FI77464C - Titandioxidslam och dess framstaellningsfoerfarande. - Google Patents

Description

77464

Titaanidioksidiliete ja sen valmistusmenetelmä - Titandioxid-slam och dess framställningsförfarande Tämän keksinnön kohteena on alumiinioksidilla päällystettyjen titaanidioksidihiukkasten vesilietteen valmistusmenetelmä/ sekä titaanidioksidipigmenttihiukkasten vesidispersion.

Fysikaalisesti pysyvät, kiintoainepitoisuudeltaan väkevät metallioksidi-pigmenttilietteet, jotka sopivat lisättäväksi suoraan maali- tai paperinvalmistuksen vesipitoiseen väliaineeseen, merkitsevät mahdollista suurta kustannussäästöä maalin tai paperin valmistajalle verrattuna siihen, että on käytettävä kuivaa metallioksidi-pigmenttijauhetta, joka usein on vaikeaa dispergoida kyseessä olevaan maalin tai paperin väliaineeseen. Tällaisilta lietteiltä vaaditaan kuitenkin tiukasti sitä, että ne pysyvät suhteellisen stabiileina kuljetettaessa valmistajalta käyttäjälle myös vaihtelevissa lämpötilaolosuhteissa, mukaanlukien 0°C alhaisemmat lämpötilat, ja myös suhteellisen pitkän säilytyksen aikana joko valmistajalla tai tuottajalla. Tästä huolimatta niiden on oltava riittävän virtaavia, kun ne tarvitaan käyttöön. Lietteille asetettuihin vaatimuksiin kuuluu myös se, että ne antavat tyydyttävät pig-menttiominaisuudet, parhaiten ominaisuudet, joita voidaan täysin verrata ominaisuuksiin, jotka saadaan käytettäessä suoraan kuivaa valmistamista. Eräs esimerkki tärkeästä pigmenttiomi-naisuudesta on näitä lietteitä sisältävien "vinyylikiiltoisten" vesiemulsiomaalien kiiltoarvo. Erittäin toivottavaa on, että lietteet ovat geelimuodossa, parhaiten tiksotrooppisena geelinä. Tämä osaltaan estää sedimentoitumista olosuhteissa, joissa leikkausvoimaa ei ole tai se on alhainen, ja samalla mahdollistaa lietteen helpon kuljetuksen sen jälkeen, kun siihen on kohdistettu leikkausvoimia, jotka johtuvat sekoittamisesta tai myös sen liikkeestä omasta painostaan.

2 77464

Jo kuivatusta ja jauhetusta pigmentistä on mahdollista valmistaa pigmenttilietteitä. Tyydyttävien tulosten aikaansaamiseksi pigmentin kuivaaminen ja jauhaminen vaatii erittäin paljon energiaa. Pigmentin valmistajalle koituisi huomattavaa taloudellista etua, jos pigmentti-lietteitä, joilla on niin hyvä omainaisuuksien yhdistelmä, että niitä voidaan kuljettaa ja varastoida ja samalla säilyttää käytössä pigmenttiominaisuudet kuten kiilto, voitaisiin valmistaa suoraan varastopigmentis-tä, joka tulee tavanomaisesti käytetystä pintakäsittelystä epäorgaanisilla oksideilla, tai kuivaamattomasta pigmentistä.

Suomalainen patenttijulkaisu 63956 kuvaa titaanidioksidin pintakäsittelyä alumiinisoksidilla käyttämällä amiinien lisäksi dispergointiaineena anionisia disper-gointiaineita. Suomalaisessa patenttijulkaisussa 66419 on kuvattu menetelmä titaanidioksidin käsittelemiseksi alumiinioksidin pinnoitteella. Alumiinioksidin käsittely suoritetaan yleensä lisäämällä suolaa, kuten natrium-aluminaattia, vesipitoiseen väliaineeseen. Valmistetun tuotteen stabiloimiseksi käytetään dispergointiainetta, josta annetaan esimerkkeinä suuri joukko aineita mm. mainitaan 2-amino-2-metyyli-l-propanolitrietanoli-amiini, erilaiset sokerit ja polymeerisen karboksyyli-hapon veteen liukenevat suolat.

Tunnettujen menetelmien toteutus ja käytetyt aineet poikkeavat keksinnön mukaisista.

3 77464

Oheinen keksintö tuo esiin titaanidioksidi-pigmentti-hiukkasten vesilietteen valmistusmenetelmän, jolle on tunnusomaista, että pestyistä titaanidioksidi-pigment-tihiukkasista, jotka on pintakäsitelty titaanidioksidi-hiukkasi in verrattuna 1-4 paino-%:lla yhtä tai useampaa alumiinioksidia sisältävää (vesipitoista) oksidia, muodostetaan vesidispersio, nostetaan hiukkasten kuiva-ainekonsentraatio dispersiossa yli 60 paino-%:iin, lisätään dispersioon joko ennen sen kuiva-aine-konsentraation nostamista tai sen jälkeen dispergointi-aineiden yhdistelmää, joka sisältää amiini-disper-gointiainetta 0,3-3 paino-% ja anionista dispergoin-tiainetta 0,04 - 0,75 paino-% hiukkasten määrästä, ja jauhetaan kuiva-ainepitoisuudeltaan nostettu dispersio, joka sisältää dispergointiaineiden yhdistelmää, jauha-tuskappaleiden läsnäollessa ja parannetaan näin sen sisältämien titaanidioksidi-pigmenttihiukkasten kiiltoja viskositeettiominaisuuksia käytössä, kunnes saadaan liete, jonka Brookfield viskositeetti on 400 - 3000 cP mitattuna karalla numero 3 ja kierrosluvulla 60 r/min.

Epäselvyyksien välttämiseksi todettakoon, että nimitystä "dispergointi" käytetään ilman mitään yhteyttä konsentraatioon ja että nimitys käsittää myös märän suodoskakun, ellei toisin ole mainittu. Dispergointiaineiden "yhdistelmä" voidaan tehdä lisäämällä haluttaessa dispergointiaineet erikseen dispersioon.

4 77464

Kuiva-ainepitoisuudeltaan nostetun dispersion kuiva-ainepitoisuus on parhaiten enintään 85 %, mieluummin enintään 80 paino-%.

Sopivia jauhatuslaitteita, joissa käytetään jauhatuskappaleita, ovat esimerkiksi kuulamyllyt, helmimyllyt ja hiekkamyllyt. Tällaisten kappaleiden aikaansaama hankautuminen on tärkeä tekijä tämän keksinnön mukaisten ominaisuuksien saavuttamisessa.

Keksinnön mukaisesti tarvitaan anionista dispergointiainetta pieni määrä, jotta dispersio voitaisiin käsitellä. Jos sitä on mukana liian suuri määrä, se huonontaa saavutettavia kiilto-ominaisuuksia. Anionista dispergointiainetta käytetään tarkoituksenmukaisesti vähintään 0,04 paino-% vesipitoisella oksidilla pintakäsiteltyjen hiukkasten painosta. Hyvien kiiltoarvojen saavuttamiseksi sitä on mukana parhaiten enintään 0,75 %, esimerkiksi erityisesti enintään 0,6 %. Anioninen dispergointiaine sisältää erityisesti karboksyylihapon polymeerisuolaa, kuten natrium-, kalium- tai ammoniumpolyakrylaattia, natrium-, kalium-tai ammonium-polyfosfaattia tai -pyrofosfaattia tai muuta alalla tunnettua anionista dispergointiainetta, kuten vesiliukoista sitraattia, silikaattia tai tartraattia.

Amiini-dispergointiaine voi olla esimerkiksi dietyyliamiini, trietyyliamiini, morfOliini, 2-amino-2-metyyli-l-propanoli, Ν,Ν-dimetyylietanoliamiini, Ν,Ν-dietyylietanoliamiini, monoiso-propanoliamiini, di-isopropanoliamiini, dietanoliamiini, tri-etanoliamiini, 2-amino-2-hydroksimetyyli-l,3-propaanidioli tai mikä tahansa muu alalla tunnettu amiini-dispergointiaine.

Kyseisen amiini-dispergointiaineen valinnalla voi olla huomattava vaikutus saavutettuihin kiilto- ja viskositeettiominai-suuksiin. Näiden kahden ominaisuudet optimaalisen yhdistelmän aikaansaamiseksi voi olla toivottavaa säätää esimerkiksi jauha-tusaikaa ja/tai anionisen dispergointiaineen määrää. Amiini- 5 77464 dispergointiaine on parhaiten sekundäärinen tai tertiäärinen amiini. Erityisen hyvin amiini-dispergointiaine voi olla alka-noliamiini, jossa alkanoliryhmissä voi olla parhaiten 2 tai 3 hiiliatomia. Amiini-dispergointiainetta käytetään parhaiten vähintään 0,3 %, erityisesti vähintään 0,4 % ja parhaiten enintään 2 %, erityisesti enintään 1 % vesipitoisella oksidilla pintakäsitteltyjen hiukkasten painosta.

Vesipitoisella oksidilla suoritetulla pintakäsittelyllä on tärkeä osa tämän keksinnön mukaisten tavoitteiden saavuttamisessa. Pintakäsittelyssä on alumiinioksidia mukana, laskettuna titaani-dioksidi-pigmenttihiukkasten määrästä, parhaiten 0,5 - 4 %, erityisesti 1- alle 3 %, esimerkiksi erittäin tarkoituksenmukaisesti 1,5 - 2,5 % pigmenttimäisen titaanioksidin painosta. Liian suuri alumiinioksidin määrä voi tehdä pinnoitetut titaani-dioksidihiukkaset prosessiin sopimattomiksi. Tämä vaikutus voi alkaa näkyä jo, kun määrä on 3 - 4 % pigmenttimäisen titaanidioksidin painosta. Jos halutaan saada sopivat dispersioerät, alumiinioksidin mukana voi olla titaanidioksidia, jota on mukana parhaiten enintään 2,05 %, erityisesti enintään 1 % pigmenttimäisen metallioksidin painosta. Piidioksidin mukanaolo pintakäsittelyssä huonontaa selvästi saavutettavia kiilto-ominaisuuksia. Jos piidioksidia on mukana, sen määrä on parhaiten enintään 1 %, erityisesti enintään 0,5 % pigmenttimääräisen metallioksidin painosta.

Pintakäsittely vesipitoisella alumiinioksidilla voidaan suorittaa kerrostamalla vesipitoista alumiinioksidia tai -hydroksidia pigmenttimäisen titaanidioksidin päälle, kun jälkimmäinen on dispergoitu vesipitoiseen väliaineeseen. Edellä ja jäljempänä käytetään nimitystä "vesipitoinen metallidiok-sidi" tarkoittamaan näin muodostettua pintakäsittelyä riippumatta siitä, onko se puhtaasti nimellisesti katsoen oksidi-tai hyroksidimuodossa. Vesipitoinen metallioksidi voidaan 6 77464 saostaa vesipitoisessa mediumissa sopivasta määrästä vesipitoiseen mediumiin liuotettuja tai suspendoituja yhdisteitä, jotka voidaan suoraan muuntaa vesipitoiseksi metallioksidiksi tai yhdisteeksi, joka voidaan suoraan tai epäsuoraan tällä tavoin muuntaa. Parhaana pidetyt yhdisteet ovat liukoisia vesipitoiseen mediumiin ja ne voidaan saostaa lisäämällä alkalia, koska keksinnön mukainen lopputuote on parhaiten alkalinen. Esimerkki tällaisista yhdisteistä on esimerkiksi alumiinisulfaatti, josta vesipitoinen oksidi voidaan saostaa lisäämällä natriumhydroksidia. Muita suositeltuja yhdisteitä ovat yhdisteet, jotka voidaan saostaa vesipitoisena oksidina hydrolysoimalla. Esimerkki tällaisesta yhdisteestä on titaani-tetrakloridi. Vesipitoinen meta1lioksidi saostetaan parhaiten pH -arvossa 9 - 10,5. Muita hyvänä pidettyjä yhdisteitä ovat vielä yhdisteet, jotka voidaan saostaa saattamalla reagoimaan toisen metallin yhdisteen kanssa niin, että muodostuu oksidien sekasakka. Tästä esimerkkinä on alumiini-oksidin ja titaanidioksidin sekasakan muodostaminen saattamalla natriumaluminaatti ja titaanitetrakloridi reagoimaan keskenään.

Pigmenttimäinen metallioksidi pintakäsitellään parhaiten vähintään ympäröivässä lämpötilassa ja parhaiten alle 100°C:ssa. Pigmenttimäisen metallioksidin konsentraatio on pintakäsittelyn aikana parhaiten 10 - 40 painoprosenttia. Pintakäsittely vesipitoisella metallioksidillä on alalla yleisesti tunnettua eikä sitä tarvitse enempää kuvata tässä yhteydessä.

Vesipitoisella oksidilla pintakäsitelty pigmenttimäinen metallioksidi voidaan ottaa talteen suodattamalla vesipitoisessa mediumissa, jossa pintakäsittely on tapahtunut.

Saatu suodoskakku pestään parhaiten vedellä ja suodatetaan uudelleen kerran tai niin monta kertaa kuin tarvitaan poistamaan pintakäsittelyn kuluessa muodostuneet suolat tai pienentämään riittävästi tällaisten suolojen tai muiden aineiden määrää. Saatu pesty suodoskakku voidaan nostaa kuiva-ainekonsentraatioltaan vaadittuun yli 60 S:iin joko jollakin normaalilla suodatusmenetelmällä tai, kun on kysymys 7 77464 suhteellisen korkeista konsentraatioista, kuten esimerkiksi yli 65 painoprosentista, korkeapaineisella suodatustekniikä 1la tai millä tahansa muulla sopivalla tekniikalla. Pigmenttimäisen metallioksidin kuiva-ainekonsentraation nostaminen lopulta haluttuun konsentraatioon voidaan suorittaa lisäämällä erä jo kuivattua pigmenttimäistä metallioksidia, joka on pintakäsitelty alumiinioksidilla, tai tätä nostamista voidaan auttaa tällä sykäyksellä. Pintakäsittelyn on luonnollisesti oltava sellainen, että titaanidioksidi voidaan pestä ja suodattaa. Jos kuivatun pigmenttimäisen metallioksid in lisätty määrä on pieni, on mahdollista, että alumiinikäsit te ly voi olla suurempi kuin titaanidioksidin pääosan. Lisätyn kuivan pigmenttimäisen metallioksidin pintakäsittely tapahtuu kuitenkin parhaiten edellä kuvattujen ja suositeltujen tunnusmerkkien mukaisesti. Kuivan pigmenttimäisen metalli-oksidin lisätty määrä on parhaiten enintään 60 %, erityisesti enintään 50 % valmiin lietetuotteen pintakäsitellyn pigmenttimäisen meta11ioksid in painosta.

Dispergointiaine lisätään suoraan metallioksidi-pigmenttidis-persioon parhaiten, mutta ei oleellisesti, ennenkuin sen konsentraatio on kokonaan nostettu. Oleellista on, että ne lisätään ennen jauhatusta. Tämä ei estä, että dispergointi-aineita on mukana maalissa tai muussa väliaineessa, johon liete lopuksi lisätään käytössä. Oispergointiainetta sisältävää dispersiota jauhetaan parhaiten, kunnes jäljempänä kuvatulla tavalla testattuna saadaan kiilloksi vähintään 50 ja parhaiten vähintään 55. Jälkimmäinen luku on tyypillinen kaupallista laatua oleville vinyylikiiltomaaleille. Riippumatta siitä, saavutetaanko mainittu kiilto ensin tai jälkeen jauhatusta jatketaan, kunnes saadaan geelimäinen rakenne. Useimmissa tapauksissa havaitaan, että lietteen rakenne paranee koko ajan jauhatuksen mukana, vaikka eräissä tapauksissa, esimerkiksi, kun käytetään tiettyjä primääri-dispergointiaineita, viskositeetilla on taipumus nousta liian korkeaksi. Jauhatusta kontrolloidaan parhaiten saattamalla jauhetun lietteen viskositeetiksi ilman jauhetun lietteen säilytystä vähintään 8 77464 400, erityisesti parhaiten vähintään 1000 ja enintään 3000, kaikkein parhaiten enintään 2000 senttipoisea. Viskositeetti mitataan Brookfield-viskositeettimittarilla käyttämällä karaa n:o 3 ja toimimalla nopeudella 60 rpm. Jauhatusta kontrolloidaan parhaiten siten, että enintään 20 painoprosenttia, erityisesti enintään 10 painoprosenttia metalli-oksidi-pigmenttihiukkasten halkaisija on yli 0,5 mikronia.

Oheisen keksinnön mukaisesti pintakäsite lty pigmenttimäinen metallioksidi on parhaiten titaanidioksidi, joka on valmistettu joko yleisesti tunnetulla "sulfaatti"- tai "kloridi"-menete1-mällä.

Oheisella keksinnöllä saadut lietteet voivat sisältää muita aineita, jotka eivät haittaa niiden suorituskykyä. Lietteeseen voidaan haluttaessa lisätä pieniä määriä orgaanisia tai epäorgaanisia rakenneaineitä, esimerkiksi karboksimetyyli se 1-luloosaa, turvotussavea tai synteettisiä magnesiumsilikaatteja, joilla on turvottavia ominaisuuksia.

Keksintöä on seuraavassa havainnollistettu esimerkkien avu 1 la.

Annetut kiillot on saatu seuraavasti.

Pigmenttilietettä lisättiin pigmentin 30 % tilavuuskonsentraa-tiossa normaaliin maaliformulaatioon (vinyylisilkkiemulsio), jota on saatavissa Vinyl products Limited-yhtiöstä kauppanimellä Vinamul. Seos levitettiin levylle ja annettiin kuivua. Valonsäde kohdistettiin 60° tulokulmassa mustalle standardilaatalle ja mitattiin heijastuneen valon intensiteetti suunnassa, joka kulkee valonsäteen osumakohdan läpi ja on 60° kulmassa laatan pinnan normaaliin nähden ja samassa tasossa kuin säteen akseli ja mainittu normaali. Tämän jälkeen laatta korvattiin levyllä ja mitattiin heijastuneen valon intensiteetti samalla tavoin.

Kiilto °' - Maalatun Kalvon heijastunut intensiteetti χ

Mustan laatan heijastunut intensiteetti 9 77464 Tässä annetut arvot koskevat pigmenttilietteitä ennen niiden lisäämistä maaliformulaatioon. Viskositeetit on mitattu senttipoiseina Brookf ie Id ' in viskositeettimittarilla käyttämällä karaa n:o 3 paitsi esimerkin 1 näytteissä 9 ja 10, joissa käytettiin karaa n:o 4. Nopeudet olivat joko 6 rpm (kierr./min.) tai 60 rpm.

Esimerkki 1

Kloridimenetelmä11ä valmistettu titaanidioksidi-pigmentti p i ntakäs ite lt i in 2,1 paino-prosentilla alumiinioksidia ja 0,5 painoprosentilla titaanioksidia. Tuote otettiin talteen pintakäsittelyn vesipitoisesta mediumista suodattamalla ja pesemällä ilman kuivaamista suodoskakkuna, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 62,5 %, Kakun kanssa sekoitettiin niin suuri määrä samalla tavoin pintakäsiteltyä titaanidioksidia, joka oli pesty ja spray-kuivattu, että saatiin liete, jonka kuiva-ainekonsentraatio oli 70 painoprosenttia. Titaanidioksi-dilietteeseen, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 70 %, lisättiin esitetyt määrät polyanionista dispergointiainetta, joka muodostui joko natriumpolyakrylaatista (Allied Colloids myy kauppanimellä Dispex G40), natriumpyrofos faatista (Albright and Wilson myy kauppanimellä Tetron) tai natriumpolyfosfaatista (Albright and Wilson myy kauppanimellä Calgon), ja amiini-dispergointiainetta. Tämän jälkeen liete jauhettiin hiekkamyl-lyssä käyttämällä tilavuudeltaan 50-prosenttista hiekkapanosta 30 minuutin ajan nopeudella 2900 kierr./min. Jauhetun pigmentti-lietteen viskositeetti mitattiin edellä kerrotulla tavalla.

Tämän jälkeen jauhettu pigmenttiliete lisättiin standardimaali-formulaatioon (vinyylisilkkiemulsio), joka sisälsi niin paljon samaa polyakrylaattia, että polyakrylaatin kokonaismäärä maalissa oli 0,88 painoprosenttia laskettuna pintakäsitel- 10 77464 lyn titaanidioksidin määrästä. Tämän jälkeen mitattiin maalin kiilto edellä kerrotulla tavalla.

Taulukko 1 D ispergo inti-a inetta

Ti02:sta, % Kiilto Viskositeetti/cP

.... ^ . .... 6 rpm 60 rpm Näyte Polyamom Amiini n:o Polyakrylaatti Trietanoliamiini 1 0,15 0,8 63 2 0,4 " 61 11.000 1.600 3 0,6 " 60 4 0,8 " 58 5 0,4 Ei 52 6 0,6 Ei 41 7 0,8 Ei 48

Trietyyliami ini 8 0,4 0,8 58 2-amino, 2-metyyli 1-propanoli 9 0,4 0,26 26.000 3.800 10 0,17 0,26 36.000 4.300

Pyrofosfaatti Trietanoliamiini 11 0,08 0,8 67 12 0,2 " 62 13 0,4 " 59 14 0,4 Ei 44 15 0,4 0,4 54

Poly fosfaatti 16 x 0,3 0,8 61 17 x 0,4 " 54 18 x 0,4 Ei 46 x = Spra ykui vat tua titaanidioksidia lisättiin niin paljon, että k ui va-a inekonsent raat io nousi 75 !i:iin 70 % asemesta.

n 77464

Esimerkki 2

Esimerkin 1 mukainen titaanidioksidi-pigmentti pintakäsiteltiin 1,6 painoprosentilla alumiinioksidia ja 0,5 painoprosentilla titaanidioksidia ja muodostettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla suodoskakuksi, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 62,5 %.

K uiva-ainekonsentra atio nostettiin 67 painoprosenttiin suodattamalla lisää, kakku nesteytettiin sekoittamalla ja suodatettiin uudelleen kuiva-ainekonsentraatioon 68 -70 painoprosenttia. Lisättiin 0,08 % natriumpolyakrylaattia ja 0,8 % trietanoliamiinia ja saatu materiaali syötettiin jatkuva toimisesti hiekkamyllyn läpi, jossa hiekkapanos oli 50 tilavuusprosenttia ja joka toimi nopeudella 1700 rpm. Keskimääräiset viipymäajat on esitetty seuraavassa taulukossa. Jauhetun tuotteen viskositeetti mitattiin eri viipymäaikojen jälkeen ja määritettiin vastaavat kiillot. Lietettä, jota oli jauhettu 12 minuuttia, säilytettiin määrätyt ajat ja mitattiin uudelleen viskositeetit ja kiillot. Saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa.

12 77464

Taulukko 2 Näyte Viipymäai- Viskositeetti (cP) n:o (min^)^^SS^ 6 rpm 60 rpm Kiilto Rakenne

Lietteen pH tässä kohtaa 8,9 1 1 240 114 19 Ei geeli 2 2 480 188 26 3 3 700 220 30 " 4 4 860 244 40 " 5 6 640 216 43 6 9 1600 350 53 Geeli 7 12 2240 430 58 "

Varastointiaika Lietteen pH tässä kohtaa 8,8 (päiviä) (Ei sekoitettu) 8 28 Ei mitatu 54 9 49 2500 310 57 10 77 Ei mitattu 61 11 151 9900 1248 57 12 193 11.250 1400 63

Lietteen pH tässä kohtaa 8,3

Esimerkki 3

Esimerkin 1 mukainen pigmentti liete, jossa pigmentti oli pintakäs ite lty 2,1 ?i:lla alumiinioksidia ja 0,5 %:lla titaanioksidia ja joka sisälsi titaanidioksidista laskettuna 0,4 painoprosenttia natriumpolyakrylaattia ja 0,8 % trieta-noliamiinia. Esimerkissä 1 käytetyn panosmaisen hiekkajau-hatuksen asemesta tuotetta jauhettiin jatkuvatoimisesti hiekkamyllyssä ja säilytettiin esimerkin 2 olosuhteissa. Seuraavassa taulukossa on annettu viskositeetin, kiillon ja rakenteen muutokset jauhatusajan funktiona.

13 77464

Taulukko 3 Näyte Viipymäai- Viskositeetti (cP) n:o (min^)^^SS^ rPm 60 rpm Kiilto Rakenne 1 3 6200 900 36 Hieman geelimäinen 2 6 8240 1.088 50 Geeli 3 9 8560 1.144 60 Geeli 4 12 10.600 1.410 68 Geeli 5 15 10.800 1.460 70 Geeli

Varasto inti- ai ka (Ei äeköitettu) (Pä iv iä ) 6 49 11.600 1.900 65 7 90 15.500 3.000 65

Geelin lujuuden havaittiin kasvavan koko ajan 6, 9, 12 ja 15 minuutin jauhatusajoilla.

Varastointikokeen lopussa annettiin 20 litran näytteen virrata painovoiman avulla 24 cm lähtösyvyydestä reiän läpi, jonka halkaisija oli 3 cm. Mitään laskeutumaa ei havaittu. Tämän jälkeen sama näyte pakastettiin ja säilytettiin 16 tuntia -13°C:ssa. Sulattamisen jälkeen havaittiin voimakasta synereesiä (1/3 lietteen tilavuudesta), mutta sedimentti dispergoitui helposti sekoitettaessa ja geelimäinen rakenne muodostui uudelleen. Näytteen kiilto tämän käsittelyn jälkeen oli 55.

Esimerkki 4 Tämä esimerkki suoritettiin samalla tavoin kuin esimerkki 3 paitsi, että suodoskakun kuiva-ainekonsentraatio nostettiin 75 painoprosenttiin samalla tavoin ja että polyanioninen dispergointiaine oli 0,6 % natriumpolyakrylaattia toisessa i4 77464 näytteessä (a) ja 0,3 % natriumpyrofosfaattia toisessa näytteessä (b) laskettuna titaanidioksidin painosta. Saadut lietteet jauhettiin sen jälkeen hiekkamyllyssä samalla tavoin kuin esimerkissä 3. Pigmentin hiukkaskoko näytteissä muuttui jauhatuksen aikana taulukossa 4 esitetyllä tavalla.

Taulukko 4 Nä>'te (a) Näyte (b)

jauhatusaika Paino-S jauhatusaika Pain°-S

(min.) 0,3 mikronia , . . 0,5 mikronia ’ imin·; 3.5 21,5 3 22,4 8.5 9,8 6 18,3 22 3,4 8 8,9 15 6,2 18 4,0 21 3,7

Jauhatuksen jälkeen näytteillä oli seuraavat ominaisuudet: Näyte Viskositeetti (cP) Kiilto Rakenne 6 rpm 60 rpm (a) 20.000 2900 62 geeli (b) 15.050 1420 57 geeli

Esimerkki 5

Esimerkin 2 pigmenttiliete jauhettiin panosmaisesti hiekkamyl-lyssä nopeudella 2900 rpm (näyte a) ja Silversen-potkurisekoit-timessa ilman mitään jauhatusainetta (näyte b) eripituisia jauhatusaikoja. Määritetyt kiillot on annettu seuraavassa taulukossa.

15 77464

Taulukko 5

Jauhat usaika (min.) 5 10 15 30 60 Näyte (a) 53 61 66 Näyte (b) 20 20 20

Esimerkki 6

Sulfaattimenetelmällä valmistettu titaanidioksidi-pigmentti pintakäsiteltiin 2,1 ?i:lla a lumin io ks id ia , 1,5 %:lla titaani-oksidia ja 1,0 ft: 11a piidioksidia ja otettiin talteen pestynä suodoskakkuna, joka sisälsi 52,5 painoprosenttia kuiva-ainetta. Tämän kakun kuiva-ainepitoisuus nostettiin 67 painoprosenttiin lisäämällä samalla tavoin pintakäsiteltyä ja spray-kuivattua, sulfaattimenetelmästä saatua titaanidioksidia. Näytteet dispergoit iin käyttämällä eri määrät natriumpolyakrylaa11ia ja 0,8 % trietanoliamiinia laskettuna titaanidioksidin painosta. Seuraavassa taulukossa on annettu eri näytteiden kiilto ja rakenne sen jälkeen, kun niitä oli jauhettu hiekkamyl-lyssä panosmaisesti 30 minuuttia nopeudella 2900 rpm.

Taulukko 6 Näyte Polyakrylaatti, % Kiilto Rakenne 1 0,08 48 Geeli 2 0,2 41 Heikko geeli 3 0,5 42 Hieman geelimäinen

Sulfaattimenetelmän titaanidioksidia pintakäsiteltiin 2,0 ft: 11a alumiinioksidia ja 1,5 ft: 11a titaanioksidia mutta ei piidioksidilla. Kuiva-ainepitoisuus nostettiin samaan kuin edellä painesuodattamalla kuiva-ainepitoisuuteen 68 %, minkä jälkeen pitoisuus säädettiin laimentamalla 67 ft:iin.

Tuote dispergoitiin käyttämällä 0,4 ft natriumpolyakrylaattia 1,0 ft trietanoliamiinia. Samanlaisen hiekka jauhatuksen jälkeen kiilloksi saatiin 57. Tuotteella oli täydellinen gee lirakenn e.

Claims (10)

16 77464

1. Alumiinioksidilla päällystettyjen titaanidioksidihiukkasten vesilietteen valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että pestyistä titaanidioksidi-pigmenttihiukkasista, jotka on pinta-käsitelty titaanidioksidihiukkasiin verrattuna 1-4 paino-%:lla yhtä tai useampaa alumiinioksidia sisältävää (vesipitoista) oksidia, muodostetaan vesidispersio, nostetaan hiukkasten kuiva-ainekonsentraatio dispersiossa yli 60 paino-%:iin, lisätään dispersioon joko ennen sen kuiva-ainekonsentraation nostamista tai sen jälkeen dispergointiaineiden yhdistelmää, joka sisältää amiini-dispergointiainetta 0,3-3 paino-% ja anionista dispergointiainetta 0,04 - 0,75 paino-% hiukkasten määrästä, ja jauhetaan kuiva-ainepitoisuudeltaan nostettu dispersio, joka sisältää dispergointiaineiden yhdistelmää, jauhatuskappaleiden läsnäollessa ja parannetaan näin sen sisältämien titaanidioksidi-pigmenttihiukkasten kiilto- ja viskositeettiominaisuuksia käytössä, kunnes saadaan liete, jonka Brookfield viskositeetti on 400 - 3000 cP mitattuna karalla numero 3 ja kierrosluvulla 60 r/min.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että anioninen dispergointiaine on polyakrylaat-ti, polyfosfaatti, pyrofosfaatti, sitraatti, silikaatti tai tartraatti.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että anioninen dispergointiaine on natrium-, kalium- tai ammoniumsuolan muodossa.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että amiini-dispergointiaine on sekundäärinen tai tertiäärinen amiini.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnet- i7 77464 t u siitä, että amiini-dispergointiaine on alkanoliamiini.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anionisen dispergointi-aineen ja amiini-dispergoitiaineen kokonaismäärä on enintään 3 * vesipitoisella oksidilla pintakäsiteltyjen titaanidioksi-dihiukkasten painosta.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että amiini-dispergointiaineen määrä on enintään 2 % vesipitoisella oksidilla pintakäsiteltyjen metallioksidi-hiukkasten painosta.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiva-ainepitoisuudeltaan nostettua dispersiota, joka sisältää dispergointiaineiden yhdistelmää, jauhatetaan kunnes kiilloksi saadaan vähintään 50.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiva-ainepitoisuudeltaan nostettua dispersiota, joka sisältää dispergointiaineiden yhdistelmää, jauhatetaan, kunnes enintään 20 paino-% titaanidioksidi-pigment-tihiukkasten painosta on halkaisijaltaan yli 0,5 mikronia.

10. Titaanidioksidi-pigmenttihiukkasten, jotka on pintakäsitelty 0,5 - 4,0 %:lla alumiinioksidia titaanidioksidipigmenttihiuk-kasten painosta, vesidispersio, tunnettu siitä, että kuiva-ainepitoisuus on yli 60 paino-% ja joka sisältää dispergointiaineiden yhdistelmää, jossa on amiini-dispergointiainetta vähintään 0,3 % ja enintään 2 % ja anionista dispergointiainetta vähintään 0,04 % ja enintään 0,6 % vesipitoisella oksidilla pintakäsiteltyjen titaanidioksidihiukkasten painosta, jolloin enintään 20 %:lla vesipitoisella oksidilla pintakäsitellyistä titaanidioksidihiukkasista on hiukkaskoko halkaisijaltaan yli 0,5 mikronia. 18 77464 Patenitkrav