RU2042693C1 - Способ модифицирования пигментного диоксида титана - Google Patents
Способ модифицирования пигментного диоксида титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2042693C1 RU2042693C1 RU93033659/26A RU93033659A RU2042693C1 RU 2042693 C1 RU2042693 C1 RU 2042693C1 RU 93033659/26 A RU93033659/26 A RU 93033659/26A RU 93033659 A RU93033659 A RU 93033659A RU 2042693 C1 RU2042693 C1 RU 2042693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pigment
- suspension
- titanium dioxide
- modifying
- tio
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Сущность изобретения: водную суспензию пигмента, содержащую Al2O3 и SiO2 при соотношении 0,55 0,65 / 0,35 0,45, карбонизуют смесь из диоксида углерода и воздуха при 15 30° и рН конечной суспензии 11 9,2. При этом в суспензию вводят дополнительно соли элементов переменной валентности IV группы Периодической системы, например германий, цирконий, олово, гафний, свинец, в количестве 0,1 0,3% к TiO2 Показатели пигмента: атмосферостойкость 760 840 ч до сильного меления, фотохимическая активность 0,01 0,08 усл.ед. солесодержание 0,02 0,07% к TiO2 2 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к производству неорганических пигментов и наполнителей, в частности к технологии пигментного диоксида титана, получаемого по сульфатному или хлоридному способу, на стадии его модифицирования.
Качество и долговечность пигментированных диоксидом титана изделий, например лакокрасочной пленки, бумаги, пластмасс, определяются атмосферостойкостью пигмента, которая во многом зависит от фотохимической активности поверхности диоксида титана и содержания в нем водорастворимых солей.
Известны способы повышения атмосферостойкости пигментов путем нанесения на поверхность частиц защитной модифицирующей пленки из оксидов и гидроксидов различных металлов [1] Образующиеся при гидролизе соли, побочные продукты основной реакции, затем отмываются методом многократных репульпаций и фильтраций.
Однако известные способы не позволяют достичь глубокого снижения фотохимической активности. Известный метод обессоливания является трудоемким и малоэффективным, ведет к значительным потерям пигмента (до 20-80 кг/т) образованию большого объема загрязненных сточных вод (до 20 м3/т продукта) и не обеспечивает хорошей отмывки пигмента от водорастворимых солей
Наиболее близким к изобретению является способ модифицирования пигментного диоксида титана путем карбонизации суспензии его в алюмосиликатном растворе, содержащем 0,8-1,2 мас. окиси алюминия и 0,3-0,5 мас. двуокиси кремния, в барботажной колонне углевоздушной смесью с последующим электродиализом карбонизованной суспензии [2] По данному способу получают пигмент с фотохимической активностью порядка 0,1-0,15 усл.ед. и с содержанием водорастворимых солей 0,1%
Однако этот способ имеет высокие скорости процесса карбонизации и поэтому не позволяет достичь высокого уровня атмосферостойкости из-за неравномерного образования (модифицирующей) пленки на поверхности частиц диоксида титана и бикарбонизации суспензии за счет большого расхода диоксида углерода с образованием дополнительного количества трудноотмываемых солей бикарбоната натрия, что ведет к повышенному солесодержанию в пигменте. Кроме того, известный способ недостаточно экономичен из-за непроизводительного расхода реагентов и затрат электроэнергии на стадии электродиализа.
Наиболее близким к изобретению является способ модифицирования пигментного диоксида титана путем карбонизации суспензии его в алюмосиликатном растворе, содержащем 0,8-1,2 мас. окиси алюминия и 0,3-0,5 мас. двуокиси кремния, в барботажной колонне углевоздушной смесью с последующим электродиализом карбонизованной суспензии [2] По данному способу получают пигмент с фотохимической активностью порядка 0,1-0,15 усл.ед. и с содержанием водорастворимых солей 0,1%
Однако этот способ имеет высокие скорости процесса карбонизации и поэтому не позволяет достичь высокого уровня атмосферостойкости из-за неравномерного образования (модифицирующей) пленки на поверхности частиц диоксида титана и бикарбонизации суспензии за счет большого расхода диоксида углерода с образованием дополнительного количества трудноотмываемых солей бикарбоната натрия, что ведет к повышенному солесодержанию в пигменте. Кроме того, известный способ недостаточно экономичен из-за непроизводительного расхода реагентов и затрат электроэнергии на стадии электродиализа.
Задача изобретения состоит в повышении атмосферостойкости пигмента за счет снижения фотохимической активности поверхности его и солесодержания в нем, а также в уменьшении расхода реагентов и затрат энергии.
Это обеспечивает предлагаемый способ модифицирования пигментного диоксида титана путем карбонизации водной суспензии пигмента, содержащей оксид алюминия и диоксид кремния в соотношении Al2O3 SiO2, равном 0,55-0,65/0,35-0,45, смесью из диоксида углерода и воздуха при 15-300оС и рН конечной суспензии 11-9,2.
При этом в указанную суспензию пигмента дополнительно вводят соли элементов переменной валентности IV группы Периодической системы, преимущественно германий, цирконий, олово, гафний, свинец, в количестве 0,1-0,3% к диоксиду титана.
Сущность данного способа заключается в следующем.
Наличие в суспензии диоксида титана оксида алюминия и диоксида кремния обеспечивается путем введения в нее алюмината и силиката натрия, что осуществляется до подачи суспензии в барботажную колонну, в которой проводят процесс карбонизации.
Барботажный газ, используемый для карбонизации, представляет собой смесь воздуха с диоксидом углерода ( ≈20%) и подается в нижнюю часть колонны. Суспензию диоксида титана после обработки карбонизацией подвергают традиционным операциям фильтрации, отмывки от водорастворимых солей и сушке.
Определяющим фактором в процессе нанесения равномерного модифицирующего слоя на поверхность пигмента с полным покрытием его поверхности, что обеспечивает максимальное снижение (фотохимической активности, является скорость гидролиза алюмината и силиката натрия. Экспериментально установлена оптимальная скорость гидролиза, ниже которой резко снижается производительность процесса, а выше создаются условия для неравномерного и неполного покрытия поверхности диоксида титана модифицирующей пленкой.
Уменьшение температуры исходной суспензии, кроме снижения производительности, повышает вязкость суспензии, ведет к нарушению гидродинамического режима в колонне и заметно не оказывает влияния на качество продукта.
Уменьшение рН суспензии ниже указанных значений ведет к резкому повышению солесодержания в обработанной суспензии и, как следствие, в готовом продукте, что приводит к ухудшению атмосферостойкости пигмента. Это объясняется, в частности, образованием бикарбонатов натрия в диапазоне рН 9-7 и захватом солей модифицирующим слоем.
Окончание процесса при рН выше 11 ведет к неполной карбонизации модифицирующих солей и соответственно к ухудшению качества пигмента.
Показатель фотохимической активности диоксида титана в значительной мере определяется наличие на поверхности пигмента ловушек фотоэлектронов, т.е. электронов, образующихся на поверхности TiO2 при ультрафиолетовом облучении, например при облучении солнечным светом в процессе эксплуатации пигмента.
Экспериментально установлено, что наибольшее снижение фотохимической активности наблюдается при соотношении основных модифицирующих компонентов Al2O3 и SiO2 в модифицирующем слое, равном 0,55-0,65/0,35-0,45, что объясняется образованием при этих соотношениях кристаллизационных структурных групп с незаполненными внешними оболочками, которые играют роль ловушек фотоэлектронов, образующихся на поверхности диоксида титана при облучении. Аналогичную роль фотоловушек играют и элементы переменной валентности IV группы Периодической системы: германий, цирконий, свинец, олово, гафний и др. имеющие незаполненные внешние оболочки.
Указанные элементы в виде солей вводят в суспензию перед карбонизацией, в процессе карбонизации они гидролизуются и в форме оксидов и гидроксидов осаждаются с соединениями алюминия и кремния, формируя модифицирующий слой.
При проведении процесса карбонизации в указанных технологических режимах общее содержание солей в обработанной суспензии снижается с 4-4,5 до 2,0-2,8 г/л, при этом карбонат натрия составляет 80-95% от общего солесодержания.
П р и м е р. В верхнюю часть барботажной колонны подают со скоростью 3 м3/ч водную суспензию диоксида титана концентрации 100 г/л с температурой 20оС и с содержанием алюмината и силиката натрия 0,55 и 0,35 г/л в пересчете на оксиды Al2O3 и SiO2 соответственно (отношение Al2O3/SiO2 1,57). В нижнюю часть колонны подают с расходом 15 м3/ч барботажный газ, состоящий из воздуха и ≈20% диоксида углерода.
Процесс проводят в непрерывном режиме при достижении рН суспензии на выходе из колонны 9,5 путем регулирования скорости подачи барботажного газа. Обработанную суспензию подвергают традиционным операциям фильтрации, 3-х кратной промывки и сушки.
Результаты данного примера идентифицируются с примером 3 в приведенной далее таблице.
Остальные примеры представлены в таблице.
Как показывают экспериментальные данные, проведение процесса по изобретению позволяет снизить фотохимическую активность пигментного диоксида титана в 2-3 раза, уменьшить в нем солесодержание, при этом отмывка пигмента идет значительно легче и полнее.
По данному способу расход реагентов и, в частности, диоксида углерода становится на 40-50% меньше, не требуется подогрев исходной суспензии, а поскольку исходное содержание солей в обработанной суспензии на 30-40% ниже, то уменьшаются затраты и на обессоливание.
Таким образом, изобретение позволяет получить высококачественный пигментный диоксид титана при меньших экономических затратах.
Claims (3)
1. СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПИГМЕНТНОГО ДИОКСИДА ТИТАНА, включающий карбонизацию водной суспензии пигмента, содержащей оксид алюминия и диоксид кремния, смесью из диоксида углерода и воздуха, отличающийся тем, что процесс осуществляют при 15 30oС и рН конечной суспензии 11,0 9,2.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбонизацию проводят при соотношении оксида алюминия и диоксида кремния 0,55 0,65 0,35 0,45 соответственно.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в указанную суспензию пигмента дополнительно вводят соли элементов переменной валентности IY группы, преимущественно германий, цирконий, олово, гафний, свинец, в количестве 0,1 0,3% к диоксиду титана.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93033659/26A RU2042693C1 (ru) | 1993-06-19 | 1993-06-19 | Способ модифицирования пигментного диоксида титана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93033659/26A RU2042693C1 (ru) | 1993-06-19 | 1993-06-19 | Способ модифицирования пигментного диоксида титана |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2042693C1 true RU2042693C1 (ru) | 1995-08-27 |
RU93033659A RU93033659A (ru) | 1995-10-27 |
Family
ID=20144156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93033659/26A RU2042693C1 (ru) | 1993-06-19 | 1993-06-19 | Способ модифицирования пигментного диоксида титана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2042693C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458094C2 (ru) * | 2004-07-31 | 2012-08-10 | Кронос Интернациональ, Инк. | Пигмент на основе диоксида титана и способ его получения |
RU2480498C2 (ru) * | 2006-01-30 | 2013-04-27 | Кронос Интернациональ, Инк. | Пигмент на основе диоксида титана (варианты), способ получения покрытых пигментов, способы изготовления декоративной бумаги и материалов покрытия, декоративная бумага, декоративный материал покрытия и ламинат |
RU2487150C2 (ru) * | 2006-01-30 | 2013-07-10 | Кронос Интернациональ, Инк. | ЧАСТИЦА ПИГМЕНТА ИЗ ДИОКСИДА ТИТАНА С ПЛОТНЫМ ЛЕГИРОВАННЫМ СЛОЕМ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ (SiO2) (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ С ПЛОТНЫМ ЛЕГИРОВАННЫМ СЛОЕМ SiO2 (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРАСОК, ЛАКОВ И БУМАГИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАЗВАННЫХ ЧАСТИЦ И ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БУМАГИ ИЛИ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НАЗВАННЫХ ЧАСТИЦ |
RU2695199C2 (ru) * | 2014-08-18 | 2019-07-22 | Кронос Интернациональ, Инк. | Способ покрытия поверхности неорганических частиц диоксидом кремния и по меньшей мере одним дополнительным неорганическим соединением (варианты) |
CN110564182A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-13 | 攀钢集团重庆钛业有限公司 | 高耐侯涂料专用钛白的表面处理工艺 |
-
1993
- 1993-06-19 RU RU93033659/26A patent/RU2042693C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Беленький Е.Ф. и Рискин И.В. Химия и технология пигментов. Л.: Химия, 1974, с.138-140. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 975760, кл. C 09C 3/06, 1982. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458094C2 (ru) * | 2004-07-31 | 2012-08-10 | Кронос Интернациональ, Инк. | Пигмент на основе диоксида титана и способ его получения |
RU2480498C2 (ru) * | 2006-01-30 | 2013-04-27 | Кронос Интернациональ, Инк. | Пигмент на основе диоксида титана (варианты), способ получения покрытых пигментов, способы изготовления декоративной бумаги и материалов покрытия, декоративная бумага, декоративный материал покрытия и ламинат |
RU2487150C2 (ru) * | 2006-01-30 | 2013-07-10 | Кронос Интернациональ, Инк. | ЧАСТИЦА ПИГМЕНТА ИЗ ДИОКСИДА ТИТАНА С ПЛОТНЫМ ЛЕГИРОВАННЫМ СЛОЕМ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ (SiO2) (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ С ПЛОТНЫМ ЛЕГИРОВАННЫМ СЛОЕМ SiO2 (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРАСОК, ЛАКОВ И БУМАГИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАЗВАННЫХ ЧАСТИЦ И ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БУМАГИ ИЛИ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НАЗВАННЫХ ЧАСТИЦ |
RU2695199C2 (ru) * | 2014-08-18 | 2019-07-22 | Кронос Интернациональ, Инк. | Способ покрытия поверхности неорганических частиц диоксидом кремния и по меньшей мере одним дополнительным неорганическим соединением (варианты) |
CN110564182A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-13 | 攀钢集团重庆钛业有限公司 | 高耐侯涂料专用钛白的表面处理工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1128256A (en) | Process for the production of titanium dioxide pigments with high weather resistance | |
US3515566A (en) | Process for producing coated titanium dioxide pigment | |
CN1064285A (zh) | 在制备含微量色素的二氧化钛时添加胶体二氧化锡 | |
JP5327660B2 (ja) | 低温での改良された光沢を有する二酸化チタンを生成するための方法 | |
RU2149167C1 (ru) | Способ получения структурированного композиционного пигментного материала | |
FI95587C (fi) | Menetelmä happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi täyteainehiukkasille | |
RU2042693C1 (ru) | Способ модифицирования пигментного диоксида титана | |
CN103635542B (zh) | 经过处理的无机颗粒 | |
JPH0859241A (ja) | 二酸化チタンのスラリー | |
AU2001255328A1 (en) | Methods for producing titanium dioxide having improved gloss at low temperatures | |
US5730796A (en) | Durable pigmentary titanium dioxide and methods of producing the same | |
JP2001226114A (ja) | アミノ珪酸塩ポリマーの製造方法 | |
EP0328712B1 (en) | Process of producing plate-shaped calcium carbonate particles | |
FI76363C (fi) | Aluminiumoxidbelagd tio2-pigment. | |
US5792250A (en) | Process for the production of inorganically coated pigments and fillers | |
JPH0339017B2 (ru) | ||
JPS62235215A (ja) | ルチル型酸化チタンゾルの製造方法 | |
SU841595A3 (ru) | Способ переработки водной суспензиигидРАТА дВуОКиСи ТиТАНА HA пигМЕНТ | |
RU2162869C2 (ru) | Способ поверхностной обработки диоксида титана | |
US4846891A (en) | Titanium dioxide pigment, electrophoretic coating compositions including such pigment, and method for treating titanium dioxide pigment | |
US4227934A (en) | Use of ion exchange resins in preparation of high solid TiO2 slurries | |
SU1330077A1 (ru) | Способ обесфторивани природных вод | |
CN1240785C (zh) | 活性锆白颜料的制备方法 | |
RU2179153C1 (ru) | Способ получения диоксида кремния | |
SU1244160A1 (ru) | Способ модифицировани глины |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20050512 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20061026 |
|
QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20061026 |
|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 24-1995 FOR TAG: (22) |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100630 |