforma en la molienda y no se tritura, se generan copos con bordes redondos y superficie más lisa (denominados "dólares de plata"). Condicionado por la forma regular, estos pigmentos muestran, en base a la menor dispersión de luz en un recubrimiento, una reflexión de luz incidente esencialmente más dirigida que los pigmentos con distribución de tamaños comparable, que por contra se conseguirían a partir de fino sin forma o mediante trituración.

Los pigmentos metálicos ópticos más exigentes se pueden preparar mediante procedimientos de PVD (deposición de vapor físico). En esta tecnología alternativa se precipitan películas metálicas a vacío sobre los sustratos, a continuación se desprenden y pulverizan. Sin embargo estos pigmentos son sobreproporcionalmente caros y hasta la fecha no son de uso excepto en aluminio. Los copos de hierro, que posiblemente se pueden preparar según este procedimiento, no se consideran en el marco de esta invención.

Los copos de aleaciones de hierro como copos de acero fino -o hastalloy- no son igualmente objeto de la presente invención. En general les falta el tono de color y brillo específicos del hierro. Además de esto las aleaciones de hierro muestran en su mayor parte una conformabilidad menos adecuada y magnetismo menor o no aprovechable.

La presente invención se concentra en hierro no aleado. La finalidad de la invención fue desarrollar un pigmento de efecto débilmente magnético de gran brillo con la colorística típica del hierro, el cual se proporciona en forma más pasivada. El proceso de preparación se debe conducir de manera que en la etapa de molienda represente el papel principal la conformación y no la trituración. El pigmento de efecto debería ser de uso para el campo decorativo pero también funcional en recubrimientos, plásticos, en impresión, en la cosmética y en vidrio y cerámica.

Se ha encontrado ahora de forma sorprendente, que en el uso de polvo de carbonilhierro como material de partida se pueden preparar copos de hierro mediante molienda en un tamaño especialmente deseado para la pintura de automóviles y en una "forma de dólar de plata" conocida del aluminio. Igualmente se puede controlar en la molienda en correspondientemente más cuidadosa la relación de tamaños/espesores en de forma sorprendente. El polvo de carbonilhierro, que se trató por reducción, se caracteriza por sus extraordinariamente altas pureza, ductilidad, pequeño tamaño de partícula, morfología esférica y estrecha distribución de tamaños de partícula. Los pigmentos de efecto de hierro dulce muestran comportamiento ferromagnético y se pueden enriquecer en caso de una aplicación en el campo magnético, lo que lleva a estructuraciones que dan una impresión extraña en tres dimensiones para el ojo humano, de extraordinario gran efecto.

El desarrollo de productos y procedimientos de la presente invención tiende a la eliminación de la pulverización de hierro así como de la trituración del fino de hierro obtenido mediante pulverización. Realmente no se puede preparar fino de partida alguno para la molienda con la técnica de pulverización a chorro más moderna, que tampoco consigue acercar las propiedades positivas comparables con polvo de carbonilhierro, lo cual es necesario para la producción de pigmentos de efecto de hierro en una "forma de dólar de plata". Si se quiere evitar el proceso de trituración en la molienda del fino de hierro, se ha de partir para un producto final con un diámetro de partícula medio de 6 a 36 \mum de un tamaño de partícula medio en el producto de uso de 1 a 15, preferiblemente de 2 a 8 \mum. El producto de uso debería tener, como es el caso en el polvo de carbonilhierro, una distribución de tamaños de partícula estrecha.

El polvo de carbonilhierro se prepara mediante descomposición de hierropentacarbonilo Fe(CO)_{5} en forma de vapor en descomponedores de cavidad (véanse prospectos de BASF AG, Ludwigshafen, RCA 3210, 0686-2.0, figura 1) y se encuentra disponible comercialmente (BASF AG, Ludwigshafen así como ISP, Wayne, N.J.). Sin embargo estos polvos son ante todo de grano relativamente duro y contienen hasta el 1,5% de carbono, aproximadamente el 1% de oxígeno y hasta el 1% de nitrógeno. Su contenido en hierro se encuentra en 97%. Si este polvo se somete a un tratamiento a temperatura elevada en corriente de hidrógeno o en atmósfera que contiene hidrógeno se genera el denominado "polvo de carbonilhierro reducido", que se caracteriza por un contenido en hierro de más del 99,5% y elevada ductilidad y es adecuada de forma especial como producto de partida en la molienda para la preparación de pigmentos de efecto de hierro. También se encuentra comercialmente disponible (BASF AG, ISP) el polvo de carbonilhierro reducido. En la actualidad se usan los polvos en el campo de la pulvimetalurgia, para fines medicinales y en la preparación de componentes electrónicos.

El uso de "polvo de carbonilhierro" reducido con un tamaño de partícula medio de 0,5 a 15 \mum, preferiblemente de 1 a 10 \mum y de distribución de tamaños de partícula estrecha típicas en el polvo de carbonilhierro permite la preparación de copos de hierro de gran brillo y una relación diámetro a espesor pretendida ajustable (factor de forma) y una conformación facilitada por los pigmentos de aluminio en forma de "dólar de plata".

Es ventajoso prever un tamaño de partícula medio de las plaquitas de hierro de 5 a 100 \mum, especialmente de 6 a 60 \mum, y un espesor medio de 500 a 30 nm, especialmente de 200 a 400 nm.

La nano-/microdureza del fino de carbonilhierro reducido se determinó en comparación al fino de aluminio (pureza: 99,7%). La determinación se consiguió con un Hysitron TriboScope^{TM} en función de las superficies pulidas incluidas en la resina epoxídica. El polvo de carbonilhierro muestra una nano/microdureza tres veces menor (0,61 GPa) al fino de aluminio (1,85 GPa).

La menor microdureza del carbonilhierro hace posible un conformado relativamente más fuerte del fino en comparación con el aluminio. Este efecto es de especial interés, entre otros, para el poder de cubrición de recubrimientos metálicos. Por último, los pigmentos de aluminio no poseen en base a la baja densidad (2,7 g/cm^{3}) un elevado poder de cubrición específico. Los metales con densidades elevadas como latón, hierro (7,87 g/cm^{3}) y similares son comparativamente desventajosos. Sin embargo, esta desventaja se puede compensar con un factor de forma superior en la molienda del polvo de carbonilhierro.

La conformación de la partícula en el transcurso de la molienda puede realizarse por vía seca o húmeda, es decir, en presencia de disolventes como gasolina diluyente, aceite mineral, tolueno, alcoholes, clorohidrocarburos, agua o mezclas de los mismos. Como elementos de molienda se consideran bolas de acero con un tamaño de 0,5 mm a 25 mm. Igualmente pueden ser de uso otros elementos de molienda, por ejemplo, de cerámica o vidrio. Se prefiere la molienda por vía húmeda ya que es más cuidadosa y permite a continuación de la etapa de molienda una clasificación adecuada del material molido en el decantador. Además la molienda por vía húmeda hace posible la distribución adecuada del agente lubricante y/o de las sustancias inhibidoras o agente de protección contra la corrosión sobre todo el material molido.

Como molinos se consideran molinos de bolas con agitación, molinos de muelas, molinos de bolas tipo tambor y otros equipos. Son especialmente preferidos molinos de bolas rotativos.

Particularmente en la preparación de pigmento de efecto débilmente magnético de gran brillo se procede aplicando el "polvo de carbonilhierro reducido" de un tamaño de partícula determinado junto con disolventes como, por ejemplo, gasolina diluyente en un molino de bolas. Para evitar los termosoldados en frío se añaden agentes lubricantes como ácido oleico, ácido esteárico o también sustancias inhibidoras especiales, con lo que se regula la cantidad según la superficie específica libre (BET) de los pigmentos de hierro laminados. En general se considera el uso de ácido oleico o ácido esteárico de 0,5 a 6% referido al peso del polvo de hierro. La duración de molido se encuentra entre 0,3 y 10 horas.

La pasivación de los copos de hierro se puede realizar mediante adición de sustancias inhibidoras y agentes de protección contra la corrosión ya en la fase de molido o mediante un recubrimiento correspondiente a continuación de la etapa de molido. Una vez finalizada la molienda y eventualmente el post-recubrimiento se filtra el producto, se seca y se somete a un tamizado de protección. Como opción se pueden someter también las partículas en forma de plaquitas antes de la filtración en el decantador a una clasificación y a este respecto se separan según distintas fracciones de tamaños de partícula.

En la molienda por vía seca se aporta y muele el "polvo de carbonilhierro reducido" junto con el agente lubricante y eventualmente también sustancias inhibidoras a un molino de bolas ventilado. Como en la molienda por vía húmeda las bolas son de acero, cerámica o vidrio. Estas pueden ser tanto más pequeñas cuanto más fino sea el polvo de carbonilhierro cargado. En la práctica se usan en la mayoría de las veces esferas entre 0,5 y 8 mm.

Para un conformado eficiente de la partícula esférica del polvo de carbonilhierro, este debe poseer un grado de pureza lo más elevada posible. Por tanto la reducción, es decir el templado del polvo de carbonilhierro en la atmósfera que contiene hidrógeno, debe llevar a polvos empobrecidos lo más posible en contenido en carbono y nitrógeno.

Las propiedades del material del polvo de carbonilhierro reducido deben aproximarse lo más posible a las del hierro dulce, es decir, hierro puro. En especial para el conformado mecánico eficiente en el molino de bolas es importante que las partículas tengan una dureza inferior a 5,0 (escala de Mohsche) -el hierro dulce tiene una dureza de 4,5-. Las partículas deben ser tenaces, dúctiles y pulibles. Los "polvos de hierrocarbonilo reducidos" comerciales satisfacen, entre otros, este perfil de requerimientos. Estos tienen un contenido de hierro superior al 99,5%, índices de carbono \leq 0,005%, y valores de nitrógeno \leq 0,01%. En el contenido de oxígeno se encuentran por debajo del 0,4%, en la mayoría de los casos incluso por debajo del 0,2%. Las impurezas metálicas se encuentran en los polvos sólo presentes en cantidades ínfimas, por ejemplo, níquel (0,001%), cromo (< 0,015%) y molibdeno (< 0,002%). Los tamaños de partículas medios de los productos obtenidos comercialmente alcanzan de 1 \mum a 10 \mum (véase prospectos técnicos del polvo de carbonilhierro de BASF e ISP). En el transcurso del templado con reducción del polvo de carbonilhierro se llega de vez en cuando a la formación de aglomerados. Sin embargo, estos se separan fácilmente por procedimientos habituales (tamizado, decantación).

Con uso de polvo de carbonilhierro reducido obtenido comercialmente se consigue según cada elección del diámetro de partícula medio del producto de uso, preparar pigmentos de efecto de hierro en forma de plaquitas con el tamaño de partícula medio de 3 a 60 \mum, especialmente de 6 a 36 \mum. La relación de diámetro a espesor de las plaquitas se regula mediante la variación de la duración de molido. Mayor duración de molido lleva bajo tales condiciones iguales a una relación diámetro a espesor mayor. Mientras que principalmente cada relación diámetro a espesor es regulable de 5 a 500, se prefieren entre otras relaciones de diámetro a espesor entre 40 y 400.

La pasivación de los pigmentos de hierro en forma de plaquitas es de especial significancia, ya que los polvos de hierro que no están pasivados, pueden reaccionar en forma finamente dividida con oxígeno del aire de forma violenta, incluso con aparición de fuego. En presencia de agua tiene lugar la corrosión. Juegan un papel dos etapas de pasivación generales, que individualmente, pero también conjuntamente, pueden llevar a una secuencia: pasivación mediante inhibidores y pasivación mediante capas barreras de tipo químico y físico. De forma conveniente inhibidores se adicionan ya durante la molienda, cuando sirven en base a su consistencia también como agentes lubricantes para la reducción del termosoldado en frío de las partículas. En otro caso se incorporan por adsorción tras la molienda sobre el pigmento.

Las capas barrera se incorporan químicamente sobre el pigmento. Por lo general no está ligado a esto cambio alguno de la impresión óptica del pigmento, ya que las capas barrera son relativamente finas (de 10 a 100 nm) y de forma conveniente se componen de un material con índice de refracción bajo (< 1,7), para no desencadenar reflexión de interferencia alguna.

El mecanismo de acción de las capas de pasivación es complejo. En los inhibidores este se basa casi siempre en efectos estéricos. La mayor parte de los inhibidores tiene por tanto también una acción de orientación en el sentido de "foliación" y "no foliación" (en medio de flotación y no flotación).

Los inhibidores se añaden, entre otros, a concentraciones bajas del orden de magnitud de 0,1 a 6% referido al peso del polvo de carbonilhierro usado. Para la pasivación de copos de hierro se consideran:

Ácidos fosfónicos modificados orgánicamente de fórmula general R-P(O)(OR_{1})(OR_{2}), en la que R = alquilo (ramificado o no ramificado), arilo, alquil-arilo, aril-alquilo y R_{1}, R_{2} = H, C_{n}H_{2n+1}, con n = 1 a 6. R_{1} puede ser igual o diferente a R_{2}.

Ácidos y ésteres fosfóricos modificados orgánicamente de fórmula general R-O-P(OR_{1})(OR_{2}) con R = alquilo (ramificado o no ramificado), arilo, alquil-arilo, aril-alquilo y R_{1}, R_{2} = H, C_{n}H_{2n+1}, con n = 1 a 6.

Se pueden usar ácidos o ésteres fosfónicos puros o ácidos o ésteres fosfóricos o mezclas de distintos ácidos y/o ésteres fosfónicos o mezclas de distintos ácidos y/o ésteres fosfóricos o mezclas discrecionales de distintos ácidos y/o ésteres fosfónicos con distintos ácidos y/o ésteres fosfóricos.

Además es de citar la clase de sustancias de heterociclos que contienen oxígeno, azufre y nitrógeno, a la que pertenecen inhibidores como ácido mercapto-benzotiazolil-succínico, además de heterociclos que contienen azufre/nitrógeno como, por ejemplo, derivados de tiourea, además de aminas alifáticas y cíclicas, entre ellos también sales de cinc de aminocarboxilatos o sales amínicas poliméricas con ácidos grasos. Junto a estos se pueden usar también cetonas, aldehídos y alcoholes superiores (alcoholes grasos), tioles, b-dicetonas y b-cetoésteres, además de silano modificado orgánicamente y una pluralidad de compuestos insaturados de cadena larga. Igualmente son de citar ácidos grasos, ácidos mono- y dicarboxílicos de cadena larga y sus derivados. A estos pertenecen, entre otros, ácido oleico y ácido esteárico. Los inhibidores muestran en la mayoría de los casos una muy baja solubilidad en el disolvente usado en la molienda por vía húmeda.

La pasivación sobre las barreras de protección contra la corrosión con efecto protector químico y físico se puede realizar de múltiples formas. Así se puede mejorar el efecto barrera de la capa de protección contra la corrosión mediante la acción de ácido fosfórico, ácido fosforoso, heteropoliácidos que contienen molibdato, fósforo y silicio, ácido crómico, ácido bórico y otros agentes de protección contra la corrosión conocidos como los descritos, por ejemplo, en Farbe und Lack (1982) páginas 183 a 188. Se pueden formar igualmente capas de óxido como SiO_{2}, ZrO_{2}, Cr_{2}O_{3} o Al_{2}O_{3} o mezclas de los mismos. Se prefieren capas de SiO_{2} preparadas según procedimientos Sol-Gel con espesores de capa de 20 a 150 nm.

El pigmento de efecto de hierro en forma de plaquitas no es de uso sólo en el campo decorativo (recubrimientos, coloraciones de plásticos, impresión, cosmética) en el que entra en juego por término medio la óptica especial de copos de hierro. En base a la conductividad eléctrica y elevada permeabilidad magnética de los copos de hierro hay además múltiples usos especiales en el campo funcional como, por ejemplo, en el campo de los títulos de valores. Además de esto se pueden usar los copos de hierro como producto de uso en la preparación de pigmentos de efecto de múltiples capas de constitución más complicada como, por ejemplo, pigmentos de reflexión de interferencia o pigmentos ópticamente variables.

Con la referencia a los siguientes ejemplos se describe adicionalmente la invención, sin limitar la misma.

Ejemplo 1

Se introducen 100 g de polvo de carbonilhierro reducido de la compañía BASF AG Ludwigshafen, con la designación "Carbonyleisenpulver CN", tamaño medio de partícula 5,5 \mum, (valor d10 3,5 \mum, valor d90 15 \mum), contenido en hierro 99,8% (C \leq 0,006%, NL < 0,01%, O = 0,18%) en un molino de bolas de dimensiones 30 cm x 25 cm, que está lleno hasta la mitad con bolas de acero de 1,5 mm de tamaño. A esto se añaden 0,56 l de gasolina diluyente y 2,8 g de una mezcla de ácido esteárico y oleico.

A continuación se cierra el molino y se hace girar durante 6 horas a 56 revoluciones por minuto. A continuación se vacía el molino, se lava el producto molido con gasolina diluyente y se separa de los elementos de molienda mediante un tamizado (25 \mum).

El pigmento de efecto obtenido muestra gran brillo metálico y la permeabilidad magnética del polvo de hierro dulce. A partir de mediciones de difracción de rayos láser (mediciones de Cilas) se determinaron los siguientes tamaños de grano de la distribución de tamaños: d_{90}: 27 \mum, d_{50}: 18 \mum (tamaño de partícula medio) y d_{10}: 10 \mum y se determinó la superficie específica a partir de mediciones BET en 4 m^{2}/g. En la imagen 1 adjunta se muestran tomas fotográficas de los pigmentos, que permiten reconocer una forma de borde relativamente redonda. Los valores característicos de la distribución de tamaños así como la forma son típicos de los "pigmentos dólar de plata".

En la imagen 2 adjunta se reconoce que los pigmentos están molidos muy finos. El espesor del copo de hierro individual se encuentra en aproximadamente 100 nm, lo que es menos de la mitad de los pigmentos de aluminio correspondientes.

El espesor medio de los pigmentos se determinó mediante un denominado procedimiento de extensión: en él se añaden 0,2 g del polvo de pigmento durante 15 minutos a una solución al 5% de ácido esteárico en gasolina diluyente. El ácido esteárico se fija sobre la superficie del pigmento y le confiere a este un fuerte carácter hidrófobo. A continuación se lleva una pequeña cantidad definida del polvo a agua limpia a una "bandeja de extensión". Después de agitación cuidadosa de la película de pigmento para la mejor distribución de los pigmentos se extiende este en el agua por medio de dos varillas metálicas, hasta que se genera una película de cobertura brillante. Si esta película se expande demasiado, se producen huecos. Si se comprime demasiado, adquiere una estructura rugosa. De esta forma es posible para el especialista preparar de forma reproducible en el agua una película de pigmento metálico "monomolecular". Se mide la superficie de la película extendida. La superficie específica se calcula según:

A_{espec}=2\text{*}\frac{superficie \ extendida\ [cm^{2}]}{pesada \ [g]}

A partir de aquí se puede calcular el espesor medio de las plaquitas en nm:

\overline{d}=\frac{10^{7}}{A_{espec}\text{*}\delta_{Fe}}

Para la muestra descrita anteriormente se determinó un valor de 146 nm.

Si se dispersa el polvo de hierro en forma de plaquitas al 30% en una solución de pintura de nitrocelulosa y se aplica por rasquetado con una rasqueta de espiral, se obtiene una capa de alto poder de cubrición, de un brillo metálico similar al platino y un excelente comportamiento de cambio de tonalidad.

En la figura 3 adjunta se caracteriza colorimétricamente la salida de la rasqueta y se compara frente a un pigmento de aluminio comparable (Stapa MEX 2156, d_{90}: 25 \mum, d_{50}: 16 \mum y d_{10}: 9 \mum; pigmento dólar de plata). Se representa la claridad L* frente al ángulo de observación con relación al ángulo de reflexión (ángulo del haz: 45º). Se hace evidente el comportamiento mucho más oscuro del pigmento de hierro en todos los ángulos de observación.

El "cambio de tonalidad" metálico es la fuerte caída de la claridad L* cerca del ángulo de Bragg hasta ángulos superiores. Una medida desarrollada por la compañía Du Pont para el cambio de tonalidad a partir de valores de claridad se da mediante la siguiente fórmula:

Índice de cambio de tonalidad = 2.69 \times \frac{(L^{*}_{15^{o}}-L^{*}_{110^{o}})^{1.11}}{(L^{*}_{45^{o}}) \ 0.86}

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Para los ejemplos comparados resultan valores de cambio de tonalidad de 17,5 para pigmentos de aluminio y de 18,9 para pigmentos de hierro. El pigmento de hierro presenta por tanto un cambio de tonalidad más elevado.

Las partículas de hierro dispersadas en PVC fundido se pueden orientar mediante la aplicación de un campo magnético externo, siempre que el PVC esté fundido. Como consecuencia de la orientación se generan patrones claro/oscuros decorativos de aspecto cuasi tridimensional.

Ejemplo 2

Se introducen 100 g de polvo de carbonilhierro reducido como en el ejemplo 1 en un molino de bolas de dimensiones 30 cm x 25 cm, que está lleno hasta la mitad de bolas de acero de 1,5 mm de tamaño. A esto se añaden 0,56 Kg de gasolina diluyente y 6 g de ácido esteárico. Después se cierra el molino y se hace girar durante 6 horas a 90 revoluciones por minuto. A continuación se vacía el molino, se lava el producto molido con gasolina diluyente y se separa de los elementos de molienda.

El pigmento de hierro se imprime como dispersión en una máquina para huecograbado con cilindro que tiene una retícula del 70. Resultan modelos impresos de gran brillo con una tonalidad metálica similar al platino, que hasta ahora no se conoce en imprenta.

Ejemplo 3

Se introducen 100 g de polvo de carbonilhierro reducido como en el ejemplo 1 en un molino de bolas de dimensiones 30 cm x 25 cm, que está lleno hasta la mitad de bolas de acero de 1,5 mm de tamaño. A esto se añaden 0,56 Kg de gasolina diluyente y 6 g de ácido octanofosfónico ((HO)_{2}OP-(C_{8}H_{17})).

Se cierra luego el molino y se hace girar durante seis horas a 90 revoluciones por minuto. A continuación se vacía el molino, se lava el producto molido con gasolina diluyente y se separa de los elementos de molienda. El pigmento obtenido muestra un brillo específico y alta permeabilidad magnética. Mediante difracción de rayos láser (mediciones Cilas) se determina el tamaño de partícula medio del polvo en 14 \mum. Investigaciones con microscopio electrónico de barrido dan una relación diámetro a espesor de las plaquitas de aproximadamente 70:1.

Si se dispersa el pigmento con una proporción en peso del 20% en una solución de pintura de nitrocelulosa y se aplica por rasquetado, la capa muestra un gran poder de cubrición y un brillo metálico similar al titanio.

Ejemplo 4

Se introducen 100 g de polvo de carbonilhierro de la compañía BASF AG Ludwigshafen, con la designación "Carbonyleisenpulver CN", tamaño de partícula medio 5,5 \mum (valor d10 3,5 \mum, valor d90 15 \mum), contenido en hierro 99,8% (C \leq 0,006%, NL < 0,01%, O = 0,18%) en un molino de bolas de dimensiones 30 cm x 25 cm, que está lleno hasta la mitad de bolas de acero de 1,5 mm de tamaño. A esto se añaden 0,56 l de gasolina diluyente y 1 g de ácido oleico.

Se cierra luego el molino y se hace girar durante seis horas a 58 revoluciones por minuto. A continuación se vacía el molino, se lava el producto molido con gasolina diluyente y se separa de los elementos de molienda.

El pigmento de hierro obtenido presenta gran brillo metálico y la permeabilidad magnética del polvo de hierro dulce. El tamaño de partícula medio del óxido de hierro en forma de plaquitas es de 15 \mum como se pudo determinar mediante difracción de rayos láser (mediciones Cilas). Mediante tomas fotográficas por microscopio electrónico de barrido se determinó una relación diámetro a espesor de aproximadamente 50:1.

Ejemplo 5

Se muelen 100 g de polvo de carbonilhierro reducido de la compañía ISP Wayne, N.J., con la designación R-1510, contenido en hierro 99,7%, tamaño de partícula medio 8,2 \mum, en las condiciones del ejemplo 4.

El producto obtenido, con brillo metálico y gran permeabilidad magnética, se separa magnéticamente de los elementos de molienda, se filtra y a continuación se agita durante una hora en una solución acuosa de H_{3}PO_{4} al 0,1% de 1 l. A continuación se filtra el pigmento de hierro en forma de plaquitas y se seca en una estufa de secado a 95ºC. El producto no se oxida durante un periodo de tiempo de 60 días.

Ejemplo 6

Se introducen 350 g del pigmento de efecto de hierro pasivado preparado en el ejemplo 4 en un mezclador comercial de 10 l de capacidad calentable y se mantienen en movimiento a 100ºC con elementos mezcladores. Se incorpora mediante un evaporador 3-aminopropiltrimetoxisilano (AMMO) y agua al mezclador con ayuda de una corriente de gas portador (300 l/h, N_{2} como gas portador). Después de 30 minutos se retira el pigmento de efecto del mezclador.

El pigmento de efecto recubierto de silano por todas partes muestra buena resistencia a la corrosión en pinturas al agua y no se reconoce apenas evidencia alguna de corrosión durante 60 días.

Ejemplo 7

Se dispersan 90 g de pigmento de hierro, preparado como en el ejemplo 2, en 300 ml de isopropanol en un reactor de laboratorio de 1 l y se hierve. Se añaden 20 g de tetraetoxilano y 5 minutos más tarde se añaden 11,6 g de agua destilada. A continuación se incorpora a esto en el periodo de 2 horas 9,6 g de una solución acuosa de NH_{4}OH al 25% y se deja hervir a continuación durante 4 horas. Se enfría luego la mezcla de reacción, se agita durante la noche, y a la mañana siguiente se filtra por succión y se seca en estufa de secado al vacío a 90ºC. El producto presenta un contenido en SiO_{2} del 5,8%, que corresponde a un rendimiento de conversión de SiO_{2} del 96%. En ensayos habituales de gasificación el producto muestra una extraordinaria resistencia a la gasificación y con ello idoneidad para pinturas al agua.

Claims (14)

1. Pigmento de hierro en forma de plaquitas, caracterizado porque se prepara a partir de polvo de carbonilhierro tratado por reducción.

2. Pigmento de hierro en forma de plaquitas según la reivindicación 1, preparado a partir de polvo de carbonilhierro tratado por reducción de pureza de al menos el 99,0%.

3. Pigmento de hierro en forma plaquitas según la reivindicación 1 y 2, caracterizado porque presenta un tamaño de partícula medio del polvo de carbonilhierro de 0,5 a 15 \mum, especialmente de 1 a 10 \mum.

4. Pigmento de hierro en forma de plaquitas según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque presenta un tamaño de partícula medio de las plaquitas de hierro de 5 a 100 \mum, especialmente de 6 a 60 \mum y espesores medios de 500 a 30 nm, especialmente de 200 a 40 nm.

5. Pigmento de hierro en forma de plaquitas según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pigmento de hierro se reviste con una capa de inhibidor y/o de protección contra la corrosión de pasivación.

6. Pigmento de hierro en forma de plaquitas según la reivindicación 5, caracterizado porque la capa de protección contra la corrosión de pasivación se compone de óxido de silicio, óxido de circonio, óxido/hidróxido de aluminio, fosfato, fosfito, óxido de cromo, borato o de mezclas de los mismos.

7. Pigmento de hierro en forma de plaquitas según la reivindicación 5, caracterizado porque el recubrimiento de inhibidor se compone de ácidos grasos, derivados de ácido carboxílico, fosfatos y fosfonatos orgánicos y sus ésteres, silanos funcionalizados orgánicamente, aminas alifáticas o cíclicas, nitrocompuestos alifáticos y aromáticos, heterociclos que contienen oxígeno, azufre o nitrógeno, compuestos de azufre/nitrógeno de cetonas superiores, aldehídos y alcoholes, tioles, b-dicetonas, b-cetoésteres o mezclas de los mismos.

8. Pigmento de hierro en forma de plaquitas según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se aplica en primer lugar una capa de protección contra la corrosión de pasivación según la reivindicación 6 y a continuación una capa de inhibidor según la reivindicación 7 o en primer lugar una capa de inhibidor según la reivindicación 7 y a continuación una capa de corrosión de pasivación según la reivindicación 6.

9. Procedimiento para la preparación de pigmentos según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por la molienda por vía seca o húmeda del polvo de carbonilhierro tratado por reducción en presencia de coadyuvantes de molienda.

10. Procedimiento para la preparación de pigmentos según la reivindicación 9, caracterizado por la molienda por vía seca o húmeda de polvo de carbonilhierro tratado por reducción en presencia de inhibidores y/o compuestos de protección contra la corrosión.

11. Procedimiento para la preparación de pigmentos según una de las reivindicaciones 1 a 4, 6 y 8, caracterizado por la molienda por vía seca o húmeda de polvo de carbonilhierro tratado por reducción y aplicación posterior de una barrera de protección contra la corrosión.

12. Uso del pigmento de hierro en forma de plaquitas según una de las reivindicaciones 1 a 11, como pigmento de efecto en pintado y sector de pintura, para coloraciones de plásticos, en impresión, en la cosmética así como material reflector en la preparación de pigmentos de efecto de varias capas.

13. Uso del pigmento de hierro en forma de plaquitas según la reivindicación 12, como pigmento de efecto magnético en pintado y sector de pintura, para coloraciones de plásticos, en impresión, en la cosmética así como material reflector en la preparación de pigmentos de efecto de varias capas.

14. Uso del pigmento de hierro en forma de plaquitas según una de las reivindicaciones 1 a 11 como material de efecto magnetizable en impresión de seguridad.