FI72738C - Belagt titandioxidpigment och foerfarande foer framstaellning av detsamma. - Google Patents

Description

1 72738 Päällystetty titaanidioksidipigmentti ja sen valmistusmenetelmä Tämä keksintö koskee parannettuja päällystettyjä titaanidiok-sidipigmenttejä ja menetelmää niiden valmistamiseksi.

Titaanidioksidipigmentit, erityisesti rutiilititaanidioksidi, ovat arvokkaita materiaaleja käytettäviksi monien erilaisten tuotteiden pigmentointiin mukaanluettuna maalit, joilla käytössä vaaditaan olevan korkea-asteinen nk. kestävyys valon vaikutuksesta tapahtuvan tuotteen hajoamisen vastustamisessa.

Tämän keksinnön mukaisesti on aikaansaatu kestävyydeltään parannettu titaanidioksidipigmentti, joka koostuu osasmaisesta rutiilititaanidioksidipigmenttiytimestä, joka on päällystetty oksidimuodossa olevalla piillä, zirkoniumilla ja aluminiumil-la, jolle titaanidioksidipigmentille on tunnusomaista, että osasmaisella ytimellä on sisäpäällyste, joka on tiivistä amorfista piidioksidia, jonka määrä on 2-12 paino-% ilmaistuna SiO^rna TiO^:n painosta, että sisäpäällysteen päällä on välipäällyste, joka on zirkoniumin kidevedellistä oksidia, jonka määrä on 0,5-5 paino-% ilmaistuna ZrO :na TiO :n 2 2 painosta, ja että välipäällysteen päällä on ulkopäällyste, joka on kidevedellistä aluminiumoksidia, jonka määrä on korkeintaan 6 paino-% ilmaistuna Al^o^ma TiO^:n painosta.

Keksintö koskee lisäksi menetelmää päällystetyn titaanidioksi-dipigmentin valmistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että osasmaiselle rutiilititaanidioksidiytimelle kerrostetaan vesiliukoisen silikaatin vesiliuoksesta pH-arvossa yli 8 sisäpäällyste, joka on tiivistä, amorfista piidioksidia, jonka määrä on 2-12 paino-% ilmaistuna SiO :na 2

TiO^m painosta, että sisäpäällystettä käsitellään siten, että sen päälle muodostuu välipäällyste, joka on zirkoniumin kidevedellistä oksidia, jonka määrä on 0,5-5 paino-% ilmais- 2 72738 tuna ZrO :na TiO :n painosta, ja että kidevedellistä alu-2 2 miniumcksidia kerrostetaan mainitulle pigmentille mainitun zirkoniumin kidevedellisen oksidin kerrostuksen jälkeen korkeintaan 6 paino-%:n määrä ilmaistuna AI o :na TiO :n 2 3 2 painosta, vesiliukoisesta aluminiumyhdisteestä.

Tämä keksintö kohdistuu pigmenttiin, jolla on parannettu va-lokemiallisen hajoamisen kestoisuus, ts. pigmenttiin, jolla on parannettu kestävyys. Rutiilititaanidioksidipigmentin ytimen päällystäminen tiiviillä amorfisella piidioksidisisä-päällysteellä ja sitten zirkoniumin kidevedellisen oksidin kerroksella parantaa pigmentin kestävyyttä kertoimella, joka on odottamaton titaanidioksidipigmenttien ominaisuuksiin perehtyneille henkilöille.

Kidevedellisen alumiinioksidin muodostaman ulkokerroksen aikaansaamisen on havaittu olevan edullista parannettaessa yhteenliittämistä ja pigmenttiominaisuuksia maaleissa tietyissä tapauksissa, erityisesti, kun zirkoniumin kidevedellisen oksidin määrä on pieni.

Valitut ydinhiukkaset muodostetaan joko "sulfaatti"-prosessilla (jossa tuote on kalsinoitu) tai edullisesti "kloridi-prosessilla titaanidioksidipigmenttien valmistamiseksi, jota prosessia käytetään siten, että tuotetaan pigmenttikokoa oleva tuote, jossa pääosa titaanidioksidista on rutiilimuun-nosta. Tavallisesti vähintään 95 paino-% titaanidioksidista on rutiilia ja edullisesti vähintään 97 % on rutiilimuunnosta. "Kloridi"-prosessiin liittyy titaanihalidin höyryfaasihape-tus, jolla tuotetaan suoraan pigmenttititaanidioksidia (josta usein käytetään nimitystä pyrogeeninen titaanidioksidi).

Jotkut ydinmateriaalit, jotka on valmistettu "kloridi-prosessilla, ovat sekoitettaessa itsedispergoituvia veteen, kun taas toiset dispergoituvat helpommin sekoitettaessa disper-gointiaineen läsnäollessa samoin kuin "sulfaatti-prosessilla 3 72738 valmistetut ydinmateriaalit. Sopivia dispergointiaineita ovat epäorgaaniset ja orgaaniset yhdisteet, "kuten alkalimetallisi-likaatit, esim. natriumsilikaatti, fosfaatit, kuten "heksameta-fosfaatit ja amiinit, kuten monoisopropyyliamiini.

Ydinmateriaalin vesidispersiota tai lietettä voidaan jauhaa ennen tiiviin amorfisen piidioksidin kerrostamista. Jauhaminen voidaan suorittaa millä tahansa sopivalla märkä jauhatus-prosessilla, kuten helmimyllyssä, mutta on edullista jauhaa vesidispersio hiekkamyllyssä. Tavallisesti vesidispersion jauhatus suoritetaan vain niissä tapauksissa, joissa ydinmateriaalia ei ole jauhettu aikaisemmin, mutta näin ei välttämättä tarvitse olla asian laita.

Tiivis amorfinen piidioksidipäällyste on oleellisesti huokos-vapaa ja jatkuva hiukkasen päällä. Tiivis amorfinen piidioksidipäällyste muodostetaan liukoisen silikaatin liuoksesta, jonka pH on yli 8, edullisimmin välillä 9-11.

Tiiviin piidioksidin kerrostuminen aiheutuu siitä, että lisätään liukoisen silikaatin alkaliseen liuokseen mineraalihap-poa, kuten rikkihappoa, joka hydrolysoi liuoksessa olevan silikaatin kidevedelliseksi amorfiseksi piidioksidiksi. Esimerkiksi liukoisen silikaatin liuokseen voidaan sekoittaa pig-menttititaanidioksidin ydinhiukkasten alkalista lietettä tai dispersiota ja hapottaa sitten hitaasti tiiviin amorfisen piidioksidin kerrostamiseksi.

Vaihtoehtoisesti titaanidioksidin ydinhiukkasten lietteeseen tai dispersioon voidaan lisätä vesiliukoisen silikaatin alkalista liuosta ja samanaikaisesti mineraalihappoa lietteen pH-arvon pitämiseksi yli 8, esim. välillä 9-10,5 vaaditun tiiviin piidioksidipäällysteen muodostamiseksi ja kerrostamiseksi.

4 72738

O

Yleensä lietteen lämpötila pidetään välillä 60-100 C ja o edullisesti välillä 70-90 C tiiviin piidioksidin kerrostuk-sen aikana ja lietettä sekoitetaan tehokkaan päällystyksen ylläpitämiseksi.

Mitä tahansa vesiliukoista silikaattia voidaan käyttää tiiviin amorfisen piidioksidin lähteenä, vaikka on edullista käyttää alkalimetallisilikaattia. Erityisen hyödyllisiä ovat natrium- ja kaliumsilikaatit.

Sen jälkeen kun ydinmateriaali on päällystetty tiiviillä amorfisella piidioksidilla, päällystetty ydin päällystetään zirkoniumin kidevedellisellä oksidilla ja tavallisesti tämä suoritetaan vesidispersiossa lisäämällä dispersioon sopivaa vesiliukoista zirkoniumyhdistettä, joka reagoidessaan hapon tai alkalin kanssa kerrostaa vaadittua kidevedellistä zirko-niumoksidia. Vaikka tämän keksinnön tarkoituksiin esitetään, että ydinmateriaalin päällä on zirkoniumin kidevedellisen oksidin välikerros tiiviin amorfisen piidioksidin kerroksen pinnalla, on selvästi ymmärrettävä, että tämä sisältää nekin tuotteet, joissa zirkoniumin kidevedellinen oksidi on liittynyt päällystettyyn ydinmateriaaliin eikä sen tarvitse välttämättä ympäröidä koko sisäpäällystettä.

Tyypillisiä happamia zirkoniumyhdisteitä, joita voidaan käyttää tässä keksinnössä, ovat zirkoniumin mineraalihapposuolat, kuten rikki- ja typpihappojen suolat, zirkoniumsulfaatin ollessa edullisin lähde. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää ammonium- tai alkalimetallizirkoniumsuoloja, kuten ammoniumzirko-niumkarbonaattia.

Kidevedellisen alumiinioksidin ulkokerros muodostetaan zirkoniumin kidevedellisen oksidin välikerroksen päälle. On ymmärrettävä, että vaikka käytetään nimitystä kidevedellisen alumiinioksidin kerros, tämän kidevedellisen oksidin ei välttämättä tarvitse olla päällysteen muodossa, vaan se sisältää 5 72738 tapauksen, jssa kidevedellinen oksidi on liittynyt pigmenttiin .

Kidevedellinen alumiinioksidi kerrostetaan mistä takansa sopivasta vesiliukoisesta lähteestä, kuten mineraalihappojen happamista alumiinisuoloista, esim. alumiinisulfaatista ja alumiininitraatista tai alkalimetallialuminaatista, kuten natriumaluminaatista.

Tavallisesti kerrostus happamasta alumiiniyhdisteestä toteutetaan aikalisissä väliaineissa, esim. lisäämällä alkalia alumiiniyhdistettä sisältävän vesisuspensioon, mutta haluttaessa alumiiniyhdise ja alkali voidaan lisätä samanaikaisesti käsiteltävään suspensioon. Alkalisen alumiiniyhdisteen hapotus kerrostaa kidevedellistä alumiinioksidia ja tässä menettelyssä voidaan käyttää alkalisen alumiiniyhdisteen ja mi-neraalihapon, kuten rikkihapon samanaikaista lisäystä.

Tiiviin amorfisen piidioksidin määrä on 2-12 paino-% TiO ; sta ilmaistuna SiO^tna. Edullisimpia ovat pigmentit, jotka sisältävät tiivistä amorfista piidioksidia 4-8 paino-%:n määrät SiO -na TiC) :sta.

2 2 Tämän keksinnön pigmentti on varustettu zirkoniumin kidevedellisen oksidin välikerroksella, jonka määrä on 0,5-5 paino-%

ZrO :na TiO :sta. Erityisen edulliset määrät zirkoniumin 2 2 kidevedellistä oksidia ovat 1-4 paino-% ZrO :na TiO :sta.

2 2

Kidevedellisen alumiinioksidin ulkokerrosta voi olla läsnä jopa 6 painoprosentin määrä Al^o^ma TiO^ista ja edullisesti kidevedellistä alumiinioksidia on läsnä 1-3 paino-% (ilmaistuna AI O :na).

2 3 Tämän keksinnön pigmenttien valmitukseen käyttökelpoisten eri reagenssien määrät ovat pigmenttien päällystykseen perehty- 6 72738 neiden henkilöiden helposti määrättävissä samoin kuin käytettyjen eri liuosten väkevyydet.

Päällystysprosessin päätyttyä tuote voidaan suodattaa, pestä ja kuivata. Haluttaessa tuote voidaan jauhaa neste-energiamyl-lyssa ennen pakkausta myyntiä varten. Vaihtoehtoisesti tuote voidaan myydä erittäin väkevänä lietteenä tai pastana.

Keksinnön tuotetta voidaan käyttää pigmentoimaan suuri joukko materiaaleja, erityisesti niitä, jotka on määrä saattaa alttiiksi mahdolliselle valohajoamiselle. Näitä pigmenttejä sisältävillä maaleilla on paljon parantunut kestävyys verrattuna niihin, jotka sisältävät pigmenttejä, jotka on päällystetty tiiviillä piidioksidilla ilman zirkoniumin oksidin tai kidevedellisen oksidin kerrosta, ja myös verrattuna niihin, jotka sisältävät pigmenttejä, jotka on 7 72738 päällystetty zirkoniumin oksidilla tai kidevedellisellä oksidilla ja joissa ei ole tiivistä piidioksidia.

Seuraavat esimerkit kuvaavat keksintöä.

Esimerkki 1

Rutiilititaanidioksidin reaktorin poistovirtaa, joka oli saatu titaanitetrakloridin höyryfaasihapetuksella pienen alumiinikloridimäärän (2 paino-% A^O^na reaktorin pois-tovirrassa) läsnäollessa, sekoitettiin veden kanssa vesi-dispersion saamiseksi, joka sisälsi 400 g/1 pigmenttiä. Dispersio seulottiin kooltaan yli 45 ^um:n hiukkasten poistamiseksi.

Osa dispersiosta, joka sisälsi 1200 g pigmenttiä laimennettiin 220 g/1 pigmenttiä sisältäväksi ja lämpötila nostettiin 70°C:een. Dispersion pH oli 3,7.

Tietty määrä (25 ml) natriumhydroksidin vesiliuosta, joka sisälsi 110 g/1 NaOH, lisättiin sitten vesidispersioon pH:n nostamiseksi arvoon 9,4.

Sekoitettuun vesidispersioon lisättiin sitten natriumsilikaa-tin vesiliuosta (318 ml), joka sisälsi 166 g/1 vastaavan määrän Si02, samanaikaisesti 110 ml:n määrän kanssa 10 %:sta tilavuus/tilavuus rikkihappoa. Samanaikainen lisäys saatettiin päätökseen 90 minuutin aikana ja pH pidettiin arvossa 9,4 tänä aikana. Vesidispersiota sekoitettiin sitten vielä 30 minuuttia samalla, kun sitä pidettiin 70°C:ssa.

Sekoitetun vesidispersion lämmitys lopetettiin sitten ja tietty määrä (20 ml) rikkihappoa lisättiin, pH:n laskemiseksi arvoon 7,5 30 minuutin aikana.

Vesidispersio jäähdytettiin sitten 50°C:een ja zirkonium-ortosulfaatin vesiliuos, joka sisälsi 286 g/1 vastaavan 8 72738 määrän Zr02:a, lisättiin pH:n laskemiseksi arvoon 5f0 ja lisäys jatkui samanaikaisesti natriumhydroksidiliuoksen lisämäärän (145 ml) kanssa sekoitettuun vesidispersioon dispersion pH:n pitämiseksi arvossa 5 samanaikaisen lisäyksen aikana. Lisätty zirkoniumortosulfaattiliuoksen kokonaismäärä oli 46 ml 15 minuutin kokonaisaikana. Sekoitusta jatkettiin vielä 10 minuuttia lisäyksen päätyttyä.

Sekoitettuun vesidispersioon lisättiin natriumaluminaatin alkalista liuosta, joka sisälsi 89,3 g/1 vastaavan määrän AI2O3 ja 218 g/1 NaOH, kunnes pH saavutti arvon 10-10,5 ja sitten samanaikaisesti rikkihapon lisämäärän (345 ml) kanssa tämän pH-arvon ylläpitämiseksi. Lisäyksen ja vielä 45 minuutin sekoituksen jälkeen pH:n havaittiin olevan 10,7. Lisätty natriumaluminaattiliuoksen kokonaismäärä oli 296 ml 20 minuutin kokonaisaikana.

Sekoitetun vesidispersion pH säädettiin sitten arvoon 6,5 30 minuutin aikana lisäämällä lisämäärä (75 ml) rikkihappoa. Sekoitusta jatkettiin 30 minuuttia hapon lisäyksen jälkeen.

Vesidispersio suodatettiin sitten käsitellyn pigmentin saamiseksi, joka sitten pestiin, käsiteltiin trimetylolipropaa-nilla (0,4 paino-% päällystämättömän pigmentin painosta) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamyllyssä.

Analyysissä saatu pigmentti sisälsi piidioksidia 3,85 paino-%:n määrän ilmaistuna Si02:na, 1,08 paino-% ZrC>2 ja 4,68 paino-% A12C>2 kaikki laskettuna valmiin pigmentin painosta.

Esimerkki 2

Esimerkissä 1 kuvattu koe toistettiin aina 10 %:sen tila-vuus/tilavuus rikkihapon lisäykseen asti pH:n alentamiseksi arvoon 7,5 ja vesidispersion jäähdytykseen 50°C:een.

Tiiviillä amorfisella piidioksidilla käsitellyn pigmentin sekoitettuun vesidispersioon lisättiin liuos, joka oli 9 72738 •valmistettu sekoittamalla 46 ml:n määrä zirkoniumortosul-faatin liuosta, joka sisälsi 286 g/1 vastaavan määrän ZrC^/ ja 282 ml:n määrä alumiinisulfaatin liuosta, joka sisälsi 93,7 g/l vastaavan määrän A^O^. Lisäys suoritettiin 30 minuutin aikana ja kun tämä oli saatettu päätökseen, sekoitusta jatkettiin vielä 30 minuuttia, kun dispersion pH oli 1,9.

Liuos (190 ml), jossa oli 400 g/l NaOH, lisättiin sitten sekoitettuun dispersioon pH:n nostamiseksi arvoon 6,5 30 minuutin aikana. Sekoitusta jatkettiin vielä 30 minuuttia sen jälkeen, kun pH oli saavuttanut arvon 6,5.

Käsitelty pigmenttititaanidioksidi suodatettiin, pestiin, käsiteltiin trimetylolipropaanilla (0,4 paino-% päällystämättömästä pigmentistä) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamyllyssä.

Analyysissä saatu käsitelty pigmentti sisälsi piidioksidia 3,88 paino-%:n määrän SiC^na, zirkoniumoksidia 0,99 paino-%:n määrän ZrC^na ja alumiinioksidia 4,44 paino-% :n määrän A^O^rna laskettuna valmiin pigmentin painosta.

Esimerkki 3

Erä vesidispersiota, joka sisälsi 1200 g rutiilititaanidi-oksidipigmenttiä väkevyydellä 220 g/l, valmistettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla.

Vesidispersio lämmitettiin 70°C:een ja pH säädettiin arvoon 9,4 lisäämällä 30 ml natriumhydroksidiliuosta, jonka väkevyys oli 110 g/l.

Sekoitettuun liuokseen lisättiin sitten esimerkissä 1 kuvattua natriumsilikaatin vesiliuosta 318 ml:n määrä samanaikaisesti 115 ml:n lisämäärän kanssa 10 %:sta tilavuus/ti-lavuus rikkihappoa 90 minuutin aikana. pH pidettiin arvossa 9,4 tämän vaiheen aikana ja sen jälkeen, kun reagenssien 10 72738 lisäys oli saatu päätökseen, dispersiota sekoitettiin vielä 30 minuuttia.

Dispersion lämmitys lopetettiin ja 25 ml rikkihappoa lisättiin 30 minuutin aikana sekoitettuun dispersioon pH:n alentamiseksi arvoon 7,5.

Dispersio jäähdytettiin 50°C:een ja natriumaluminaattiliuos, joka sisälsi 89,3 g/1 vastaavan määrän AljO^a ja 218 g/1 NaOH, lisättiin pH:n nostamiseksi arvoon 10-10,5 ja sen jälkeen samanaikaisesti 345 ml:n kanssa 10 %:sta tilavuus/ tilavuus rikkihappoa pH:n pitämiseksi arvossa 10-10,5. Lisätty natriumaluminaatin kokonaismäärä oli 286 ml 20 minuutin kokonaisaikana. Kun lisäykset oli saatu päätökseen, dipersiota sekoitettiin vielä 45 minuuttia, jolloin pH oli 10,6 ennen kuin lisättiin 85 ml 10 %:sta tilavuus/ti-lavuus rikkihappoa pH:n alentamiseksi arvoon 6,5 30 minuutin aikana. Dispersiota sekoitettiin vielä 30 minuuttia hapon lisäyksen jälkeen.

Sen jälkeen käsitelty pigmentti suodatettiin, pestiin, käsiteltiin trimetylolipropaanilla (0,4 paino-% päällystämättömästä pigmentistä) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamvllyssä.

Analyysissä käsitelty pigmentti sisälsi piidioksidia 3,85 paino-%:n määrän ilmaistuna SiC^tna ja alumiinioksidia 4,52 paino-%:n määrän A^O^sna valmiin pigmentin painosta.

Tämä pigmentti oli tarkistuspigmentti.

Edellä olevissa esimerkeissä valmistetut pigmentit testattiin ko. pigmenttiä sisältävän maalin kestävyyssuhteen määräämiseksi.

Kestävyyssuhde mitattiin saattamalla akryyli/melamiiniform-aldehvdipolttomaali säänkestävyysmittariin ja määräämällä painohäviö määrätyin aikavälein. Samanlaiseen maaliin 11 72738 liitetty standardipigmentti saatettiin samanlaiseen altistukseen ja standardimaalin painehäviö määrättiin määrätyin aikavälein. Testattavana olevan maalin painohäviöt eri määrätyin aikavälein piirrettiin koordinaatistoon standardimaalin arvojen funktiona ja paras suora viiva vedettiin. Viivan jyrkkyys (kestävyyssuhde) määrättiin sen jälkeen.

Standardipigmentti, jota käytettiin standardimaalissa kes-tävyyssuhteen määräämiseen valittiin kaupallisesti saatavissa olevista pigmenteistä ja se oli sellainen, jolla katsottiin olevan hyvä kestävyys ja hyväksyttävä suorituskyky monissa sovellutuksissa. Pigmentti oli rutiilititaanidiok-sidi, joka oli valmistettu sulfaattiprosessilla ja joka oli päällystetty kidevedellisellä piidioksidilla, jonka määrä oli 1,3 paino-% Si02:na, alumiinin kidevedellisellä oksidilla, jonka määrä oli 2 paino-% A^O^tna ja titaanin kidevedellisellä oksidilla, jonka määrä oli 1,5 % TiC^na pigmentin painosta.

Mittausten tulokset esitetään seuraavassa taulukossa.

TAULUKKO 1

Pigmentti esimerkistä n:o Kestävyyssuhde 1 0,41 2 0,35 3 0,75

Yllä olevat tulokset osoittavat, että tämän keksinnön mukaisesti valmistetut pigmentit (esimerkki 1 ja esimerkki 2) ovat parempia kuin tarkistuksena käytetty pigmentti.

Esimerkki 4

Rutiilititaanidioksidin reaktorin poistovirta saatiin titaanitetrakloridin höyryhapetuksesta pienen alumiiniklo-ridimäärän läsnäollessa (1,4 paino-% A^O^rna reaktorin poistovirrassa). Reaktorin poistovirta (2200 g) lisättiin veden, natriumheksametafosfaatin ja NaOH:n (110 g/l) seokseen, joka sisälsi riittävästi komooncntteja saavuttamaan 12 72738 lopullisen lietteen pH-arvo 9-11, pigmenttiväkevvys 700 g/l ja 0,1 paino-% P2°5 reaktorin poistovirrasta laskettuna. Dispersiota hiekkajauhettiin 5140 ml :11a Ottowa-hiek-kaa nopeudella 2000 kierr/min 60 minuutin ajan. Hiekka poistettiin hiekkajauhetusta lietteestä käyttäen metalliverkkoa. Hiekaton liete suodatettiin sitten kaikkien kooltaan yli 45 yum:n hiukkasten poistamiseksi.

Erä dispersiota, joka sisälsi 1000 g pigmenttiä, laimennettiin 220 g/l pigmenttiä sisältäväksi ja lämpötila nostettiin 70°C:een. Dispersion pH säädettiin arvoon 9,4 alkali-lisävksellä .

Sekoitettuun vesidispersioon lisättiin sitten natriumsili-kaatin vesiliuosta (140 ml), joka sisälsi 143 g/l vastaavan määrän Si02:ta, samanaikaisesti 10 %:sen tilavuus/tilavuus rikkihapon kanssa, jonka määrä oli 30 ml. Samanaikainen lisäys saatiin päätökseen 45 minuutin aikana ja pH pidettiin arvossa 9,4 tänä aikana. Vesidispersiota sekoitettiin sitten vielä 30 minuuttia samalla, kun sitä pidettiin 70°C:ssa.

Sekoitetun vesidispersion lämmitys lopetettiin sitten ja tietty määrä rikkihappoa lisättiin pH:n alentamiseksi arvoon 7,5 30 minuutin aikana.

Vesidispersio jäähdytettiin sitten 50°C:een ja zirkonium-ortosulfaatin vesiliuos, joka sisälsi 268 g/l vastaavan määrän ZrC^, lisättiin pH:n laskemiseksi arvoon 5,0 ja lisäystä jatkettiin samanaikaisesti natriumhydroksidin vesi-liuoksen (120 ml) kanssa sekoitettuun vesidispersioon, dispersion pH:n pitämiseksi arvossa 5 samanaikaisen lisäyksen aikana. Lisätyn zirkoniumortosulfaattiliuoksen kokonaismäärä oli 41 ml 15 minuutin kokonaisaikana. Sekoitusta jatkettiin vielä 10 minuuttia lisäyksen päätyttyä.

Sekoitettuun vesidispersioon lisättiin sitten natriumalumi-naatin alkalista liuosta, joka sisälsi 93,5 g/], vastaavan 13 72738 määrän Α120^ ja 225 g/1 NaOH, kunnes pH saavutti arvon 10-10,5 ja sitten samanaikaisesti rikkihapon lisämäärän kanssa tämän pH:n ylläpitämiseksi. Lisäyksen ja vielä 45 minuutin sekoituksen jälkeen pH:n havaittiin olevan 10,2. Lisätty natri-umaluminaattiliuoksen kokonaismäärä oli 235 ml 20 minuutin kokonaisaikana.

Sekoitetun vesidispersion pH säädettiin sitten arvoon 6,5 30 minuutin aikana lisäämällä lisämäärä rikkihappoa. Sekoitusta jatkettiin 30 minuuttia hapon lisäyksen jälkeen.

Vesidispersio suodatettiin sitten, jolloin saatiin käsitelty pigmentti, joka sitten pestiin, käsiteltiin trimetyloli-propaanilla (0,4 paino-l päällystämättömän pigmentin painosta) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energia-mvllyssä.

Analyysissä saatu pigmentti sisälsi piidioksidia 1,98 paino-%:n määrän Sitoma ilmaistuna, 1,06 paino-%:n määrän Zr02:a ja 3,45 paino-% Al-^O^, kaikki laskettuna valmiin pigmentin painosta.

Esimerkki 5

Esimerkissä 4 kuvattu koe toistettiin paitsi, että sekoitettuun vesidispersioon, jonka pH oli 9,4, lisättiin sitten natriumsilikaatin vesiliuos (420 ml), joka sisälsi 143 g/1 vastaavan määrän Si02, samanaikaisesti 140 ml:n määrän kanssa rikkihappoa. Samanaikainen lisäys saatettiin päätökseen 90 minuutin aikana ja pH pidettiin arvossa 9,4 tänä aikana. Vesidispersiota sekoitettiin sitten vielä 30 minuuttia samalla, kun sitä pidettiin 70°C:ssa.

Jatkokäsittely suoritettiin esimerkissä 4 kuvatulla tavalla ja saatu pigmentti sisälsi analyysissä piidioksidia 5,50 paino-%:n määrän Si02:na ilmaistuna, 0,98 paino-% Zr02 ja 3,23 paino-% A120^, kaikki laskettuna valmiin pigmentin painosta.

14 72738

Esimerkki 6

Esimerkissä 4 kuvattu koe toistettiin paitsi, että sekoitettuun vesidispersioon, jonka pH oli 9,4, lisättiin sitten natriumsilikaatin vesiliuos (560 ml), joka sisälsi 143 g/1 vastaavan määrän Si02, samanaikaisesti 10 %:sen tilavuus/-tilavuus rikkihapon kanssa, jonka määrä oli 185 ml. Samanaikainen lisäys saatettiin päätökseen 120 minuutissa ja pH pidettiin arvossa 9,4 tänä aikana. Vesidispersiota sekoitettiin sitten vielä 30 minuuttia samalla, kun sitä pidettiin 70°C:ssa.

Prosessin jatkovaiheet toistettiin pigmentin tuottamiseksi, joka analyysissä sisälsi piidioksidia 7,30 paino-%:n määrän ilmaistuna SiC>2:na, 0,92 paino-% Zr02 ja 3,14 paino-% A1203, kaikki laskettuna valmiin pigmentin painosta.

Esimerkki 7

Esimerkissä 4 kuvattu koe toistettiin paitsi, että sekoitettuun vesidispersioon, jonka pH oli 9,4, lisättiin sitten natriumsilikaatin vesiliuosta (308 ml), joka sisälsi 143 g/1 vastaavan määrän SiC>2, samanaikaisesti 10 %: sen tilavuus/tilavuus rikkihapon kanssa, jonka määrä oli 100 ml. Samanaikainen lisäys saatiin päätökseen 90 minuutin aikana ja pH pidettiin arvossa 9,4 tänä aikana. Vesidispersiota sekoitettiin sitten vielä 30 minuuttia samalla, kun sitä pidettiin 70°C:ssa.

Sekoitetun vesidispersion lämmitys lopetettiin sitten ja tietty määrä (14 ml) rikkihappoa lisättiin pH:n laskemiseksi arvoon 7,5 30 minuutin aikana.

Vesidispersio jäähdytettiin sitten 50°C:een ja zirkonium-ortosulfaatin vesiliuos, joka sisälsi 268 g/1 vastaavan määrän ZrC>2, lisättiin pH:n laskemiseksi arvoon 5,0 ja lisäystä jatkettiin samanaikaisesti lisämäärän (12 ml) kanssa natriumhydroksidin vesiliuosta sekoitettuun vesidispersioon, dispersion pH:n pitämiseksi arvossa 5 samanaikai- 15 72738 kaisen lisäyksen ajan. Lisätty zirkoniumortosulfaattiliuok-sen kokonaismäärä oli 7,5 ml 10 minuutin kokonaisaikana. Sekoitusta jatkettiin vielä 10 minuuttia lisäyksen päätyttyä.

Sekoitettuun vesidispersioon lisättiin sitten natriumalumi-naatin alkalinen liuos, joka sisälsi 93,5 g/1 vastaavan määrän A^O^ ja 225 g/1 NaOH, kunnes pH saavutti arvon 10-10,5 ja sitten samanaikaisesti rikkihapon lisämäärän (285 ml) kanssa tämän pH:n ylläpitämiseksi. Lisäyksen ja vielä 45 minuutin sekoituksen jälkeen pH:n havaittiin olevan 10,6. Lisätty natriumaluminaattiliuoksen kokonaismäärä oli 235 ml 20 minuutin kokonaisaikana.

Sekoitetun vesidispersion pH säädettiin sitten arvoon 6,5 30 minuutin aikana lisäämällä rikkihapon lisämäärä (48 ml). Sekoitusta jatkettiin 30 minuuttia hapon lisäyksen jälkeen.

Vesidispersio suodatettiin sitten, jolloin saatiin käsitelty pigmentti, joka sitten pestiin, käsiteltiin trimetyloli-propaanilla (0,4 paino-% päällystämättömän pigmentin painosta) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamyl-lyssä.

Analyysissä saatu pigmentti sisälsi 4,20 paino-%:n määrän piidioksidia ilmaistuna SiC^na, 0,20 paino-% ZrC^ ja 3,41 paino-% kaikki laskettuna valmiin pigmentin painosta.

Esimerkki 8

Esimerkissä 4 kuvattu koe toistettiin ja sekoitettuun vesidispersioon, jonka pH oli 9,4, lisättiin sitten natriumsi-likaatin vesiliuosta (308 ml), joka sisälsi 143 g/1 vastaavan määrän SiC^, samanaikaisesti 10 %:sen tilavuus/tilavuus rikkihapon kanssa, jonka määrä oli 100 ml. Samanaikainen lisäys saatiin päätökseen 90 minuutin aikana ja pH säilytettiin arvossa 9,4 tänä aikana. Vesidispersiota sekoitettiin vielä 30 minuuttia samalla, kun sitä pidettiin 70°C:ssa.

16 72738

F

Sekoitetun vesidispersion lämmitys lopetettiin sitten ja tietty määrä (10 ml) rikkihappoa lisättiin pH:n alentamiseksi arvoon 7,5 30 minuutin aikana.

Vesidispersio jäähdytettiin sitten 50°C:een ja zirkonium-ortosulfaatin vesiliuos, joka sisälsi 268 g/1 vastaavan määrän Zr02, lisättiin pH:n laskemiseksi arvoon 5,0 ja lisäystä jatkettiin samanaikaisesti lisämäärän (210 ml) kanssa natriumhydroksidin vesiliuosta sekoitettuun vesi-dispersioon pH:n pitämiseksi arvossa 5 samanaikaisen lisäyksen aikana. Lisätty zirkoniumortosulfaattiliuoksen kokonaismäärä oli 75 ml 20 minuutin kokonaisaikana. Sekoitusta jatkettiin vielä 10 minuuttia lisäyksen päätyttyä.

Sekoitettuun vesidispersioon lisättiin sitten natriumalumi-naatin alkalista liuosta, joka sisälsi 93,5 g/1 vastaavan määrän Α120^ ja 225 g/1 NaOH, kunnes pH saavutti arvon 10-10,5 ja sitten samanaikaisesti rikkihapon lisämäärän (260 ml) kanssa tämän pH:n ylläpitämiseksi. Lisäyksen jälkeen lietettä sekoitettiin vielä 45 minuuttia. Lisätty natriumaluminaatin kokonaismäärä oli 235 ml 20 minuutin kokonaisaikana.

Sekoitetun vesidispersion pH säädettiin sitten arvoon 6,5 30 minuutin aikana lisäämällä lisämäärä (60 ml) rikkihappoa. Sekoitusta jatkettiin 30 minuuttia hapon lisäyksen jälkeen.

Vesidispersio suodatettiin sitten, jolloin saatiin käsitelty pigmentti, joka pestiin, käsiteltiin trimetylolipropaa-nilla (0,4 paino-% päällystämättömän pigmentin painosta) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamyllys-sä.

Analyysissä saatu pigmentti sisälsi piidioksdia 4,46 paino-%:n määrän ilmaistuna Si02:na, 1,73 paino-% Zr02 ja 3,23 paino-% A1202/ kaikki laskettuna valmiin pigmentin painosta.

17 72738

Esimerkki 9

Esimerkissä 4 kuvattu koe toistettiin ja sekoitettuun vesi-dispersioon, jonka pH oli 9,4, lisättiin sitten natriumsili-kaatin vesiliuosta (308 ml), joka sisälsi 143 g/1 vastaavan määrän SiC^, samanaikaisesti 10 %:sen tilavuus/tilavuus rikkihapon kanssa, jonka määrä oli 100 ml. Samanaikainen lisäys saatiin päätökseen 90 minuutin aikana ja pH pidettiin arvossa 9,4 tänä aikana. Vesidispersiota sekoitettiin sitten vielä 30 minuuttia samalla, kun sitä pidettiin 70° C:ssa.

Sekoitetun vesidispersion lämmitys lopetettiin sitten ja tietty määrä (10 ml) rikkihappoa lisättiin pH:n laskemiseksi arvoon 7,5 30 minuutin aikana.

Vesidispersio jäähdytettiin sitten 50°C:een ja zirkonium-ortosulfaatin vesiliuos, joka sisälsi 268 g/1 vastaavan määrän ZrC>2, lisättiin pH:n laskemiseksi arvoon 5,0 ja lisäystä jatkettiin samanaikaisesti lisämäärän (100 ml) kanssa natriumhydroksidin vesiliuosta sekoitettuun vesidisper-sioon dispersion pH:n pitämiseksi arvossa 5 samanaikaisen lisäyksen aikana. Lisätty zirkoniumortosulfaattiliuoksen kokonaismäärä oli 41 ml 20 minuutin kokonaisaikana. Sekoitusta jatkettiin vielä 10 minuuttia lisäyksen päätyttyä.

Sekoitettuun vesidispersioon lisättiin sitten natriumalumi-naatin alkalinen liuos, joka sisälsi 93,5 g/1 vastaavan määrän ja 225 g/1 NaOH, kunnes pH saavutti arvon 10-10,5 ja sitten samanaikaisesti rikkihapon lisämäärän (250 ml) kanssa tämän pH:n ylläpitämiseksi. Lisäyksen jälkeen lietettä sekoitettiin vielä 45 minuuttia. Lisätty nat-riumaluminaattiliuoksen kokonaismäärä oli 320 ml 20 minuutin kokonaisaikana.

Sekoitetun vesidiispersion pH säädettiin sitten arvoon 6,5 30 minuutin aikana lisäämällä vielä tietty määrä (60 ml) rikkihappoa. Sekoitusta jatkettiin 30 minuuttia hapon lisäyksen jälkeen.

18 72738

Vesidispersio suodatettiin sitten, jolloin saatiin käsitelty pigmentti, joka sitten pestiin, käsiteltiin tri-metylolipropaanilla (0,4 paino-% päällystämättömän pigmentin painosta) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamyllyssä.

Analyysissä saatu pigmentti sisälsi piidioksidia 3,87 paino-%:n määrän ilmaistuna Si02:na, 0,96 paino-% Zr02 ja 3,10 paino-% A^O^, kaikki laskettuna valmiin pigmentin painosta.

Esimerkki 10

Esimerkissä 1 kuvattu koe toistettiin aina 10 %:sen tila-vuus/tilavuus rikkihapon lisäykseen saakka, jolla laskettiin pH arvoon 7,5 ja jäähdytettiin vesidispersio 50°C:een.

Pigmentin sekoitettuun vesidispersioon, jota oli käsitelty tiiviillä amorfisella piidioksidilla, lisättiin 55 g:n määrä zirkoniumnitraatin liuosta, joka sisälsi 20 paino-% vastaavan määrän Zr02. Lisäys suoritettiin 15 minuutin aikana ia kun tämä oli saatettu loppuun, sekoitusta jatkettiin vielä 10 minuuttia, kun dispersion pH oli 2,2. Alumiinisul-faatin liuos, joka sisälsi 90,0 g/1 vastaavan määrän Al2C>2 ja 255 g/1 H2SO^ lisättiin sitten 20 minuutin aikana. Kun tämä oli saatu päätökseen, sekoitusta jatkettiin vielä 10 minuuttia, kun dispersion pH oli 1,5.

Liuos (145 ml), jossa oli 400 g/1 NaOH lisättiin sitten sekoitettuun dispersioon pH:n nostamiseksi arvoon 6,5 30 minuuttia aikana. Sekoitusta jatkettiin vielä 30 minuuttia sen jälkeen, kun pH oli saavuttanut arvon 6,5.

Käsitelty pigmenttititaanidioksidi suodatettiin, pestiin, käsiteltiin trimetylolipropaanilla (0,4 paino-% päällystämättömästä pigmentistä) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamyllyssä.

19 72738

Analyysissä saatu käsitelty pigmentti sisälsi piidioksidia 4,19 paino-%:n määrän Si02:na, zirkoniumoksidia 0,91 painotan määrän ZrC>2: na ja alumiinioksidia 3,26 paino-%:n määrän Al202:na laskettuna valmiin pigmentin painosta.

Esimerkki 11

Esimerkissä 4 kuvattu koe toistettiin ja sekoitettuun liuokseen lisättiin sitten esimerkissä 1 kuvattua natriumsili-kaatin vesiliuosta 308 ml:n määrä samanaikaisesti 95 ml:n lisämäärän kanssa 10 %:sta tilavuus/tilavuus rikkihappoa 90 minuutin aikana. pH pidettiin arvossa 9,5 tämän vaiheen aikana ja kun reagenssien lisäys oli saatettu loppuun, dispersiota sekoitettiin vielä 30 minuuttia.

Dispersion lämmitys lopetettiin ja 15 ml rikkihappoa lisättiin 30 minuutin aikana sekoitettuun dispersioon pH:n alentamiseksi arvoon 7,5.

Dispersio jäähdytettiin 50°C:een ja natriumaluminaattiliuos, joka sisälsi 93,5 g/1 vastaavan määrän A12C>2 ja 255 g/1 NaOH, lisättiin pH:n nostamiseksi arvoon 10-10,5 ja sitten samanaikaisesti 290 ml:n kanssa 10 %:sta tilavuus/tilavuus rikkihappoa pH:n pitämiseksi arvossa 10-10,5. Lisätty nat-riumaluminaattiliuoksen kokonaismäärä oli 235 ml 20 minuutin kokonaisaikana. Kun lisäykset oli saatettu loppuun, dispersiota sekoitettiin vielä 45 minuuttia, kun pH oli 10,4, ennen 10 %:sen tilavuus/tilavuus rikkihapon lisäystä pH:n laskemiseksi arvoon 6,5 30 minuutin aikana. Dispersiota sekoitettiin vielä 30 minuuttia hapon lisäyksen jälkeen.

Käsitelty pigmentti suodatettiin sitten, pestiin, käsiteltiin trimetylolipropaanilla (0,4 paino-% päällystämättömästä pigmentistä) ja kuivattiin ennen kaksoisjauhatusta neste-energiamyllyssä.

Käsitelty pigmentti sisälsi analyysissä piidioksidia 4,31 paino-%:n määrän ilmaistuna Si02:na ja alumiinioksidia 20 72738 3,42 paino~%:n määrän A^O^na valmiin pigmentin painosta.

Tämä pigmentti eli tarkistuspigmentti esimerkeille 4 ja 10.

Esimerkeissä 4-11 tuotetut pigmentit testattiin edellä kuvatulla tavalla pigmenttiä sisältävän maalin kestävyyssuh-teen määräämiseksi.

Mittausten tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 2.

TAULUKKO 2

Pigmentti esimerkistä n;o Kestävyyssuhde 4 0,46 5 0,33 6 0,25 7 0,46 8 0,29 9 0,27 10 0,44 11 0,86 Nämä tulokset osoittavat aivan sitovasti tämän keksinnön pigmenttien oleellisesti parantuneen kestävyyden.

Claims (2)

72738 21

1. Titandioxidpigment innefattande en kärna av partikel-formigt rutiltitandioxidpigment belagt med kisel, zirkonium och aluminium i deras oxidform, kännetecknat av att den partikelformiga kärnan uppvisar en inre beläggning av tät amorf kiseldioxid i en mängd av 2-12 vikt-% uttryckt som SiO^ pa vikten av TiO^, att en mellanliggande beläggning av kristallvattenhaltig oxid av zirkonium i en mängd av 0,5-5 vikt-% uttryckt som ZrO^ pä vikten av TiO^ är uppburen av den inre beläggningen, och att en yttre beläggning av kristallvattenhaltig aluminiumoxid i en mängd av upp tili 6 vikt- % uttryckt som AI 0 pä vikten av TiO är uppburen av 2 3 2 den mellanliggande beläggningen.

1. Titaanidioksidipigmentti, joka koostuu osasmaisesta rutiilititaanidioksidipigmenttiytimestä, joka on päällystetty oksidimuodossa olevalla piillä, zirkoniumilla ja aluminiumil- la, tunnettu siitä, että osasmaisella ytimellä on sisäpääl- lyste, joka on tiivistä amorfista piidioksidia, jonka määrä on 2-12 paino-% ilmaistuna SiO :na TiO :n painosta, että 2 2 sisäpäällysteen päällä on välipäällyste, joka on zirkoniumin kidevedellistä oksidia, jonka määrä on 0,5-5 paino-% ilmaistuna ZrO^ma TiO^n painosta, ja että välipäällysteen päällä on ulkopäällyste, joka on kidevedellistä aluminium-oksidia, jonka määrä on korkeintaan 6 paino-% ilmaistuna Al^O^rna TiO^rn painosta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen titaanidioksidipigmentti, tunnettu siitä, että zirkoniumin kidevedellisen oksidin määrä on 1-4 paino-% ilmaistuna ZrO :na TiO :n pai- 2 2 nosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen titaanidioksidipigmentti, tunnettu siitä, että tiiviin amorfisen piidioksidin määrä on 4-8 paino-% ilmaistuna SiO :na TiO :n pai- 2 2 nosta.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen titaanidioksidipigmentti, tunnettu siitä, että kidevedellisen alumi- niumoksidin määrä on 1-3 paino-% ilmaistuna AI o :na 2 3 TiO^:n painosta.

5. Menetelmä päällystetyn titaanidioksidipigmentin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että osasmaiselle rutiiliti-taanidioksidiytimelle kerrostetaan vesiliukoisen silikaatin vesiliuoksesta pH-arvossa yli 8 sisäpäällyste, joka on tiivistä, amorfista piidioksidia, jonka määrä on 2-12 paino-% ilmaistuna SiO^tna TiO^:n painosta, että sisäpäällystettä käsitellään siten, että sen päälle muodostuu välipäällyste, 22 72738 joka on zirkoniumin kidevedellistä oksidia, jonka määrä on 0. 5.5 paino-% ilmaistuna ZrO^na TiO^n painosta, ja että kidevedellistä aluminiumoksidia kerrostetaan mainitulle pigmentille mainitun zirkoniumin kidevedellisen oksidin kerros-tuksen jälkeen korkeintaan 6 paino-%:n määrä ilmaistuna AI 0 :na TiO :n painosta, vesiliukoisesta aluminium-2 3 2 yhdisteestä.

6. Patenttivaatimusen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydinmateriaali jauhetaan ennen päällystämistä tiiviillä amorfisella piidioksidilla.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, o tunnettu siitä, että lämpötila pidetään arvossa 70-90 C ja pH arvossa 9-10,5 tiiviin amorfisen piidioksidin kerros-tuksen aikana.

2. Titandioxidpigment enligt patentkravet 1, kännetecknat av att mängden av den kristallvattenhaltiga oxiden av zirkonium är 1-4 vikt-% uttryckt som ZrO pä vikten av TiO . 2