PL177507B1

PL177507B1 - Composite pigment substance and method of obtaining same

Info

Publication number: PL177507B1
Application number: PL93299968A
Authority: PL
Inventors: Leslie A. Simpson; John Robb; Jonathan Banford; Paul F. Dietz; John Temperley
Original assignee: Tioxide Group Services Ltd
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1999-11-30
Also published as: PL299968A1

Abstract

1. Sposób wytwarzania kompozytowej rozdrobnionej substancji pigmentowej, obejmujący utworzenie wodnej dyspersji pierwszej rozdrobnionej substancji posiadającej dodatni ładunek powierzchniowy oraz utworzenie odrębnej wodnej dyspersji drugiej, chemicznie różnej od pierwszej, rozdrobnionej substancji, posiadającej ujemny ładunekpowierzchniowy, znamienny tym, żemiesza się wodne dyspersje ze sobąprzy pH w zakresie 3 do 6 w takiej proporcji, że stosunek pierwszej rozdrobnionej substancji do drugiej rozdrobnionej substancji wynosi objętościowo od 0,05:1 do 3:1, przy czym pierwsza i druga rozdrobnione substancje są wybrane z grupy obejmującej pigmenty ditlenku tytanu, pigmenty ołowiowe, krzemiany, gliniany, węglany, gliny oraz cząstki polimeryczne wytworzone z polimerówwybranych z grupy obejmującej polistyren, polimery akrylowe oraz kopolimery polistyrenu lub polimerów akrylowych, a dyspersja końcowa wytworzona przez zmieszanie dyspersji pierwszej substancji i dyspersji drugiej substancji zawiera co najmniej 35% wagowych kompozytowej rozdrobnionej substancji pigmentowej, po czym ewentualnie wartość pH otrzymanej dyspersji końcowej doprowadza się do 8,5.A method of making a composite pigment particulate material, comprising formation of an aqueous dispersion of the first particulate substance having a positive surface charge and creating a separate aqueous dispersion of the second, chemically different from the first, a particulate substance having a negative surface charge, characterized by The aqueous dispersions are combined with a pH in the range of 3 to 6 in such a proportion that the ratio of the first the particulate substance to the second particulate substance is from 0.05: 1 to 3: 1, with the first and second particulates selected from the group consisting of titanium dioxide pigments, lead pigments, silicates, aluminates, carbonates, clays and polymer particles made of polymers selected from the group consisting of polystyrene, polymers acrylic and copolymers of polystyrene or acrylic polymers, and final dispersion prepared by mixing a dispersion of the first substance and the dispersion of the second substance contains at least 35 wt.% of the composite pigment particulate material, after optionally, the pH of the final dispersion obtained is adjusted to 8.5.

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób wytwarzania kompozytowej substancji pigmentowej, złożonej z połączenia cząstek dwóch różnych substancji.The present invention relates to a process for the production of a composite pigment substance consisting of particles of two different substances.

Wiadomo jest, że zdyspergowanie pigmentu w układzie pigmentowanym, takim jak warstwa farby, silnie wpływa na optyczną wydajność pigmentu. W szczególności flokulacja cząstek pigmentu poważnie zmniejsza wydajność, z jaką cząstki rozpraszają światło.It is known that dispersing a pigment in a pigmented system such as a paint layer strongly affects the optical performance of the pigment. In particular, the flocculation of pigment particles severely reduces the light scattering efficiency of the particles.

Celem wynalazku jest więc zaproponowanie sposobu wytwarzania kompozytowej substancji pigmentowej, wykazującej doskonałe właściwości rozpraszania światła, której skłonność do flokulacji jest zmniejszona w porównaniu z wieloma pigmentami konwencjonalnymi.The object of the invention is therefore to propose a process for the production of a composite pigment substance which exhibits excellent light scattering properties and whose tendency to flocculate is reduced compared to many conventional pigments.

Sposób wytwarzania kompozytowej rozdrobnionej substancji pigmentowej obejmuje utworzenie wodnej dyspersji pierwszej rozdrobnionej substancji posiadającej dodatni ładunek powierzchniowy oraz utworzenie odrębnej wodnej dyspersji drugiej, chemicznie różnej od pierwszej, rozdrobnionej substancji, posiadającej ujemny ładunek powierzchniowy, i zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że miesza się wodne dyspersje ze sobąprzy pH w zakresie 3 do 6 w takiej proporcji, że stosunek pierwszej rozdrobnionej substancji do drugiej rozdrobnionejThe method for producing a composite pigment particulate substance comprises forming an aqueous dispersion of a first particulate substance having a positive surface charge and forming a separate aqueous dispersion of a second, chemically different from the first, particulate substance having a negative surface charge, and according to the invention is characterized in that the aqueous dispersions are mixed. the pH is in the range 3 to 6 in such a proportion that the ratio of the first particulate substance to the second particulate substance

177 507 substancji wynosi objętościowo od 0,05:1 do 3:1, przy czym pierwsza i druga rozdrobnione substancje są wybrane z grupy obejmującej pigmenty ditlenku tytanu, pigmenty ołowiowe, krzemiany, gliniany, węglany, gliny oraz cząstki polimeryczne wytworzone z polimerów wybranych z grupy obejmującej polistyren, polimery akrylowe oraz kopolimery polistyrenu lub polimerów akrylowych, a dyspersja końcowa wytworzona przez zmieszanie dyspersji pierwszej substancji i dyspersji drugiej substancji zawiera co najmniej 35% wagowych kompozytowej rozdrobnionej substancji pigmentowej, po czym ewentualnie wartość pH otrzymanej dyspersji końcowej doprowadza się do 8,5.177,507 substances are from 0.05: 1 to 3: 1 by volume, with the first and second particulates selected from the group consisting of titanium dioxide pigments, lead pigments, silicates, aluminates, carbonates, clays, and polymer particles made of polymers selected from the group consisting of polystyrene, acrylic polymers, and copolymers of polystyrene or acrylic polymers, and the final dispersion prepared by mixing the dispersion of the first substance and the dispersion of the second substance contains at least 35% by weight of the composite pigment particulate material, and optionally the pH of the obtained final dispersion is adjusted to 8. 5.

Produktem sposobu według wynalazku jest kompozytowa substancja pigmentowa, zawierająca cząstki co najmniej dwóch chemicznie różnych substancji, różniące się znakiem ładunku powierzchniowego. W ogólnym przypadku, w sposobie można stosować dowolną rozdrobnioną substancję z wymienionych powyżej, chociaż ze względu na to, że wytworzona substancja jest pigmentowa, co najmniej jedna z substancji będzie substancją uważaną normalnie za pigment.The product of the process according to the invention is a composite pigment substance containing particles of at least two chemically different substances differing in the sign of their surface charge. In general, any of the particulates mentioned above may be used in the process, although since the resulting material is pigmented, at least one of the substances will be a substance normally considered to be a pigment.

Skutkiem obecności powierzchniowych ładunków na cząstkach jest odpychanie pomiędzy cząstkami o podobnych ładunkach i przyciąganie pomiędzy cząstkami o różnych ładunkach, a więc powstanie struktury, w której minimalizuje się flokulację pomiędzy cząstkami o podobnych ładunkach, a możliwa jest flokulacja cząstek o różnych ładunkach. Taka struktura pozwala na względnie dobre zdyspergowanie i zwiększa wydajność rozpraszania światła.The effect of the presence of surface charges on the particles is a repulsion between particles with similar charges and an attraction between particles with different charges, thus creating a structure in which flocculation between particles with similar charges is minimized and flocculation of particles with different charges is possible. This structure allows relatively good dispersion and increases the light scattering efficiency.

Cząstki polimerów, nazywane zwykle mikrokulkami, są doskonałymi składnikami kompozytowej substancji pigmentowej. Do wytwarzania mikrokulek nadaje się wiele polimerów·', a w handlu występuje wiele różnych typów mikrokulek. Dostępne sąna przykład mikrokulki złożone z polistyrenu, poli(chlorku winylu), polietylenu, polimerów akrylowych i wielu kopolimerów, które można stosować w sposobie według wynalazku.Polymer particles, commonly referred to as microspheres, are excellent ingredients for a composite pigment substance. Many '' polymers are suitable for making microspheres, and many different types of microspheres are commercially available. For example, there are microspheres composed of polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene, acrylic polymers, and a variety of copolymers that can be used in the process of the invention.

Gdy korzysta się z mikrokulek, mogą być one pełnymi mikrokulkami lub mogą zawierać przestrzenie puste, czyli pęcherzyki.When microspheres are used, they may be full microspheres, or may contain voids or bubbles.

W najkorzystniejszej realizacji sposobu według wynalazku wytwarza się kompozyty złożone z połączenia cząstek ditlenku tytanu i cząstek nieorganicznego wypełniacza lub polimerycznych mikrokulek. Korzystnie jest stosować ditlenek tytanu w postaci rutylu.In the most preferred embodiment of the process according to the invention, composites are produced consisting of a combination of titanium dioxide particles and particles of inorganic filler or polymeric microspheres. It is preferable to use the titanium dioxide in rutile form.

Korzystnie wymiary cząstek rozdrobnionych substancji zależą do pewnego stopnia od natury cząstek. Gdy jedną z substancji rozdrobnionych włącza się do kompozytu głównie ze względu na działanie pigmentowe, średni rozmiar cząstek substancji powinien korzystnie być taki, aby zapewnić optymalne właściwości pigmentowe tej substancji. Np. w przypadku stosowania pigmentu ditlenku tytanu jako jednej z substancji rozdrobnionych, przeciętny rozmiar jego kryształów powinien korzystnie wynosić od około 0,05 do 0,5 pm. Dla rutylowego ditlenku tytanu przeciętny rozmiar kryształów powinien najkorzystniej wynosić od 0,2 do 0,3 pm, a dla anatazowego ditlenku tytanu przeciętny rozmiar kryształów powinien najkorzystniej wynosić od 0,1 do 0,35 pm. .Preferably, the particle size of the particulate substances depends to some extent on the nature of the particles. When one of the particulates is included in the composite primarily for a pigment effect, the average particle size of the substances should preferably be such as to ensure optimal pigment properties for that substance. For example, in the case of using a titanium dioxide pigment as one of the particulates, the average size of its crystals should preferably be from about 0.05 to 0.5 µm. For rutile titanium dioxide, the average crystal size should most preferably be from 0.2 to 0.3 µm, and for anatase titanium dioxide, the average crystal size should most preferably be from 0.1 to 0.35 µm. .

Często jeden ze składników kompozytowej substancji pigmentowej służy do oddzielania cząstek włączonych w skład kompozytu ze względu na działanie pigmentowe lub jako nośnik dla takich cząstek pigmentowych. Takie cząstki nazywa się „cząstkami niepigmentowymi”, chociaż mogą mieć swój wkład w działanie pigmentowe kompozytu.Often, one of the components of the composite pigment substance serves to separate the particles incorporated into the composite for the pigment effect or as a carrier for such pigment particles. Such particles are referred to as "non-pigment particles" although they may contribute to the pigment performance of the composite.

Rozmiary niepigmentowych cząstek stosowanych jako jeden ze składników kompozytowej substancji pigmentowej mogą się wahać w dość szerokim zakresie. Zwykle istnieje taki rozmiar tych cząstek, przy którym kompozyt wykazuje optymalne właściwości pigmentowe i rozmiar ten zależy od natury cząstek pigmentowych. Na przykład, j eśli cząstkami pigmentowymi są cząstki rutylowego ditlenku tytanu o przeciętnych rozmiarach kryształów od 0,2 do 0,3 mm, to przeciętne rozmiary niepigmentowych cząstek wynoszą korzystnie od 0,2 do 0,3 mm.The size of the non-pigmented particles used as one of the constituents of the composite pigment material can vary over a fairly wide range. Typically, there is a particle size at which the composite exhibits optimal pigment properties, and the size depends on the nature of the pigment particles. For example, if the pigment particles are rutile titanium dioxide particles with an average crystal size of 0.2 to 0.3 mm, the average size of the non-pigmented particles is preferably 0.2 to 0.3 mm.

Jednak, gdy rozmiary cząstek niepigmentowych odbiegają od rozmiarów optymalnych dla właściwości pigmentowych, substancje kompozytowe otrzymywane sposobem według wynalazku wykazują tym niemniej polepszone właściwości pigmentowe w porównaniu z podobnymi pigmentowymi mieszankami wytwarzanymi przez zmieszanie bez tworzenia struktury kompozytowej zgodnie z wynalazkiem. Na przykład substancja kompozytowa wytworzona zgodnie zeHowever, when the sizes of the non-pigmented particles deviate from the optimal sizes for pigment properties, the inventive composite materials nonetheless exhibit improved pigment properties compared to similar pigmented blends made by blending without forming a composite structure in accordance with the invention. For example, a composite substance made according to

177 507 sposobem według niniejszego wynalazku z pigmentowego tlenku tytanu i wypełniacza, takiego jak glinka, pozwala wytwarzać farbę, której stosunek kontrastowy jest wyższy od stosunku kontrastowego podobnej farby, wytworzonej przez zmieszanie ditlenku tytanu i glinki.By the method of the present invention, pigmentary titanium oxide and a filler such as clay can be used to produce an ink whose contrast ratio is higher than that of a similar ink made by mixing titanium dioxide and clay.

Tak więc przydatne substancj e kompozytowe można wytwarzać sposobem według wynalazku z rutylowego ditlenku tytanu o przeciętnym rozmiarze kryształów od 0,2 do 0,3 gm, przy czym druga rozdrobniona substancja ma średnie rozmiary do około 40 gm. Stosunek ilości rozdrobnionych substancji zależy od względnych rozmiarów ich cząstek. Na przykład, gdy pigmentowymi cząstkami są cząstki ditlenku tytanu o przeciętnych rozmiarach kryształów od 0,2 do 0,3 gm, a cząstki niepigmentowe mają średnie rozmiary od 0,2 do 0,3 (gm, stosunek ilości ditlenku tytanu do ilości cząstek niepigmentowych wynosi korzystnie od 0,3:1 do 3:1 objętościowo. Jeśli jednak niepigmentowe cząstki mająprzeciętne rozmiary od 0,5 do 10 gm, stosunek ilości ditlenku tytanu do ilości cząstek niepigmentowych wynosi korzystnie od 0,05:1 do 1,5:1 objętościowo.Thus, useful composite materials can be produced by the process of the invention from rutile titanium dioxide with an average crystal size of 0.2 to 0.3 gm, the second particulate material having an average size of up to about 40 gm. The ratio of the amount of ground substances depends on the relative size of their particles. For example, when the pigmented particles are titanium dioxide particles with an average crystal size of 0.2 to 0.3 gm, and the non-pigmented particles have an average size of 0.2 to 0.3 (gm, the ratio of titanium dioxide to non-pigment particles is preferably from 0.3: 1 to 3: 1 by volume However, if the non-pigmented particles have an average size of 0.5 to 10 gm, the ratio of titanium dioxide to non-pigmented particles is preferably from 0.05: 1 to 1.5: 1 by volume. .

W sposobie według wynalazku rozdrobnione substancje, które łączą się w substancji kompozytowej, poddaje się oddzielnie dyspergowaniu z wodą. Dyspersje te można wytwarzać w dowolny sposób. Najkorzystniej jest zmieszać rozdrobnioną substancję z wodą w nieobecności środka dyspergującego, ale często wygodnie jest zastosować handlowo dostępne dyspersje, jakie często zawierają środki dyspergujące. Obecność tych środków dyspergujących nie przeszkadza zwykle w stosowaniu takich dyspersji w sposobie według wynalazku.In the process according to the invention, the particulate substances which are combined in the composite material are separately dispersed with water. These dispersions can be prepared in any way. It is most preferred to mix the particulate material with water in the absence of a dispersant, but it is often convenient to use commercially available dispersions, which often contain dispersants. The presence of these dispersants does not normally prevent the use of such dispersions in the process of the invention.

Korzystnie jest poddawać dyspersję rozdrobnionej substancji mieleniu, w celu rozerwania wszelkich obecnych agregatów i optymalizacji stopnia dyspersji cząstek. Mielenie można prowadzić przy pomocy np. szybkiego młynka wirnikowego, młyna kulowego, młyna piaskowego lub ultradźwiękami.It is preferable to subject the dispersion of the comminuted material to grinding in order to break any aggregates present and to optimize the degree of particle dispersion. Grinding can be carried out with, for example, a high-speed rotor mill, a ball mill, a sand mill or with ultrasound.

Wartość pH dyspersji pierwszej z rozdrobnionych substancji dobiera się tak, aby powierzchnia cząstek niosła dodatni ładunek. Rzeczywista wybrana wartość pH będzie zależała od natury rozdrobnionej substancji i natury powierzchni cząstek. Na przykład ditlenku tytanu z powłoką z tlenku glinu będzie niosła wyraźny ładunek dodatni w dyspersji o pH niższym niż 6, podczas gdy ładunek powierzchniowy pokrytej krzemionką cząstki ditlenku tytanu będzie wyraźnie dodatni przy pH poniżej 2.The pH of the dispersion of the first of the particulate substances is selected such that the surface of the particles bears a positive charge. The actual pH selected will depend on the nature of the particulate material and the nature of the particle surface. For example, titanium dioxide with an alumina coating will carry a marked positive charge in a dispersion having a pH lower than 6, while the surface charge of a silica-coated titanium dioxide particle will be clearly positive at a pH lower than 2.

W sposobie według wynalazku pierwsza z opisanych powyżej dyspersji zawiera cząstki o dodatnim ładunku powierzchniowym i jest mieszana z drugą dyspersją, zawierającą cząstki o ujemnym ładunku powierzchniowym. Tę drugą dyspersję można sporządzić przy jakimkolwiek pH, ale w celu uproszczenia etapu mieszania procesu korzystnie jest, aby pH drugiej dyspersji było istotnie zbliżone do pH dyspersji, w której cząstki niosądodatni ładunek powierzchniowy.In the process of the invention, the first dispersion described above contains particles having a positive surface charge and is mixed with a second dispersion containing particles having a negative surface charge. This second dispersion may be prepared at any pH, but to simplify the mixing step of the process, it is preferable that the pH of the second dispersion is substantially close to the pH of the dispersion where the particles have a positive surface charge.

Gdy wartości pH dwóch dyspersji są istotnie bliskie, kompozytową substancję pigmentową wytwarza się łatwo, łącząc te dyspersje z jednoczesnym mieszaniem w dowolny dogodny sposób. Odpowiednie połączenie uzyskuje się np. przez mieszanie mieszadłem, przepompowywanie recyrkulacyjne lub działanie drganiami ultradźwiękowymi. Zwykle jedną z dyspersji dodaje się do drugiej powoli, lub obie dyspersje dodaje się jednocześnie do strefy mieszania.When the pH of the two dispersions is substantially close, a composite pigment material is readily prepared by combining these dispersions while mixing them in any convenient manner. A suitable combination is obtained, for example, by stirring with an agitator, recirculation pumping or treatment with ultrasonic vibrations. Typically one of the dispersions is added slowly to the other, or both dispersions are added simultaneously to the mixing zone.

Może być konieczne, np. w przypadku, gdy dyspersja wykazuje niską trwałość przy wybranej wartości pH, wytwarzanie obu dyspersji przy różnych wartościach pH. Przy korzystaniu z dyspersji o istotnie różnych wartościach pH ważne jest, aby mieszać dyspersje w warunkach, w których znak ładunku powierzchniowego na żadnej z rozdrobnionych substancji nie ulega zmianie w wyniku zmian pH w czasie mieszania.It may be necessary, for example, where the dispersion has a low stability at the selected pH value, to prepare both dispersions at different pH values. When using dispersions with substantially different pH values, it is important to mix the dispersions under conditions where the sign of the surface charge on any of the particulates does not change as a result of changes in pH during mixing.

Na przykład odpowiednia wartość pH do wytwarzania kompozytu z pokrytego tlenkiem glinu ditlenku tytanu wynosi około 4 do 5. Jednak handlowo dostępne mikrokulki polimeryczne dostarcza się często w postaci dyspersji o pH około 7 do 9. Tym niemniej produkt według niniejszego wynalazku można wytworzyć z ditlenku tytanu i polimerycznych mikrokulek, dodając handlową dyspersję mikrokulek do dyspersji ditlenku tytanu przy pH od 4 do 5, i utrzymując pH powstającej mieszaniny na wartości od 4 do 5, z jednoczesnym dodawaniem kwasu.For example, a suitable pH for producing an alumina-coated titanium dioxide composite is about 4 to 5. However, commercially available polymeric microspheres are often provided in the form of a dispersion with a pH of about 7 to 9. However, the product of the present invention can be made from titanium dioxide and polymeric microspheres by adding a commercial dispersion of microspheres to the titanium dioxide dispersion at a pH of 4 to 5, and maintaining the pH of the resulting mixture at 4 to 5 while adding acid.

Sposób według wynalazku pozwala na otrzymanie substancji pigmentowej w postaci wodnej dyspersji, która jest wygodną postacią do stosowania np. w farbach wodnych lub powłokachThe method according to the invention allows to obtain the pigment substance in the form of an aqueous dispersion, which is a convenient form for use e.g. in water-based paints or coatings.

177 507 papierowych. Jednak produkt można wydzielić z dyspersji np. przez filtrację i osuszyć, otrzymując stały produkt.177 507 paper. However, the product may be isolated from the dispersion, e.g. by filtration, and dried to give a solid product.

Substancję pigmentową otrzymaną sposobem według wynalazku można stosować jako pigment w np. farbach, atramentach, papierze i tworzywach sztucznych. Wykazuje ona ulepszone właściwości pigmentowe w porównaniu z układami pigmentowymi, tworzonymi przez zwykłe mieszanie równoważnych ilości składników kompozytu.The pigment substance obtained by the process according to the invention can be used as a pigment in e.g. paints, inks, paper and plastics. It exhibits improved pigment properties compared to pigment systems formed by simply mixing equivalent amounts of the components of the composite.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.The following examples illustrate the invention.

Przykład 1Example 1

Odczyn pH 1300 g zdemineralizowanej wody ustawiono na 10 przy pomocy roztworu wodorotlenku sodu. Dodano mieszając 700 g węglanu wapnia (Snowcal 60) utrzymując pH na poziomie 10. Mieszano całość aż do zakończenia dodawania węglanu wapnia.The pH of 1300 g of demineralized water was adjusted to 10 with sodium hydroxide solution. 700 g of calcium carbonate (Snowcal 60) was added with stirring while maintaining the pH at 10. The mixture was stirred until the addition of calcium carbonate was complete.

Odczyn pH 189,4 g zdemineralizowanej wody ustawiono na 3 przy pomocy rozcieńczonego kwasu siarkowego. Do wody dodano 102 g pigmentu ditlenku tytanu (Tioxide stopnia TR92) mieszając ciągle i utrzymując pH na poziomie 3. Mieszano całość aż do zakończenia dodawania pigmentu.The pH of 189.4 g of demineralized water was adjusted to 3 with dilute sulfuric acid. 102 g of a titanium dioxide pigment (Tioxide grade TR92) was added to the water while stirring continuously and keeping the pH at 3. The mixture was stirred until the addition of the pigment was complete.

Odczyn pH zawiesiny węglanu wapnia ustawiono na 6 stosując rozcieńczony kwas siarkowy, a odczyn pH zawiesiny ditlenku tytanu ustawiono na 6 przy pomocy roztworu wodorotlenku sodu. Zawiesinę pigmentową dodano do zawiesiny węglanu wapnia, mieszając intensywnie. Po dodaniu całej ilości pigmentu mieszano jeszcze przez 10 minut.The pH of the calcium carbonate slurry was adjusted to 6 with dilute sulfuric acid and the pH of the titanium dioxide slurry was adjusted to 6 with sodium hydroxide solution. The pigment slurry was added to the calcium carbonate slurry with vigorous mixing. After all the pigment had been added, stirring was continued for 10 minutes.

Powstałą zawiesinę przesączono i przemyto gorącą wodą. Po odsączeniu i osuszeniu przez noc w temperaturze 100°C, suchy kompozyt pokruszono i przesiano przez sito 2 mm i przepuszczono przez powietrzny młyn fluidalny.The resulting suspension was filtered and washed with hot water. After filtration and drying overnight at 100 ° C, the dry composite was crushed and passed through a 2 mm sieve and passed through an air fluidized bed mill.

Powstały produkt przetestowano w następujących recepturach farb.The resulting product was tested in the following paint recipes.

Części wagowe Parts by weight Farba standardowa Standard paint Farba testowa Test paint Woda Water 38,80 38.80 38,80 38.80 Hydroksyetyloceluloza (Cellobond QP4400H) Hydroxyethylcellulose (Cellobond QP4400H) 0,50 0.50 0,50 0.50 Amoniak Ammonia 0,10 0.10 0,10 0.10 Polifosforan sodu (Calgon) Sodium Polyphosphate (Calgon) 0,40 0.40 0,40 0.40 Sól sodowa kwasu polikarboksylowego (Orotan 731) Polycarboxylic acid sodium salt (Orotan 731) 0,40 0.40 0,40 0.40 Niejonowy surfaktant (Triton CF10) Non-ionic surfactant (Triton CF10) 0,10 0.10 0,10 0.10 Karbitolooctan butylu Butyl carbitoleacetate 2,00 2.00 2,00 2.00 Niesilikonowy środek przeciwpieniący (Nopco NS1) Non-silicone antifoam (Nopco NS1) 0,10 0.10 0,10 0.10 Biocyd (Acticide BX) Biocide (Acticide BX) 0,10 0.10 0,10 0.10 Kalcynowany kaolin (Polestar 200P) Calcined kaolin (Polestar 200P) 13,20 13.20 13,20 13.20 Naturalny węglan wapnia (Snowcal 60) Natural Calcium Carbonate (Snowcal 60) 13,20 13.20 - - Ditlenek tytanu (TR92) Titanium Dioxide (TR92) 15,00 15.00 13,55 13.55 Substancja kompozytowa (TR92/Snowcal 60) Composite substance (TR92 / Snowcal 60) - - 14,65 14.65 Emulsja octanu winylu z VeoVa 10 (Emultex W/536) Vinyl acetate emulsion with VeoVa 10 (Emultex W / 536) 16,10 16.10 16,10 16.10 Stężenie objętościowe substancji rozdrobnionych Volume concentration of particulate substances 64,3% 64.3% Stężenie objętościowe ditlenku tytanu Titanium dioxide volume concentration 17,2% 17.2% Stężenie objętościowe wypełniacza Filler volume concentration 47,1% 47.1%

177 507177 507

Wyniki testuTest results

Wzorzec Template Test Test Stosunek kontrastowy przy natężeniu spryskiwania 20 m²/lContrast ratio at a rate of spraying of 20 m ² / l 88,90 88.90 90,09 90.09

Przykład 2Example 2

361 g pigmentu ditlenku tytanu (Tioxide TR92) zdyspergowano, stosując szybki wirnik w 353 g wody przy pH 4,6, zachowując takie pH przy pomocy rozcieńczonego kwasu siarkowego. Taką dyspersję pigmentu dodawano powoli w ciągu 30 minut, z łagodnym mieszaniem, do 200 g Lytron 2101 (52% wodna dyspersja cząstek polistyrenu) o pH 4,6. W czasie dodawania pH mieszaniny utrzymywano na poziomie 4,6 dodatkiem kwasu siarkowego. Po dodaniu całości zawiesiny pigmentu całość mieszano jeszcze przez 10 minut i podwyższono pH do 8,5, stosując rozcieńczony wodorotlenek amonu.361 g of a titanium dioxide pigment (Tioxide TR92) was dispersed using a high speed rotor in 353 g of water at a pH of 4.6, maintaining this pH with dilute sulfuric acid. This pigment dispersion was added slowly over 30 minutes with gentle stirring to 200 g of Lytron 2101 (52% aqueous dispersion of polystyrene particles) at pH 4.6. During the addition, the pH of the mixture was maintained at 4.6 by the addition of sulfuric acid. After the pigment suspension had been completely added, the mixture was stirred for an additional 10 minutes and the pH was raised to 8.5 using dilute ammonium hydroxide.

Analiza wykazała stosunek ilości cząstek polistyrenu do pigmentu 1,14:1 objętościowo.Analysis showed a ratio of polystyrene particles to pigment of 1.14: 1 by volume.

Produkt ten przetestowano jako zawiesinę w następującej farbie.This product was tested as a suspension in the following paint.

Części wagowe Parts by weight Farba standardowa Standard paint Farba testowa Test paint Woda Water 35,74 35.74 17,65 17.65 Hydroksyetyloceluloza (Cellobond QP4400H) Hydroxyethylcellulose (Cellobond QP4400H) 0,75 0.75 0,75 0.75 Amoniak (0,88) Ammonia (0.88) 0,34 0.34 0,34 0.34 Sól sodowa kwasu polikarboksylowego (Dispex N40) Polycarboxylic acid sodium salt (Dispex N40) 0,44 0.44 0,44 0.44 Niejonowy surfaktant (Triton CF10) Non-ionic surfactant (Triton CF10) 0,04 0.04 0,04 0.04 Rozpuszczalnik koagulujący (Texanol) Coagulating solvent (Texanol) 1,62 1.62 1,62 1.62 Środek przeciwpieniący (Foamaster E75C) Defoamer (Foamaster E75C) 0,12 0.12 0,12 0.12 Biocyd (Nuosept 95) Biocide (Nuosept 95) 0,12 0.12 0,12 0.12 Ditlenek tytanu (TR92) Titanium Dioxide (TR92) 19,60 19.60 2,45 2.45 Lytron 2105 Lytron 2105 10,87 10.87 - - Substancja kompozytowa (Lytron/TR92) Composite substance (Lytron / TR92) - - 46,12 46.12 Emulsja octanu winylu z VeoVa 10 (Vinamul 6955) Vinyl acetate emulsion with VeoVa 10 (Vinamul 6955) 30,34 30.34 30,34 30.34 Stężenie objętościowe substancji rozdrobnionych Volume concentration of particulate substances 40% 40% Stężenie objętościowe pigmentu Pigment volume concentration 20% twenty% Stężenie objętościowe wypełnienia polimerycznego The volume concentration of the polymeric filling 20% twenty%

Wyniki testuTest results

Wzorzec Template Test Test Stosunek kontrastowy przy natężeniu spryskiwania 20 m²/lContrast ratio at a rate of spraying of 20 m ² / l 89,55 89.55 90,28 90.28 2 Yb przy natężeniu spryskiwania 20 m /l 2 Yb at a spray rate of 20 m / l 81,24 81.24 82,77 82.77

Przykład 3Example 3

181 g pigmentu ditlenku tytanu (Tioxide TR92) zdyspergowano w młynie kulowym w ciągu 18 godzin w 177 g wody przy pH 4,6. Do tej dyspersji pigmentu dodano powoli 200 g Lytron 2101 (52% wodna dyspersja cząstek polistyrenu) o pH wynoszącym także 4,6. Mieszaninę mielono w młynie kulowym jeszcze przez 16 godzin utrzymując pH na poziomie 4,6 dodatkiem181 g of a titanium dioxide pigment (Tioxide TR92) were dispersed in a ball mill for 18 hours in 177 g of water at a pH of 4.6. To this pigment dispersion, 200 g of Lytron 2101 (52% aqueous dispersion of polystyrene particles) was slowly added, also having a pH of 4.6. The mixture was ball milled for an additional 16 hours while maintaining the pH at 4.6 with the addition

177 507 kwasu siarkowego. Po zmieleniu podwyższono pH do 8,5 stosując rozcieńczony wodorotlenek amonu. Analiza wykazała stosunek ilości cząstek polistyrenu do pigmentu 2,27:1 objętościowo.177 507 sulfuric acid. After grinding, the pH was raised to 8.5 with dilute ammonium hydroxide. Analysis showed a ratio of polystyrene particles to pigment of 2.27: 1 by volume.

Części wagowe Parts by weight Farba standardowa Standard paint Farba testowa Test paint Woda Water 35,68 35.68 30,82 30.82 Hydroksyetyloceluloza (Cellobond QP4400H) Hydroxyethylcellulose (Cellobond QP4400H) 0,65 0.65 0,65 0.65 Amoniak (0,88) Ammonia (0.88) 0,42 0.42 0,42 0.42 Sól sodowa kwasu polikarboksylowego (Dispex N40) Polycarboxylic acid sodium salt (Dispex N40) 0,53 0.53 0,53 0.53 Niejonowy surfaktant (Triton CF10) Non-ionic surfactant (Triton CF10) 0,04 0.04 0,04 0.04 Rozpuszczalnik koagulujący (Texanol) Coagulating solvent (Texanol) 1,98 1.98 1,98 1.98 Środek przeciwpieniący (Foamaster E75C) Defoamer (Foamaster E75C) 0,14 0.14 0,14 0.14 Biocyd (Nuosept 95) Biocide (Nuosept 95) 0,14 0.14 0,14 0.14 Ditlenek tytanu (TR92) Titanium Dioxide (TR92) 17,91 17.91 13,53 13.53 Lytron 2101 Lytron 2101 5,51 5.51 - - Substancja kompozytowa (Lytron/TR92) Composite substance (Lytron / TR92) - - 14,74 14.74 Emulsja octanu winylu z VeoVa 10 (Vinamul 6955) Vinyl acetate emulsion with VeoVa 10 (Vinamul 6955) 36,99 36.99 36,99 36.99 Stężenie objętościowe substancji rozdrobnionych Volume concentration of particulate substances 28% 28% Stężenie objętościowe pigmentu Pigment volume concentration 18% 18% Stężenie objętościowe wypełnienia polimerycznego The volume concentration of the polymeric filling 10% 10%

Wyniki testuTest results

Wzorzec Template Test Test Stosunek kontrastowy przy natężeniu spryskiwania 20 m²/lContrast ratio at a rate of spraying of 20 m ² / l 89,61 89.61 90,27 90.27 Yb przy natężeniu spryskiwania 20 m²/lYb at a spray rate of 20 m ² / l 80,09 80.09 81,38 81.38

Przykład 4Example 4

Ustawiono pH 11 wody na 3 stosując 2% wodny roztwór kwasu chlorowodorowego. Dodano powoli 800 g kalcynowanego wypełnienia glinkowego (Polestar 200P) i pH utrzymywano na poziomie poniżej 4. Powstała zawiesina zawierała 44,4% wagowych ciał stałych, a końcowe pH wynosiło 4,0. Zawiesinę zmielono w szybkim młynie wirnikowym Silverstona w ciągu 30 minut. Oddzielnie obniżono do 4,0 pH 1000 g 48% dyspersji kulek polistyrenowych (Lytron 2101).The pH of the water was adjusted to 3 with 2% aqueous hydrochloric acid. 800 g of calcined clay filler (Polestar 200P) was slowly added and the pH was kept below 4. The resulting slurry had 44.4 wt% solids and the final pH was 4.0. The slurry was milled on a Silverston high speed rotary mill for 30 minutes. The pH of 1000 g of 48% dispersion polystyrene beads (Lytron 2101) was lowered separately to 4.0.

Zawiesinę wypełniacza i dyspersję kulek zmieszano w ultradźwiękowej komorze przepływowej przepompowując ze względnym natężeniem 20 części dyspersji Lytronu na 30 części zawiesiny Polestaru (objętościowo). Komorę przepływowąpoddano działaniu ultradźwięków o częstotliwości 20 kHz przy mocy wyjściowej 300 W. Po 15 minutach zbiornik z zawiesinąPolestaru opróżnił się i przepływ Lytronu wstrzymano. Odczyn pH produktu podniesiono do 8,5 stosując rozcieńczony amoniak. Aby zapewnić jednorodność zawiesiny mielono ją w młynie statorowo-rotorowym Silverstona przez 5 minut. Zawiesinę zanalizowano i stwierdzono, że zawiera (wagowo) 57,4% wody, 29,8% Polestaru i 12,8% kulek Lytron.The filler slurry and the spherical dispersion were mixed in an ultrasonic flow cell by pumping at a relative rate of 20 parts of Lytron dispersion to 30 parts of Polestar slurry (by volume). The flow cell was sonicated at 20 kHz with an output of 300 W. After 15 minutes, the tank containing the Polyestar slurry was emptied and the flow of the Lytron was stopped. The pH of the product was raised to 8.5 with dilute ammonia. To ensure homogeneity of the suspension, it was ground in a Silverston stator-rotor mill for 5 minutes. The slurry was analyzed and found to contain (by weight) 57.4% water, 29.8% Polestar, and 12.8% Lytron beads.

Produkt oglądano pod transmisyjnym mikroskopem elektronowym, który wykazał, że kulki polistyrenu były rozłożone w warstwie wokół cząstek glinki i nie zaobserwowano obecności kłaczków z kulek polistyrenu.The product was viewed under a transmission electron microscope which showed that the polystyrene spheres were distributed in a layer around the clay particles, and no polystyrene spherical flocs were observed.

177 507177 507

Przykład 5Example 5

Wytworzono zawiesinę pigmentu ditlenku tytanu (Tioxide TR92) w stężeniu 50% wagowych części stałych przy pH 4,5, mieląc pigment z wodą przy pH 4,5.A titanium dioxide pigment (Tioxide TR92) suspension was prepared at 50 wt% solids at pH 4.5 by grinding the pigment with water at pH 4.5.

Przygotowano zawiesiny kompozytowego pigmentu przy trzech różnych stosunkach objętościowych kulek polimeru do ditlenku tytanu (1,07:1,1,54:1 i 2,11:1), mieszając porcje wymienionej zawiesiny z zawiesiną pustych polimerycznych kulek sprzedawanych jako Ropaąue OP62 (Rohm i Haas) w przepływowej komorze ultradźwiękowej. Zawiesina kulek zawierała 38% wagowych części stałych i dodano do niej 5% Fenoponu EP100 (surfaktant) ustawiając pH na 4,5 przed zmieszaniem z zawiesiną ditlenku tytanu. Mieszanie w przepływowej komorze ultradźwiękowej osiągnięto, stosując ultradźwięki o częstotliwości 20 kHz przy mocy wyjściowej 300 W.Composite pigment slurries were prepared at three different volume ratios of polymer to titanium dioxide (1.07: 1.1.54: 1 and 2.11: 1) by mixing aliquots of said slurry with a slurry of hollow polymeric spheres sold as Ropaque OP62 (Rohm and Haas) in a flow ultrasonic chamber. The bead slurry contained 38 wt% solids, and 5% Fenopone EP100 (surfactant) was added thereto by adjusting the pH to 4.5 before mixing with the titanium dioxide slurry. Mixing in a flow-through ultrasonic chamber was achieved using ultrasound at a frequency of 20 kHz with an output power of 300 W.

Trzy zawiesiny pigmentów kompozytowych włączono w skład farb w taki sposób, że każda farba zawierała 40% objętościowych cząstek rozdrobnionych (p.v.c.). Wartość p.v.c. reprezentuje łączny procent objętościowy pigmentu kompozytowego w suchej warstwie farby. Trzy farby wytworzone z trzech zawiesin pigmentów opisanych powyżej wykazywały stężenie kulek (b.v.c) odpowiednio 20,7%, 24,3% i 27,2% i stężenia objętościowe TiO₂ odpowiednio 19,3%, 15,7% i 12,8%.Three composite pigment suspensions were incorporated into the paints in such a way that each paint contained 40% by volume of particulate (pvc) particles. The pvc value represents the total percentage by volume of the composite pigment in the dry paint film. The three paints made from the three pigment suspensions described above had a spherical concentration (bvc) of 20.7%, 24.3% and 27.2%, respectively, and TiO ₂ volume concentrations of 19.3%, 15.7% and 12.8%, respectively. .

Farby wytworzono, mieszając ze sobąwszystkie składniki różne od emulsji tworzącej warstwę (Vinamul 6955) i kompozytowej zawiesiny pigmentowej. Do zmieszanych składników dodano emulsję tworzącą warstwę, a następnie kompozytową zawiesinę pigmentową i całość wymieszano. Wytworzono trzy farby standardowe mające takie same składy jak trzy farby zawierające kompozytowe pigmenty w konwencjonalny sposób wytwarzania farb. Farby miały poniżej podane składy. Kulki Ropaąue OP62 zastosowano w postaci 38% dyspersji, a kompozytowy pigment w postaci zawiesiny, otrzymanej w sposób jak powyżej. Składy opisano jednak w odniesieniu do suchej masy, z wodą dodawaną z kulkami i kompozytowym pigmentem włączonym w podaną niżej ilość wody.The paints were prepared by mixing together all the ingredients other than the film-forming emulsion (Vinamul 6955) and the composite pigment dispersion. The film-forming emulsion was added to the mixed components, followed by the composite pigment slurry, and mixed. Three standard inks were prepared having the same compositions as the three inks containing composite pigments in a conventional paint manufacturing process. The paints had the following compositions. The Ropaque OP62 beads were used as a 38% dispersion and the composite pigment as a suspension obtained as above. The compositions are, however, described in terms of dry matter, with the water added with the spheres and the composite pigment incorporated in the amount of water given below.

Stosunek objętościowy kulki polimeru:ditlenek tytanu Polymer ball volume ratio: titanium dioxide Części wagowe Parts by weight 1,07:1 1.07: 1 1,54:1 1.54: 1 2,11:1 2.11: 1 Farba standardowa Paint standard Farba testowa Paint test Farba standardowa Paint standard Farba testowa Paint test Farba standardowa Paint standard Farba testowa Paint test 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 Woda Water 214,40 214.40 214,40 214.40 202,50 202.50 202,56 202.56 193,30 193.30 193,25 193.25 Hydroksyetyloceluloza (Cellobond QP4400H) Hydroxyethylcellulose (Cellobond QP4400H) 3,00 3.00 3,00 3.00 3,00 3.00 3,00 3.00 3,00 3.00 3,00 3.00 Amoniak (0,88) Ammonia (0.88) 2,32 2.32 2,32 2.32 2,32 2.32 2,32 2.32 2,32 2.32 2,32 2.32 Sól sodowa kwasu polikarboksylowego (Dispex N40) Polycarboxylic acid sodium salt (Dispex N40) 2,96 2.96 2,96 2.96 2,96 2.96 2,96 2.96 2,96 2.96 2,96 2.96 Niejonowy surfaktant (Triton CF10) Non-ionic surfactant (Triton CF10) 0,24 0.24 0,24 0.24 0,24 0.24 0,24 0.24 0,24 0.24 0,24 0.24 Rozpuszczalnik koagulujący (Texanol) Coagulating solvent (Texanol) 10,96 10.96 10,96 10.96 10,96 10.96 10,96 10.96 10,96 10.96 10,96 10.96 Środek przeciwpieniący (Foamaster E75C) Defoamer (Foamaster E75C) 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 Biocyd (Nuosept 95) Biocide (Nuosept 95) 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 Ditlenek tytanu (TR92) Titanium Dioxide (TR92) 131,35 131.35 - - 106,69 106.69 - - 87,25 87.25 - - Kulki Ropaąue OP62 (sucha masa) Ropaque OP62 balls (dry weight) 67,50 67.50 - - 79,35 79.35 - - 88,25 88.25 - - Substancja kompozytowa (Ropaque/TiO₂ - sucha masa)Composite substance (Ropaque / TiO ₂ - dry weight) - - 198,38 198.38 - - 186,04 186.04 - - 179,95 179.95

177 507 cd. tabeli177 507 cd. table

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 Vinamul 6955 (emulsja 55%) Vinamul 6955 (55% emulsion) 204,56 204.56 204,56 204.56 204,56 204.56 204,56 204.56 204,56 204.56 204,56 204.56 Stężenie objętościowe substancji rozdrobnionych Volume concentration of particulate substances 40% 40% 40% 40% 40% 40% Stężenie objętościowe kulek The volume concentration of the beads 20,7% 20.7% 24,3% 24.3% 27,2% 27.2% Stężenie objętościowe TiO₂ TiO ₂ volumetric concentration 19,3% 19.3% 15,7% 15.7% 12,8% 12.8%

Wyniki testuTest results

Farba Paint Stosunek kontrastowy przy 20 m²/lContrast ratio at 20 m ² / l Yb przy 20 m2/l Yb at 20 m2 / l Połysk 60° Gloss 60 ° 1,07:1 Standard 1.07: 1 Standard 92,0 92.0 84,9 84.9 25% 25% 1,07:1 Test 1.07: 1 Test 92,4 92.4 85,4 85.4 23% 23% 1,54:1 Standard 1.54: 1 Standard 91,3 91.3 83,8 83.8 27% 27% 1,54:1 Test 1.54: 1 Test 92,0 92.0 84,9 84.9 22% 22% 2,11:1 Standard 2.11: 1 Standard 90,1 90.1 82,5 82.5 28% 28% 2,11:1 Test 2.11: 1 Test 91,1 91.1 83,8 83.8 23% 23%

Przykład 6Example 6

Wytworzono kulki z poli(akrylanu styrenu) z monomerycznej mieszaniny zawierającej 50% styrenu, 1% kwasu metakrylowego i 49% metakrylanu metylu metodą konwencjonalnej polimeryzacji emulsyjnej.Poly (styrene acrylate) spheres were prepared from a monomeric mixture of 50% styrene, 1% methacrylic acid, and 49% methyl methacrylate by conventional emulsion polymerization.

Do 800 ml wody dodano 800 g pigmentu ditlenku tytanu (Tioxide TR92, Tioxide Group Limited) i pH ustawiono na 4,5. Powstałą zawiesinę ujednorodniono w statorowo-rotorowym młynie Silverstona w ciągu 45 minut. Odczyn pH wodnej zawiesiny kulek z poli(akrylanu styrenu) także ustawiono na 4,5.800 g of a titanium dioxide pigment (Tioxide TR92, Tioxide Group Limited) was added to 800 ml of water and the pH was adjusted to 4.5. The resulting slurry was homogenized in a Silverston stator-rotor mill for 45 minutes. The pH of the aqueous suspension of poly (styrene acrylate) beads was also adjusted to 4.5.

Zawiesinę ditlenku tytanu i zawiesinę poli(akrylanu styrenu) zmieszano, przepuszczając przez przepływową komorę ultradźwiękową przy stosunku przepływu pigmentu do kulek 1:1. W czasie mieszania zawartość komory poddano ultradźwiękom o częstotliwości 20 kHz przy mocy wyjściowej 300 W. Powstały produkt zebrano i zalkalizowano do pH 8 (rozcieńczonym amoniakiem) przed zmieleniem w młynie Silverstona przez 20 minut. Produkt zanalizowano i stwierdzono, że zawierał wodę, kulki i pigment w proporcjach wagowych 53,2:10,3:36,5.The titanium dioxide slurry and the poly (styrene acrylate) slurry were mixed by passing through an ultrasonic flow chamber at a 1: 1 pigment to bead flow ratio. While stirring, the contents of the chamber were sonicated at 20 kHz with an output power of 300 W. The resulting product was collected and basified to pH 8 (dilute ammonia) before grinding in a Silverston mill for 20 minutes. The product was analyzed and found to contain water, spheres and pigment in a weight ratio of 53.2: 10.3: 36.5.

Z powyższego produktu wytworzono farbę o stężeniu objętościowym części rozdrobnionych 40%. Farbę wytworzono mieszając razem składniki poza emulsją tworzącą warstwę (Vinamul 6955) i kompozytową mieszaniną pigmentową, a następnie dodając kolejno najpierw emulsję tworzącą warstwę, a potem zawiesinę kompozytowego pigmentu i mieszając całość. Wytworzono dwie standardowe farby, w celu wykazania przewagi kompozytowego pigmentu w tym przypadku. Obie farby zawierały kulki i ditlenek tytanu w tych samych objętościowych stężeniach jak w farbach testowych, ale żadna nie zawierała kompozytowego pigmentu. W pierwszej (I) użyto kulek z tej samej szarży, co kulki poli(akrylanostyrenowe), które posłużyły do wytworzenia kompozytowego pigmentu, a w drugiej (II) były to handlowe kulki polistyrenowe (Lytron 2101).The above product was used to prepare a paint with a ground concentration of 40% by volume. The paint was prepared by mixing the ingredients together except the film forming emulsion (Vinamul 6955) and the composite pigment mixture together, then adding first the film forming emulsion followed by the composite pigment slurry and mixing. Two standard paints were produced to demonstrate the superiority of the composite pigment in this case. Both paints contained spheres and titanium dioxide at the same volumetric concentrations as in the test paints, but neither contained a composite pigment. In the first (I) spheres were used from the same batch as the poly (styrene acrylate) spheres that were used to produce the composite pigment, and in the second (II) they were commercial polystyrene spheres (Lytron 2101).

Farby miały poniższe składy, w których ilości kulek Lytronu 2101, kulek poli(akrylanostyrenowych) i kompozytowego pigmentu podano w przeliczeniu na suchą masę, jak w przykładzie 5.The paints were of the following compositions in which the amounts of Lytron 2101 beads, poly (styrene acrylate) beads and composite pigment were based on a dry weight basis as in Example 5.

177 507177 507

Części wagowe Parts by weight Farba testowa Test paint Farba I stand. Paint and stand. Farba II stand. Paint II standard Woda Water 212,00 212.00 212,00 212.00 229,40 229.40 Hydroksyetyloceluloza (Cellobond QP4400H) Hydroxyethylcellulose (Cellobond QP4400H) 3,00 3.00 3,00 3.00 3,00 3.00 Amoniak (0,88) Ammonia (0.88) 2,32 2.32 2,32 2.32 2,32 2.32 Sól sodowa kwasu polikarboksylowego (Dispex N40) Polycarboxylic acid sodium salt (Dispex N40) 2,96 2.96 2,96 2.96 2,96 2.96 Niejonowy surfaktant (Triton CF10) Non-ionic surfactant (Triton CF10) 0,24 0.24 0,24 0.24 0,24 0.24 Rozpuszczalnik koagulujący (Texanol) Coagulating solvent (Texanol) 10,96 10.96 10,96 10.96 10,96 10.96 Środek przeciwpieniący (Foamaster E75C) Defoamer (Foamaster E75C) 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 Biocyd (Nuosept 95) Biocide (Nuosept 95) 0,80 0.80 0,80 0.80 0,80 0.80 Ditlenek tytanu (TR92) Titanium Dioxide (TR92) - - 127,90 127.90 127,90 127.90 Kulki poli(akrylanu styrenu) (sucha masa) Poly (styrene acrylate) balls (dry weight) - - 92,50 92.50 - - Kulki Lytron 2101 (sucha masa) Lytron 2101 balls (dry weight) - - - - 74,55 74.55 Pigment kompozytowy poli(akrylan styrenu)/TiO2 (sucha masa) Composite pigment poly (styrene acrylate) / TiO2 (dry weight) 220,41 220.41 Vinamul 6955 Vinamul 6955 204,56 204.56 204,56 204.56 204,56 204.56 Stężenie objętościowe substancji rozdrobnionych Volume concentration of particulate substances 40% 40% Stężenie objętościowe pigmentu Pigment volume concentration 19,4% 19.4% Stężenie objętościowe wypełnienia polimerycznego The volume concentration of the polymeric filling 20,6% 20.6%

Wyniki testuTest results

Wzorzec (I) Pattern (I) Wzorzec (II) Pattern (II) Test Test 2 Stosunek kontrastowy przy 20 m /l 2 Contrast ratio at 20 m / l 89,5 89.5 89,3 89.3 90,6 90.6 Yb przy 20 m²/lYb at 20 m ² / l 81,2 81.2 80,9 80.9 82,4 82.4 Połysk (60°) Gloss (60 °) 39% 39% 51% 51% 47% 47%

Przykład 7Example 7

Wytworzono 53% wodną zawiesinę pigmentu ditlenku tytanu (Tioxide TR92, Tioxide Group Limited). Odczyn pH zawiesiny ustawiono na 4,5 i zmielono ją w silnie ścierającym młynie, otrzymując dobrze rozdrobnioną dyspersję. Do zawiesiny pigmentowej dodano eksperymentalną emulsję polimeru octanu winylu z VeoVa o naturalnym pH 4,0 i średnim rozmiarze cząstek 0,075 pm. Dodawano wprowadzając obie ciecze jednocześnie do komory przy natężeniuA 53% aqueous titanium dioxide pigment suspension (Tioxide TR92, Tioxide Group Limited) was produced. The slurry was adjusted to pH 4.5 and ground in a high shear mill to give a fine dispersion. An experimental vinyl acetate polymer emulsion from VeoVa with a natural pH of 4.0 and an average particle size of 0.075 µm was added to the pigment suspension. Added by introducing both liquids simultaneously into the chamber at a rate

10,5 części emulsji polimeru na 1 część zawiesiny pigmentu. W celu zniszczenia koagulatów, powstałą zawiesinę dyspergowano przez 5 minut w młynku silnie ścierającym. Odczyn pH ustawiono na 8.10.5 parts of polymer emulsion to 1 part of pigment suspension. In order to destroy the coagulants, the resulting suspension was dispersed for 5 minutes in a high shear mill. The pH was adjusted to 8.

Ustalono, że skład zawiesiny (wagowy) wynosił 33,5:15,0:51,5 TiO2:kulki:woda. Stosunek ilości kulek do ilości pigmentu (objętościowy) wynosił 1,69:1. Zawiesinę umieszczono w wysokojakościowej matowej mieszaninie do wnętrz, oceniając jąjak w przykładzie 5. W tej recepturze stężenie objętościowe T1O2 wynosiło 14,88%, a stężenie objętościowe kulek octanu winylu z VeoVa wynosiło 25,11%. Farba zawierała 30,01% objętościowych części stałych. Jako wzorzec wytworzono farbę o podobnym składzie, ale w sposób konwencjonalny wytwarzania farb.The composition of the slurry (by weight) was found to be 33.5: 15.0: 51.5 TiO2: beads: water. The bead to pigment ratio (v / v) was 1.69: 1. The slurry was placed in a high quality interior matt mixture as judged as in Example 5. In this formulation the T1O2 volume concentration was 14.88% and the VeoVa vinyl acetate beads volume concentration was 25.11%. The paint contained 30.01% solids by volume. As a template, an ink of similar composition was produced but by the conventional method of making paints.

Wytworzone farby miały poniższe składy, w których ilości wagowe kulek octanu winylu z VeoVa i pigmentu kompozytowego wyrażono w przeliczeniu na suchąmasę, jak w przykładzie 5.The paints produced had the following compositions in which the amounts by weight of the VeoVa vinyl acetate beads and composite pigment were expressed on a dry weight basis as in Example 5.

177 507177 507

Części wagowe Parts by weight Farba standardowa Standard paint Farba testowa Test paint Woda Water 223,20 223.20 223,19 223.19 Hydroksyetyloceluloza (Cellobond QP4400H) Hydroxyethylcellulose (Cellobond QP4400H) 3,00 3.00 3,00 3.00 Amoniak (0,88) Ammonia (0.88) 2,32 2.32 2,32 2.32 Sól sodowa kwasu polikarboksylowego (Dispex N40) Polycarboxylic acid sodium salt (Dispex N40) 2,96 2.96 2,96 2.96 Niejonowy surfaktant (Triton CF10) Non-ionic surfactant (Triton CF10) 0,24 0.24 0,24 0.24 Rozpuszczalnik koagulujący (Texanol) Coagulating solvent (Texanol) 10,96 10.96 10,96 10.96 Środek przeciwpieniący (Foamaster E75C) Defoamer (Foamaster E75C) 0,80 0.80 0,80 0.80 Biocyd (Nuosept 95) Biocide (Nuosept 95) 0,80 0.80 0,80 0.80 Ditlenek tytanu (Tioxide TR92) Titanium Dioxide (Tioxide TR92) 101,00 101.00 - - Emulsja octanu winylu z VeoVa (sucha masa) Vinyl acetate emulsion with VeoVa (dry weight) 102,81 102.81 - - Pigment kompozytowy (emulsja polimeru z TiO₂ - sucha masa)Composite pigment (polymer emulsion with TiO ₂ - dry weight) 203,81 203.81 - - Yinamul 6955 (55%) Yinamul 6955 (55%) 204,56 204.56 204,56 204.56

Wyniki testuTest results

Wzorzec Template Test Test Połysk 60° Gloss 60 ° 61% 61% 66% 66% Stosunek spryskiwania (patrz niżej) Spray ratio (see below) 6,87 6.87 7,49 m²/l7.49 m ² / l Czynnik rozrzutu Spread factor 3,907 3.907 4,181 4.181

Uwagaattention

Stosunek spryskiwaniajest powierzchnią, którą można pokryć 11 farby, zachowując określony poziom pokrycia (w tym teście stosunek kontrastowy 98).The spray ratio is the surface that can be covered with 11 paints while maintaining a certain level of coverage (contrast ratio 98 in this test).

Przykład 8Example 8

Odczyn pH wsadu 200 g dyspersji kulek polistyrenu (Lytron 2101) zawierającego 48% części stałych obniżono z 9 do 7. Oddzielnie 187,5 g węglanu ołowiu (biały pigment ołowiowy, ALMEX z Associated Lead) zdyspergowano w stężeniu 576 g/l w wodzie, mieszając w młynku Silverstona przez 20 minut. Odczyn pH tej zawiesiny ustawiono na 6,5 i dodano ją powoli mieszając do zlewki z dyspersją kulek Lytron. Odczyn pH powstałej zawiesiny pigmentu kompozytowego podniesiono do wartości 8,5 rozcieńczonym amoniakiem. Skład zawiesiny pigmentu kompozytowego to 171,4 g węglanu ołowiu, 96 g (względem suchej masy) kulek Lytron i 378 g wody.The pH of the batch 200 g of polystyrene spherical dispersion (Lytron 2101) containing 48% solids was lowered from 9 to 7. Separately, 187.5 g of lead carbonate (white lead pigment, ALMEX with Associated Lead) was dispersed at a concentration of 576 g / L in water with stirring. in a Silverston mill for 20 minutes. The pH of this slurry was adjusted to 6.5 and added slowly with stirring to the beaker with the Lytron Bead dispersion. The pH of the resulting composite pigment suspension was raised to 8.5 with dilute ammonia. The composition of the composite pigment slurry is 171.4 g of lead carbonate, 96 g (dry weight) of Lytron spheres and 378 g of water.

Dla porównania przygotowano standardową zawiesinę o podobnym składzie, mieszając zawiesinę węglanu sodu przy pH 8 z 48% zawiesiną kulek Lytron 2101 przy pH 8.For comparison, a standard slurry of similar composition was prepared by mixing a sodium carbonate slurry at pH 8 with a 48% Lytron 2101 bead slurry at pH 8.

Farby przygotowano z dwu zawiesin stosując poniższą recepturę, w której stosunki wagowe węglanu ołowiu, kulek Lytron i pigmentu kompozytowego podano w przeliczeniu na suchą masę, jak w przykładzie 5.The paints were prepared from the two slurries using the following recipe in which the weight ratios of lead carbonate, Lytron beads and composite pigment are on a dry weight basis as in Example 5.

177 507177 507

Części wagowe Parts by weight Farba standardowa Standard paint Farba testowa Test paint Woda Water 235,85 235.85 235,85 235.85 Hydroksyetyloceluloza (Cellobond QP4400H) Hydroxyethylcellulose (Cellobond QP4400H) 1,75 1.75 1,75 1.75 Amoniak (0,88) Ammonia (0.88) 2,32 2.32 2,32 2.32 Sól sodowa kwasu polikarboksylowego (Dispex N40) Polycarboxylic acid sodium salt (Dispex N40) 2,96 2.96 2,96 2.96 Niejonowy surfaktant (Triton CF10) Non-ionic surfactant (Triton CF10) 0,24 0.24 0,24 0.24 Rozpuszczalnik koagulujący (Texanol) Coagulating solvent (Texanol) 10,96 10.96 10,96 10.96 Środek przeciwpieniący (Foamaster E75C) Defoamer (Foamaster E75C) 0,80 0.80 0,80 0.80 Biocyd (Nuosept 95) Biocide (Nuosept 95) 0,80 0.80 0,80 0.80 Węglan ołowiu (sucha masa) Lead carbonate (dry weight) 100,80 100.80 - - Kulki Lytron 2101 (sucha masa) Lytron 2101 balls (dry weight) 115,70 115.70 - - Pigment kompozytowy (sucha masa) Composite pigment (dry weight) - - 216,50 216.50 Yinamul 6955 (55%) Yinamul 6955 (55%) 204,56 204.56 204,56 204.56

Testowa farba była dobrze zdyspergowana z niewieloma cząstkami poniżej 5 gm. Wygląd standardowej farby po rozprowadzeniu zakłócała obecność wielu agregatów/aglomeratów o rozmiarach około 0,5 mm.The test paint was well dispersed with few particles below 5 gm. The appearance of the standard paint after spreading was disturbed by the presence of multiple aggregates / agglomerates having a size of about 0.5 mm.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies

Cena 4,00 zł.Price PLN 4.00.

Claims

Patent claims

A method for producing a composite pigment particulate substance comprising forming an aqueous dispersion of a first particulate substance having a positive surface charge and forming a separate aqueous dispersion and a second, chemically different from the first, particulate substance having a negative surface charge, characterized by mixing the aqueous dispersions with with each other at a pH in the range of 3 to 6 in such a proportion that the ratio of the first particulate substance to the second particulate substance is from 0.05: 1 to 3: 1 by volume, with the first and second particulates selected from the group consisting of titanium dioxide pigments, lead pigments, silicates, aluminates, carbonates, clays and polymer particles made of polymers selected from the group consisting of polystyrene, acrylic polymers and copolymers of polystyrene or acrylic polymers, and the final dispersion made by mixing a dispersion of the first substance and a dispersion of the second substance contains at least 35% by weight of composite pigment particulate material, and optionally the pH of the final dispersion obtained is adjusted to 8.5.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the aqueous dispersion of the first particulate substance and the aqueous dispersion of the second particulate substance, prepared without the aid of a dispersant, are used.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the at least one aqueous dispersion of the first particulate substance or the aqueous dispersion of the second particulate substance is milled before mixing.

4. The method according to p. The process of claim 1, wherein the dispersion of the first particulate substance is a dispersion of titanium dioxide particles having an alumina coating produced at a pH value below 6.

5. The method according to p. The process of claim 1, wherein the dispersion of the first particulate matter is a dispersion of titanium dioxide particles having a silica coating produced at a pH value below 2.

6. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the dispersions are mixed by means of a stirrer, by pumping, or by ultrasound.

7. The method according to p. The process of claim 1, wherein the two dispersions are mixed while introducing them into the mixing zone.