ES2848113T3 - Pigmentos compuestos que contienen hidróxido de aluminio y procedimiento para su preparación - Google Patents

Pigmentos compuestos que contienen hidróxido de aluminio y procedimiento para su preparación Download PDF

Info

Publication number
ES2848113T3
ES2848113T3 ES16708081T ES16708081T ES2848113T3 ES 2848113 T3 ES2848113 T3 ES 2848113T3 ES 16708081 T ES16708081 T ES 16708081T ES 16708081 T ES16708081 T ES 16708081T ES 2848113 T3 ES2848113 T3 ES 2848113T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
particles
aluminum hydroxide
pigment particles
pigment
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES16708081T
Other languages
English (en)
Inventor
Uwe Wilkenhoener
Frank Mersch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kronos International Inc
Original Assignee
Kronos International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102015002946.0A external-priority patent/DE102015002946A1/de
Priority claimed from EP15001123.7A external-priority patent/EP3081602A1/de
Application filed by Kronos International Inc filed Critical Kronos International Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2848113T3 publication Critical patent/ES2848113T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40—Compounds of aluminium
    • C09C1/407—Aluminium oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/3661—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/063—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Procedimiento para preparar partículas de pigmento compuesto que contienen hidróxido de aluminio que presentan un contenido en hidróxido de aluminio de al menos el 20% en peso, preferiblemente de al menos el 40% en peso, en donde se proporciona una solución acuosa alcalina de aluminato de sodio con un valor de pH de al menos 12, posteriormente se añaden partículas de pigmento inorgánico y el valor del pH de la solución se reduce a dentro del intervalo de <8 a >3, de modo que el hidróxido de aluminio en partículas precipita y se forman partículas de pigmento compuesto que contienen hidróxido de aluminio, y las partículas compuestas finalmente se separan.

Description

DESCRIPCIÓN
Pigmentos compuestos que contienen hidróxido de aluminio y procedimiento para su preparación
Campo de invención
La invención se refiere a la preparación de pigmentos compuestos que contienen hidróxido de aluminio y a su uso para mejorar la eficacia de la dispersión de la luz de pigmentos en recubrimientos, plásticos, papel y material laminado.
Antecedentes tecnológicos de la invención
Los pigmentos inorgánicos y en particular los pigmentos de dióxido de titanio se incorporan con frecuencia en diversas matrices como plastificantes, agentes de matizado u opacificantes. Debido a su alto índice de refracción, el dióxido de titanio dispersa la luz de manera particularmente eficiente y, por lo tanto, es el pigmento blanco más importante en las áreas de aplicación de pinturas y barnices, plásticos, papel y fibras. La eficacia de la dispersión de la luz disminuye si las partículas de dióxido de titanio se distribuyen en la matriz a una distancia de menos de aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la luz, es decir, aproximadamente con una separación entre sí de 0,20 a 0,25 gm. La eficacia de la dispersión de la luz se mide normalmente con la ayuda de la capacidad de cobertura o bien de la capacidad de blanqueo (resistencia al tintado) del pigmento de dióxido de titanio en la matriz.
El dióxido de titanio, por otro lado, es un factor de coste significativo y durante mucho tiempo se han buscado posibilidades para reducir la cantidad de dióxido de titanio utilizado, sin tener que aceptar pérdidas significativas en la capacidad de cobertura.
Es posible un ahorro a través de la combinación de partículas de dióxido de titanio con cargas adecuadas, que deben actuar por decirlo así como "partículas extensoras", como espaciadores para las partículas de TiO2. Los procedimientos conocidos comprenden tanto la mezcla simple de los componentes como también la unión de las partículas de TiO2 con las partículas extensoras, por medio de un aglutinante precipitado o la precipitación in situ del extensor sobre la superficie de las partículas de dióxido de titanio. Por lo demás, se conocen procedimientos para distribuir partículas finas de dióxido de titanio sobre partículas más gruesas de la carga
A continuación, entre la extensa técnica anterior disponible, solo se citan publicaciones seleccionadas.
El documento WO 1999/035193 A1 describe, por ejemplo, la preparación de una mezcla de pigmentos de dióxido de titanio y un extensor inorgánico ("espaciador") tal como SiO2 o CaCO3, para uso en la producción de papel.
El documento DE 10057294 C5 divulga una mezcla de pigmentos de dióxido de titanio y talco para uso en papel de soporte decorativo.
El documento EP 0 861 299 B1 divulga un pigmento de dióxido de titanio que está recubierto con nanopartículas inorgánicas, por ejemplo, sílice coloidal, así como una capa de óxidos inorgánicos tales como óxido de aluminio, de silicio o de circonio, en donde la capa de óxido inorgánico está dispuesta o bien entre la superficie del dióxido de titanio y las nanopartículas o formando el recubrimiento superior exterior. En el caso de nanopartículas inorgánicas, se trata de SiO2 , Al2O3 o CaCO3.
El documento DE 10 2006 012 564 A1 divulga partículas de pigmento de dióxido de titanio, en cuya superficie se encuentran microesferas huecas y un recubrimiento de fosfato de aluminio-óxido de aluminio.
En el procedimiento según el documento EP 0956316 B1, partículas de pigmento y carbonato de calcio precipitado (PCC) se mezclan entre sí en fase acuosa, de modo que se forma un pigmento compuesto en el que las partículas de carbonato con un tamaño de partícula de 30 a 100 nm, se fijan a la superficie de las partículas de pigmento. El pigmento compuesto contiene del 30 al 90% en peso de carbonato cálcico precipitado.
El documento DE 1792 118 A1 divulga la precipitación in situ de carbonato de calcio en una suspensión de pigmento de dióxido de titanio mezclando una solución de cloruro de calcio y una de carbonato de sodio, en donde una de esas soluciones contiene pigmento de dióxido de titanio. Se forman partículas compuestas de carbonato de calcio-dióxido de titanio.
El documento WO 2000/001771 A1 divulga un pigmento compuesto que contiene partículas inorgánicas con un tamaño de partícula de aproximadamente 1 a 10 gm y en cuya superficie están adheridas partículas de pigmentos de dióxido de titanio como consecuencia de cargas superficiales opuestas. La preparación se realiza en fase acuosa. Las partículas inorgánicas se seleccionan a partir de cargas habituales tales como por ejemplo, caolín, arcilla, talco, mica o carbonatos.
El documento de solicitud de patente WO 2014/000874 A1 divulga un pigmento compuesto que contiene dióxido de titanio y un material particulado como extensor, así como carbonato de calcio que precipita en el proceso de preparación. Las partículas compuestas se producen en un proceso combinado a base de dispersión y precipitación. El pigmento compuesto es adecuado para un uso en recubrimientos, plásticos y material laminado.
El documento de solicitud de patente EP 13005 813.4 (presentada el 13-12-2013) divulga un pigmento compuesto que contiene partículas de pigmento inorgánico, en particular dióxido de titanio, y fosfato de calcio precipitado en partículas. El pigmento compuesto es adecuado para un uso en recubrimientos, plásticos y, en particular, en papel y material laminado.
Los documentos de las memorias descriptivas de las patentes US20140079745 A1, WO2014078039 A1, DE102007040641 A1 y EP1329485 A1 divulgan además pigmentos compuestos alternativos.
Planteamiento del objetivo y breve descripción de la invención
El objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para preparar un pigmento compuesto alternativo.
El objetivo se logra mediante un procedimiento para preparar partículas de pigmento compuesto que contienen hidróxido de aluminio, que tienen un contenido en hidróxido de aluminio de al menos 20% en peso, preferiblemente de al menos 40% en peso, en donde
se proporciona una solución acuosa alcalina de aluminato de sodio con un valor de pH de al menos 12, a continuación se añaden partículas de pigmento inorgánico y el valor del pH de la solución se reduce al intervalo entre <8 y >3, de modo que el hidróxido de aluminio en partículas precipita y se forman partículas de pigmento compuesto que contienen hidróxido de aluminio, y las partículas compuestas finalmente se separan.
Otras implementaciones ventajosas de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes.
Figuras
Figuras 1 y 2: Imágenes de microscopio electrónico de barrido de partículas de pigmento compuesto de acuerdo con el Ejemplo 1.
Descripción de la invención
Todos los datos aportados a continuación con respecto al tamaño en pm, etc., concentración en % en peso o % en volumen, valor de pH, etc., se debe entender que incluyen todos los valores que están dentro del intervalo de la precisión de medición respectiva conocida por la persona experta en la técnica.
Las partículas de pigmento compuesto de acuerdo con la invención contienen partículas de pigmento inorgánico e hidróxido de aluminio precipitado in situ. A continuación, se entiende que hidróxido de aluminio significa ortohidróxido de aluminio (por ejemplo, gibbsita, bayerita, nordstrandita, hidrargilita) y metahidróxido de aluminio (por ejemplo, boehmita, diásporo). Las partículas de hidróxido de aluminio precipitadas forman partículas discretas o aglomerados de partículas y actúan como soportes para las partículas de pigmento o como espaciadores (extensores). Las partículas de material compuesto de acuerdo con la invención se caracterizan además por el hecho de que existe una fuerte unión entre las partículas de soporte o extensoras y las partículas de pigmento, que solo se pueden separar con dificultad en el procesamiento adicional habitual por parte del usuario, como por ejemplo, durante la dispersión en un disolvedor o en un dispersor en línea. Por tanto, el pigmento compuesto de acuerdo con la invención se diferencia de las mezclas de pigmentos y extensores conocidas.
Por partículas de pigmento inorgánico en el contexto de la invención, se entienden partículas en el intervalo de tamaño de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 1 pm. En principio, como pigmento se toman en consideración básicamente los pigmentos inorgánicos tales como el dióxido de titanio, el óxido de hierro, el óxido de zinc, el sulfuro de zinc, los pigmentos de cromo y los sulfuros. El dióxido de titanio es particularmente adecuado. En principio, se pueden utilizar partículas de pigmento de dióxido de titanio tratadas superficialmente o sin tratar. Preferiblemente se utilizan partículas de material de base de dióxido de titanio sin tratar, en particular partículas de material de base de dióxido de titanio procedentes del proceso de cloruro. Las partículas de pigmento de dióxido de titanio se pueden dopar, preferiblemente con aluminio. Es particularmente ventajoso desde el punto de vista económico, utilizar partículas con material de base de dióxido de titanio, no molidas con arena, ni descloradas, producidas por el proceso de cloruro. Alternativamente, también es posible usar partículas de material de base de dióxido de titanio, descloradas y molidas con arena, procedentes del proceso de cloruro o partículas de material de base de dióxido de titanio molidas con arena, procedentes del proceso de sulfato.
Preferiblemente, las partículas de hidróxido de aluminio son predominantemente cristalinas, en particular cristalinas. En una realización particular, tienen un tamaño de partícula de al menos 0,05 pm, preferiblemente de al menos 0,5 pm y en particular de al menos 1,0 pm. Las partículas son tanto partículas primarias como aglomerados de partículas. Las partículas compuestas de acuerdo con la invención contienen al menos un 20% en peso, en particular al menos un 40% en peso de hidróxido de aluminio. El contenido en pigmento de las partículas compuestas es preferiblemente del 20 al 80% en peso.
En una realización particular de la invención, el pigmento compuesto contiene adicionalmente al menos otra carga inorgánica y/o al menos una carga orgánica. La carga inorgánica se puede seleccionar a partir del grupo de silicatos naturales y sintéticos (por ejemplo, talco, caolín, mica, mullita, cuarzo, geles de sílice, sílice precipitada, sílice pirógena, dióxido de silicio, dióxido de silicio tratado superficialmente), carbonatos (por ejemplo, carbonato de calcio o de magnesio natural o precipitado, dolomita), sulfatos (por ejemplo, sulfato de calcio y de bario natural o precipitado), óxidos/hidróxidos (por ejemplo, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, óxido de magnesio), minerales naturales, tales como polvo de basalto y de piedra pómez, perlita y otros materiales de carga conocidos por la persona experta en la técnica (por ejemplo, wollastonita, feldespato, mica, cargas fibrosas, polvo de vidrio, etc.). Se prefieren particularmente dolomita, huntita, magnesita e hidromagnesita. La carga adicional tiene preferiblemente un tamaño de partícula de aproximadamente 0,1 a 30 gm, en particular de aproximadamente 1 a 10 gm. La carga adicional puede estar contenida en una cantidad del 10 al 60% en peso, preferiblemente del 20 al 50% en peso.
Las partículas de pigmento compuesto de acuerdo con la invención contienen el pigmento en forma idealmente dispersa y, por tanto, conducen a un aumento de la eficacia de la dispersión de la luz del pigmento inorgánico, en particular del pigmento de dióxido de titanio, en el sistema del usuario. De esta forma, se puede ahorrar la parte del pigmento que normalmente no se dispersa idealmente en el sistema del usuario, sino que está "floculada". Las partículas de pigmento compuesto conducen a un mejor poder de cobertura en el sistema del usuario con la misma cantidad de pigmento, o permiten una reducción en el contenido de pigmento en el sistema del usuario con un poder de cobertura que permanece constante.
Las partículas de pigmento compuesto de acuerdo con la invención se preparan mediante precipitación in situ de hidróxido de aluminio en una suspensión acuosa de partículas de pigmento.
El procedimiento de acuerdo con la invención para la preparación de partículas de pigmento compuesto que contienen hidróxido de aluminio que tienen un contenido en hidróxido de aluminio de al menos el 20% en peso, preferiblemente al menos el 40% en peso, se basa en una solución alcalina de aluminato de sodio con un valor del pH de al menos 12. Cualquier ajuste necesario del pH se realiza preferiblemente con una solución de hidróxido de sodio.
En una realización particular de la invención, la solución de aluminato de sodio es un residuo industrial, por ejemplo, procedente de la industria de procesamiento de aluminio. Las soluciones de aluminato de sodio procedentes de la industria de procesamiento de aluminio suelen tener una concentración de aproximadamente 200 g/L. Si ese residuo contiene impurezas de colorante y el objetivo es precipitar hidróxido de aluminio blanco puro, es conveniente eliminar en gran medida las impurezas de colorante mediante una precipitación previa. La precipitación previa se inicia reduciendo el valor del pH. La experiencia ha mostrado que a temperatura ambiente (hasta aproximadamente 30°C) y un valor de pH de aproximadamente 12, precipita una pequeña proporción de las sustancias disueltas. El producto de solubilidad depende tanto del valor del pH, como de la temperatura y la presión. Para precipitaciones a otras temperaturas, el valor del pH cambia en consecuencia. El valor del pH se reduce preferiblemente mediante una adición de ácido clorhídrico o un compuesto de aluminio ácido (por ejemplo, sulfato de aluminio). Después de un tiempo de permanencia de aproximadamente 1 a 8 horas, se forma un precipitado ligeramente coloreado y una solución sobrenadante transparente, incolora (aluminato de sodio). De acuerdo con la invención, el contenido en aluminio de la solución se ajusta a continuación a aproximadamente 250 g/L a 400 g/L, por ejemplo, añadiendo una cantidad apropiada de aluminato de sodio.
De acuerdo con la invención, las partículas de pigmento inorgánico se añaden luego a la solución de aluminato de sodio. Por partículas de pigmento inorgánico en el contexto de la invención se entienden partículas en el intervalo de tamaño de aproximadamente 100 nm a aproximadamente 1 gm. En principio, como pigmento entran en consideración pigmentos inorgánicos, tales como el dióxido de titanio, el óxido de hierro, el óxido de zinc, el sulfuro de zinc, los pigmentos de cromo y los sulfuros. El dióxido de titanio es particularmente adecuado. Las partículas de pigmento de dióxido de titanio pueden tener la superficie tratada o sin tratar, por ejemplo, pueden ser materiales de base de dióxido de titanio procedentes del proceso de sulfato o del proceso de cloruro. En particular, son adecuadas las partículas de material de base de dióxido de titanio molidas o sin moler, producidas por el proceso de cloruro. También son adecuadas las partículas de dióxido de titanio molidas con arena procedentes del proceso de sulfato.
A continuación, el valor del pH de la solución se reduce al intervalo entre <8 y >3, preferiblemente a un valor de pH de 6 a <8, y el hidróxido de aluminio precipita. La precipitación se puede iniciar añadiendo un componente ácido, tal como un ácido (por ejemplo, ácido clorhídrico) o añadiendo una sal de reacción ácida (por ejemplo, sulfato de aluminio). En una realización particular del procedimiento, se pueden emplear partículas de material de base de dióxido de titanio ácidas, sin desclorar.
En una realización especial del procedimiento, también se utilizan gérmenes de hidróxido de aluminio adicionales, en particular en una cantidad de 0,1 a 1,0% en peso.
La reacción de precipitación se puede llevar a cabo en una mezcladora estática o dinámica o en un tanque de agitación o un reactor con agitación a fondo, de diseño convencional.
El hidróxido de aluminio precipitado tiene forma de partícula y de modo preferible predominantemente cristalino, en particular cristalino. Las partículas son tanto partículas primarias como aglomerados de partículas. El experto en la materia sabe que el tamaño de partícula del hidrato de aluminio precipitado se puede controlar variando las condiciones de precipitación, tales como la temperatura, el perfil de valor del pH, la tasa de adición y mediante la adición de sustancias activas en la precipitación, tales como gérmenes de cristales, iones de magnesio o sustancias orgánicas. En una realización particular, las partículas tienen un tamaño de partícula de al menos 0,05 gm, preferiblemente de al menos 0,5 gm y en particular de al menos 1,0 gm.
En una realización preferida de la invención, la disminución del valor de pH va seguida de un tiempo de maduración que supera los tiempos de reposo correspondientes que se observan en el recubrimiento habitual de partículas de pigmento (dióxido de titanio) (por ejemplo, 30 minutos). De acuerdo con la invención, el tiempo de maduración es preferiblemente de al menos 1 hora, preferiblemente de al menos 2 horas. El tiempo de maduración permite que se desarrolle la estructura cristalina de las partículas de hidróxido de aluminio.
Las cantidades se ajustan de tal modo que las partículas de pigmento compuesto formadas contengan al menos un 20% en peso, en particular al menos un 40% en peso de hidróxido de aluminio. El contenido en TiÜ2 de las partículas de pigmento compuesto es preferiblemente del 20 al 80% en peso.
En una realización particular de la invención, a la suspensión se añade al menos otra carga inorgánica y/o al menos una orgánica. La carga inorgánica se puede seleccionar a partir del grupo de silicatos naturales y sintéticos (por ejemplo, talco, caolín, mica, mullita, cuarzo, geles de sílice, sílice precipitada, sílice pirógena, dióxido de silicio, dióxido de silicio tratado en la superficie), carbonatos (por ejemplo, carbonato de calcio o de magnesio natural o precipitado, dolomita), sulfatos (por ejemplo, sulfato de calcio y de bario natural o precipitado), óxidos/hidróxidos (por ejemplo, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, óxido de magnesio), minerales naturales, tales como polvo de basalto y de piedra pómez, perlita y otras cargas conocidas por la persona experta en la técnica (por ejemplo, wollastonita, feldespato, mica, cargas fibrosas, polvo de vidrio, etc.). Se prefieren particularmente dolomita, huntita, magnesita e hidromagnesita. La carga adicional tiene preferiblemente un tamaño de partícula de aproximadamente 0,1 a 30 gm, en particular de aproximadamente 1 a 10 gm. La carga adicional se puede añadir en una cantidad del 10 al 60% en peso, preferiblemente del 20 al 50% en peso con respecto a las partículas de pigmento compuesto.
Finalmente, las partículas de pigmento compuesto se separan de la suspensión, se lavan y se secan.
Dependiendo de la calidad deseada del producto preparado con las partículas de pigmento compuesto (recubrimiento, plástico, material laminado, etc.), se puede optimizar la eficacia del pigmento, en particular del dióxido de titanio. Mediante un ahorro de pigmento, logrado mediante un uso más eficaz en la partícula de pigmento compuesto, se produce una ventaja económica en comparación con el uso por separado de un extensor y un pigmento. El uso de partículas de pigmento compuesto preparadas de acuerdo con la invención en el sistema del usuario, permite un ahorro de pigmento de hasta un 30%, preferiblemente de un 15 a un 30%, por lo demás con las mismas propiedades ópticas. En particular, el pigmento compuesto se puede utilizar para reemplazar parcial o en un 100% el pigmento puro (por ejemplo, dióxido de titanio).
Una ventaja adicional es que el TiÜ2 ya está bien distribuido sobre las partículas de pigmento compuesto y, por lo tanto, se puede ahorrar la energía para la dispersión, por ejemplo, en un sistema de pinturas. En comparación con el pigmento puro, las partículas de pigmento compuesto más gruesas requieren menos energía de dispersión y de molienda y menos cantidades de dispersantes. Esto da como resultado una ventaja adicional para el fabricante de pinturas.
En otra realización adicional del procedimiento de acuerdo con la invención, las partículas de pigmento compuesto de acuerdo con la invención se pueden tratar con compuestos inorgánicos tales como SiÜ2 , ALO3 o fosfato, tal y como se utilizan habitualmente en la preparación de pigmentos de dióxido de titanio. Los compuestos y procedimientos correspondientes son conocidos por el experto en la técnica.
En una realización particular del procedimiento de acuerdo con la invención, se pueden añadir adicionalmente aditivos orgánicos, preferentemente en una cantidad del 0,05 al 30% en peso, preferentemente del 0,5 al 10% en peso referido a la mezcla de pigmento-extensor. Los aditivos orgánicos se pueden añadir tanto en forma sólida como líquida. Como aditivos orgánicos son adecuados, por un lado, los aditivos disponibles comercialmente similares a la cera, con o sin una funcionalización química adicional. Por otro lado, son adecuados los aditivos dispersantes conocidos u otros agentes auxiliares habituales en la tecnología de la pintura, por ejemplo, para reología, antiespumantes, humectantes, etc.
Las partículas de pigmento compuesto de acuerdo con la invención son adecuadas para el uso en recubrimientos, plásticos, papel y material laminado.
Ejemplos
La invención se describe con más detalle con la ayuda de los siguientes ejemplos, sin limitar por ello el alcance de la invención.
Ejemplo 1
En una suspensión acuosa de 250 g de partículas de pigmento de dióxido de titanio sin tratar (material de base) en 500 mL de agua con un valor de pH de aproximadamente 10, se añaden agitando vigorosamente 250 g de ALO3 en forma de una solución acuosa de aluminato de sodio (concentración 295 g/L). El valor del pH se elevó de 12 a 13. A continuación, la precipitación con hidróxido de aluminio se llevó a cabo reduciendo el valor del pH, añadiendo gradualmente HCl al 25% durante un período de tiempo de 8 horas. Al final, se alcanzó un valor de pH de 6 a 8. A esto siguió una maduración durante varias horas. A continuación, el material sólido se lavó con agua desionizada sobre un filtro de succión, se separó y se secó en un horno de laboratorio a 1052C durante 16 horas. Las partículas compuestas producidas contenían 50% en peso de dióxido de titanio y 50% en peso de hidróxido de aluminio. Las partículas compuestas se examinaron bajo un microscopio electrónico de barrido (Figuras 1, 2). Esencialmente comprenden de grandes cristales de hidróxido de aluminio o aglomerados de esos cristales, sobre cuya superficie se fijan partículas de dióxido de titanio.
Las partículas de pigmento compuesto se incorporaron a continuación en una pintura de dispersión interior (pintura de prueba) con la formulación proporcionada en la Tabla 1, en donde el pigmento de TiÜ2 KRONOS 2310 fue reemplazado parcialmente por las partículas de pigmento compuesto de acuerdo con el Ejemplo 1, de modo que el contenido neto en pigmento de TiO2 se redujo en un 10% en peso (Ejemplo 1-1), o en un 20% en peso (Ejemplo 1-2), o en un 30% en peso (Ejemplo 1-3), referido en cada caso al pigmento de TiO2. La concentración del volumen de pigmento (CVP) de la pintura de prueba era del 78%.
Como Ejemplo comparativo 1, la pintura de prueba se preparó solo con pigmento de TiO2 comercial KRONOS 2076 (pigmento universal con poco tratamiento posterior) y como Ejemplo comparativo 2, la pintura de prueba se preparó solo con pigmento de TiO2 comercial KRONOS 2310 (pigmento de alta calidad, optimizado para aplicaciones de pintura), cada uno preparado sin partículas de pigmento compuesto.
Tabla 1: Formulación de la pintura de dispersión blanca para interior (pintura de prueba)
Agua 17,75 % en peso Calgon N neu (agente dispersante) 0,05 % en peso
Dispex N 40 (agente dispersante) 0,30 % en peso
Agitan 315 (antiespumante) 0,20 % en peso
Acticid MBS (alguicida/fungicida) 0,40 % en peso
Pigmento de TiO2 (KRONOS 2310) 22,00 % en peso Steamat (carga) 7,00 % en peso
Socal P2 (carga) 2,00 % en peso
Omyacarb 2-GU (carga) 11,80 % en peso Omyacarb 5-GU (carga) 15,50 % en peso Celite 281 SS (carga) 2,00 % en peso
Pasta de tilosa (al 3%) 10,00 % en peso Mowilith LDM 1871 (aglutinante) 11,00 % en peso
La pintura de prueba se sometió a ensayo para estudiar la relación de contraste (RC) y la capacidad de blanqueo (CB). Los resultados de la medición se resumen en la Tabla 2.
Tabla 2: Pintura de dispersión blanca para interior
Relación de Capacidad de blanqueo Contenido neto en pigmento de TiO2 contraste (CB) [% en peso]
(media 80-125 gm) (estandarizada)
Ejemplo 1-1 96,9 103 19,8
Ejemplo 1-2 96,8 101 18,7
Ejemplo 1-3 96,7 98 17,6
Ejemplo comparativo 1 95,5 94 22,0
Ejemplo comparativo 2 96,7 100 22,0
Métodos de prueba
Para determinar la relación de contraste, la pintura de dispersión blanca para interior (pintura de prueba) preparada según la formulación especificada, se aplicó sobre tarjetas de contraste Morest con rasquetas acanaladas (80-125 gm) mediante un aplicador de película automático a una velocidad de 12,5 mm/s. A continuación, los valores de color Y sobre fondo negro (Y(negro)) e Y sobre fondo blanco (Y(blanco)) se midieron cada uno tres veces con el espectrofotómetro Colorview. La relación de contraste se calculó utilizando la siguiente fórmula:
RC [%] = Y (negro) / Y (blanco) x 100
Para determinar la capacidad de blanqueo (CB), se mezclaron 50 g de la pintura de prueba preparada de acuerdo con la formulación especificada, con 0,5 g de pasta negra Colanyl Schwarz PR 130 y se aplicaron sobre las tarjetas de contraste Morest, con una rasqueta (profundidad del acanalado 100 gm). Los valores de reflectancia de la capa se midieron con un Colorview Byk-Gardner. Los valores de CB obtenidos a partir de los mismos, se refieren al estándar en el Ejemplo comparativo 2.
Conclusión
El uso de partículas de pigmento compuesto de acuerdo con la invención, a base de hidróxido de aluminio y pigmento de dióxido de titanio, por ejemplo, en pinturas, permite ahorrar en pigmento con poca o ninguna pérdida de las propiedades ópticas, dependiendo de la combinación seleccionada. Alternativamente, en caso de que el contenido en pigmento siga siendo el mismo, se pueden alcanzar valores mejores, en particular en la capacidad de blanqueo.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para preparar partículas de pigmento compuesto que contienen hidróxido de aluminio que presentan un contenido en hidróxido de aluminio de al menos el 20% en peso, preferiblemente de al menos el 40% en peso, en donde se proporciona una solución acuosa alcalina de aluminato de sodio con un valor de pH de al menos 12, posteriormente se añaden partículas de pigmento inorgánico y el valor del pH de la solución se reduce a dentro del intervalo de <8 a >3, de modo que el hidróxido de aluminio en partículas precipita y se forman partículas de pigmento compuesto que contienen hidróxido de aluminio, y las partículas compuestas finalmente se separan.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que
las partículas de pigmento inorgánico son partículas de dióxido de titanio.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que
la solución acuosa de aluminato de sodio es al menos parcialmente un residuo industrial.
4. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que
se añade al menos otro material sólido inorgánico y/u orgánico.
5. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que
las partículas de pigmento compuesto se tratan finalmente con ácido fosfórico, silicato de sodio y/o una sal de aluminio.
6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que
después de la disminución del valor de pH viene a continuación un período de maduración de al menos 1 hora, preferiblemente de al menos 2 horas.
7. Partículas de pigmento compuesto que se pueden obtener mediante el procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Uso de las partículas de pigmento compuesto según la reivindicación 7, en recubrimientos, plásticos, papel y material laminado.
ES16708081T 2015-03-10 2016-03-02 Pigmentos compuestos que contienen hidróxido de aluminio y procedimiento para su preparación Active ES2848113T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015002946.0A DE102015002946A1 (de) 2015-03-10 2015-03-10 Aluminiumhydroxid-haltige Kompositpigmente und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP15001123.7A EP3081602A1 (de) 2015-04-17 2015-04-17 Aluminiumhydroxid-haltige kompositpigmente und verfahren zu ihrer herstellung
PCT/EP2016/000364 WO2016142042A1 (de) 2015-03-10 2016-03-02 Aluminiumhydroxid-haltige kompositpigmente und verfahren zu ihrer herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2848113T3 true ES2848113T3 (es) 2021-08-05

Family

ID=55456745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16708081T Active ES2848113T3 (es) 2015-03-10 2016-03-02 Pigmentos compuestos que contienen hidróxido de aluminio y procedimiento para su preparación

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10662335B2 (es)
EP (1) EP3268437B1 (es)
JP (1) JP6732781B2 (es)
KR (1) KR20170126998A (es)
CN (1) CN107250288A (es)
AU (1) AU2016228408B2 (es)
BR (1) BR112017016204B1 (es)
ES (1) ES2848113T3 (es)
MX (1) MX2017010794A (es)
RU (1) RU2703633C2 (es)
SA (1) SA517382178B1 (es)
WO (1) WO2016142042A1 (es)
ZA (1) ZA201705057B (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665513C1 (ru) * 2017-06-20 2018-08-30 Общество с ограниченной ответственностью "ПИГМЕНТ-ФМ" Способ получения агломератов частиц пигмента белого цвета
FI20176090A1 (fi) * 2017-12-05 2019-06-06 Keusik Oy Pigmenttikoostumus
FI20176092A1 (fi) * 2017-12-05 2019-06-06 Keusik Oy Komposiittipigmenttikoostumus
EP4227370A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-16 Kronos International, Inc. Color-neutral rutile pigment particle
CN116496576B (zh) * 2023-04-23 2024-11-26 江苏思可达塑业有限公司 一种抗老化阻燃型聚丙烯材料及其制备方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3409454A (en) * 1965-03-31 1968-11-05 Du Pont Alumina coated tio2 pigments
FR1489775A (fr) * 1966-06-01 1967-07-28 Pechiney Prod Chimiques Sa Procédé d'épuration des liqueurs d'aluminate de sodium
US3528838A (en) 1967-07-24 1970-09-15 Du Pont Composite pigment and preparation thereof
BE795642A (fr) * 1972-02-19 1973-06-18 Kronos Titan Gmbh Procede de preparation d'un dioxyde de titane pigmentaire post-traite
JPS5228499A (en) * 1975-08-29 1977-03-03 Toyo Pulp Kk Purifying method for bauxite
CA1304995C (en) * 1988-04-15 1992-07-14 John R. Brand Process for producing durable titanium dioxide pigments
US5385960A (en) * 1991-12-03 1995-01-31 Rohm And Haas Company Process for controlling adsorption of polymeric latex on titanium dioxide
US5203916A (en) * 1992-04-10 1993-04-20 Kerr-Mcgee Chemical Corporation Titanium dioxide pigment and method of preparation
EP0661042A2 (en) * 1993-12-28 1995-07-05 Shiseido Company Limited Cosmetic composition containing an organofluorinated silicone resin
US5650002A (en) 1995-11-13 1997-07-22 E. I. Du Pont De Nemours And Company TiO2 light scattering efficiency when incorporated in coatings
BR9707928A (pt) 1996-03-04 2000-01-04 Fp Pigments Oy Partìculas de pigmento revestido com carbonato de cálcio precipitado e um processo para sua preparação
FR2773167A1 (fr) 1997-12-30 1999-07-02 Rhodia Chimie Sa Procede de preparation de flocs mineraux mixtes a base de tio2, composition a base de tio2 et de sio2 et son utilisation a titre d'agent opacifiant notamment en industrie papetiere
AU4861499A (en) 1998-07-07 2000-01-24 J.M. Huber Corporation Composite pigments having enhanced light scattering ability
JP2001002417A (ja) * 1999-04-21 2001-01-09 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd 表面処理された酸化チタン微粒子
JP2001302942A (ja) * 2000-02-14 2001-10-31 Miyoshi Kasei Kk 新規複合粉体及びこれを配合した化粧料
JP4145496B2 (ja) * 2000-08-31 2008-09-03 三好化成株式会社 新規複合粉体及びこれを配合した化粧料
DE10057294C5 (de) 2000-11-17 2005-06-30 Technocell Dekor Gmbh & Co. Kg Dekorrohpapier mit hoher Opazität, sowie Dekorpapier oder Dekorfolie
EP1541638A4 (en) * 2002-08-07 2010-06-16 Ishihara Sangyo Kaisha Titanium dioxide pigment, its preparation and its use as an adjunct to a resin composition
CN100589876C (zh) * 2005-10-19 2010-02-17 中国石油化工股份有限公司 一种含钛氢氧化铝及其制备方法
DE102006012564B4 (de) 2006-03-16 2008-11-06 Kronos International, Inc. Mit Mikrohohlkugeln beschichtetes Titandioxid-Pigment und Verfahren zur Herstellung
JP4791888B2 (ja) * 2006-05-31 2011-10-12 花王株式会社 油中水型乳化化粧料
DE102007040641A1 (de) * 2006-08-25 2008-03-13 Sachtleben Chemie Gmbh Anorganisch oberflächenmodifizierte ultrafeine Partikel
ES2679120T3 (es) * 2006-08-25 2018-08-22 Venator Germany Gmbh Partículas ultrafinas modificadas en superficie de manera inorgánica
JP2012168377A (ja) * 2011-02-15 2012-09-06 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 紫外線遮蔽粒子、紫外線遮蔽ハードコート用樹脂組成物、紫外線遮蔽ハードコート膜、自動車用プラスチック製ヘッドレンズカバー
DE102013009635A1 (de) * 2012-06-28 2014-05-22 Kronos International, Inc. Titandioxid-haltige und Carbonat-haltige Kompositpigmente und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20140079745A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 U.S. Cosmetics Corporation Cosmetic compositions comprising powder containing aluminum hydroxide
ES2790978T3 (es) * 2012-11-13 2020-10-30 Chemours Co Fc Llc Pigmentos autodispersantes
EP2883917A1 (de) 2013-12-13 2015-06-17 Kronos International, Inc. Calciumphosphat-haltige Kompositpigmente und Verfahren zu ihrer Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
RU2703633C2 (ru) 2019-10-21
JP6732781B2 (ja) 2020-07-29
ZA201705057B (en) 2021-03-31
KR20170126998A (ko) 2017-11-20
US20160264786A1 (en) 2016-09-15
SA517382178B1 (ar) 2021-07-12
RU2017135926A (ru) 2019-04-10
BR112017016204B1 (pt) 2022-09-27
AU2016228408B2 (en) 2020-03-12
MX2017010794A (es) 2017-12-15
WO2016142042A1 (de) 2016-09-15
EP3268437A1 (de) 2018-01-17
EP3268437B1 (de) 2021-01-13
RU2017135926A3 (es) 2019-04-17
CN107250288A (zh) 2017-10-13
BR112017016204A2 (pt) 2018-03-27
AU2016228408A1 (en) 2017-10-12
JP2018515632A (ja) 2018-06-14
US10662335B2 (en) 2020-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105658731B (zh) 含磷酸钙的二氧化钛复合颜料及其制备方法
ES2848113T3 (es) Pigmentos compuestos que contienen hidróxido de aluminio y procedimiento para su preparación
ES2687980T3 (es) Pigmentos compuestos que contienen dióxido de titanio y carbonato y procedimiento para su producción
ES2600611T3 (es) Composición para recubrimiento que comprende partículas que comprenden carbonato de calcio submicrométrico, proceso para preparar la misma y uso de partículas que comprenden carbonato de calcio submicrométrico en composiciones para recubrimiento
JP2022082656A (ja) エフェクト顔料
ES2396002T3 (es) Fosfato de aluminio dihidrato como pigmento blanco en agentes de pintar
ES2940126T3 (es) Composición de pigmento de dióxido de titanio mezclable
ES2556602T3 (es) Partícula inorgánica tratada
TW201509814A (zh) α－氧化鋁薄片
AU2012226282B2 (en) Titanium dioxide pigments and manufacturing method
ES2277107T3 (es) Metodo de molienda de materiales inorganicos en particulas.
BRPI0615938A2 (pt) processo para preparar um material mineral moìdo, material mineral moìdo, e, uso de material mineral moìdo
ES2794001T3 (es) Procedimiento para el tratamiento de superficie de partículas inorgánicas
ES2879438T3 (es) Pigmento mineral en nanopartículas
JP2011246547A (ja) 表面被覆されたチタン酸バリウム粒子からなる白色顔料
EP2912224B1 (en) Cationic polyoxometalate-coated alumina trihydrate dispersants
HK1206769B (zh) 含二氧化钛及含碳酸盐的复合色素及其制造方法
EP3081602A1 (de) Aluminiumhydroxid-haltige kompositpigmente und verfahren zu ihrer herstellung
EP3377209A1 (en) Mineral dispersion