RU2102420C1

RU2102420C1 - Method for production of anticorrosion pigment on base of aluminium triphosphate

Info

Publication number: RU2102420C1
Application number: RU95102638A
Authority: RU
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа Производственная фирма "Оксид"
Priority date: 1995-02-22
Filing date: 1995-02-22
Publication date: 1998-01-20
Also published as: RU95102638A

Abstract

FIELD: protection of various metals and alloys against corrosion. SUBSTANCE: anticorrosion pigment on the base of aluminium phosphate is prepared according to simplified scheme. Initially dissolution of aluminium hydroxide is carried out at 60-100 C, the process takes place by feeding ortophosphoric acid with room temperature into suspension of aluminium hydroxide having concentration 180-200 g/dm³ (as calculated for dry Al(OH)₃). Then aluminium pripolyphosphate is precipitated from thus prepared solution, the process is carried out by feeding lime milk with concentration 60-90 g/dm³ (as calculated for CaO) into the same apparatus. The process takes place at room temperature till pH of precipitation is 4.5-6.6. Then mixing within 30 min, filtration and drying of finished product are carried out. EFFECT: improved efficiency. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения антикоррозионных пигментов, применяемых в грунтовках, композициях, лакокрасочных материалах для защиты различных металлов и сплавов от коррозии. Известны способы получения фосфатов кальция, цинка, алюминия (Е.Ф. Беленький, И.В. Рискин. Химия и технология пигментов. Л. 1974, с. 220; авт.св. 257091, ЧССР, МКИ C 09 C 1/02, 1989; заявка 60-38471, Япония, МКИ C 09 C 1/40, C 09 C 1/01, 1985; патент 274526, ЧСФР, МКИ C 09 C 3/04, C 09 C1/40, 1992). The invention relates to methods for producing anti-corrosion pigments used in primers, compositions, paints and varnishes to protect various metals and alloys from corrosion. Known methods for producing phosphates of calcium, zinc, aluminum (EF Belenky, IV Riskin. Chemistry and technology of pigments. L. 1974, S. 220; ed. St. 257091, Czechoslovakia, MKI C 09 C 1/02 , 1989; application 60-38471, Japan, MKI C 09 C 1/40, C 09 C 1/01, 1985; patent 274526, CSFR, MKI C 09 C 3/04, C 09 C1 / 40, 1992).

Недостатками указанных способов являются либо недостаточно высокие антикоррозионные свойства, либо сложность технологической схемы получения антикоррозионных пигментов. The disadvantages of these methods are either not enough high anticorrosion properties, or the complexity of the technological scheme for producing anticorrosive pigments.

Известен способ получения стойкой к ржавлению композиции пигмента, состоящей из смеси труднорастворимого в воде фосфата с соединениями Zn(ZnO) и/или соли H₃BаO₃ (метаборат бария). Частицы каждого компонента подвергнуты поверхностной обработке металлосодержащими мылами (стеарат алюминия и т.п.) (Заявка 2-151664, Япония. МКИ C 09 1/04, C 09 C 1/01, 1990).There is a method of obtaining a rust-resistant pigment composition consisting of a mixture of water-insoluble phosphate with Zn (ZnO) compounds and / or H ₃ BaO ₃ salt (barium metaborate). The particles of each component are surface-treated with metal-containing soaps (aluminum stearate, etc.) (Application 2-151664, Japan. MKI C 09 1/04, C 09 C 1/01, 1990).

Недостатком известного способа является сложность технологической схемы получения. The disadvantage of this method is the complexity of the technological scheme of obtaining.

Задачей изобретения является значительное упрощение технологической схемы получения при сохранении высоких антикоррозионных свойств конечного продукта. The objective of the invention is a significant simplification of the technological scheme of obtaining while maintaining high anti-corrosion properties of the final product.

Поставленная задача решается способом получения антикоррозионного пигмента на основе трифосфата алюминия (ТФА) Al(H₂PO₄)₃2H₂O, отличающимся тем, что в одном и том же аппарате сначала проводят операцию растворения суспензии гидроксида алюминия с концентрацией 180 200 г/дм³ в пересчете на сухой Al(OH)₃ при температуре 60 100^oC путем подачи ортофосфорной кислоты с температурой 20 30^o C, затем проводят операцию осаждения ТФА из полученного раствора путем подачи в аппарат известкового молока с концентрацией 60 90 г/дм³ в пересчете на CaO и комнатной температурой до достижения значения pH осаждения в пределах 4,5 6,5 с последующим перемешиванием в течение 30 мин, фильтрацией и сушкой конечного продукта.The problem is solved by the method of obtaining an anti-corrosion pigment based on aluminum triphosphate (TFA) Al (H ₂ PO ₄ ) ₃ 2H ₂ O, characterized in that in the same apparatus, the operation of dissolving the suspension of aluminum hydroxide with a concentration of 180 to 200 g / dm is first performed ³ in terms of dry Al (OH) ₃ at a temperature of 60 100 ^o C by feeding orthophosphoric acid with a temperature of 20 30 ^o C, then carry out the operation of deposition of TFA from the resulting solution by feeding lime milk with a concentration of 60 to 90 g / dm ³ in in terms of CaO and room temperature swarm to achieve pH values of precipitation within 4.5 to 6.5, followed by stirring for 30 minutes, filtration and drying of the final product.

Концентрации суспензии гидроксида алюминия и ортофосфорной кислоты подобраны экспериментально из расчета получения достаточно концентрированных по алюминию и фосфору растворов трифосфата алюминия, обеспечивающих оптимальный дисперсный состав продукта на последующей операции осаждения ТФА. Выбор температуры растворения гидроксида алюминия в интервале 60 100^oC обусловлен тем, что при температуре ниже 60^oC процесс растворения растягивается на несколько часов, а при температуре более 100^oC наблюдается сильное испарение воды и нарушение концентрационных характеристик раствора и суспензии осажденного ТФА.The concentrations of the suspension of aluminum hydroxide and phosphoric acid were selected experimentally based on the preparation of aluminum triphosphate solutions sufficiently concentrated in aluminum and phosphorus, which ensure the optimal dispersed composition of the product during the subsequent TFA deposition operation. The choice of the dissolution temperature of aluminum hydroxide in the range of 60 100 ^o C is due to the fact that at a temperature below 60 ^o C the dissolution process stretches for several hours, and at a temperature of more than 100 ^o C there is a strong evaporation of water and a violation of the concentration characteristics of the solution and suspension of precipitated TFA.

Использование при осаждении известкового молока с концентрацией менее 60 г/дм³ в пересчете на CaO приводит к получению достаточно крупных частиц ТФА, что ухудшает его антикоррозионные свойства (см. таблицу, пример 1), а применение известкового молока с концентрацией более 90 г/дм³ в пересчете на CaO приводит к получению достаточно вязких суспензий ТФА с более мелкими частицами пигмента, затрудняющими процесс фильтрации суспензии ТФА (пример 6).Use in the precipitation of milk of lime with a concentration of less than 60 g / dm ³ in terms of CaO leads to the production of sufficiently large particles of TFA, which impairs its anticorrosion properties (see table, example 1), and the use of milk of lime with a concentration of more than 90 g / dm ³ in terms of CaO results in sufficiently viscous TFA suspensions with finer pigment particles that impede the filtration of the TFA suspension (Example 6).

Выбор значения pH осаждения ТФА в пределах 4,5 6,5 обусловлен тем, что при значении pH осаждения менее 4,5 имеет место неполное осаждение фосфат-ионов и ухудшение антикоррозионных свойств пигмента (пример 12), а при значении pH более 6,5 появляются водорастворимые ионы кальция, которые также ухудшают антикоррозионные свойства (пример 11). The choice of the pH of the deposition of TFA in the range of 4.5 to 6.5 is due to the fact that at a pH of deposition of less than 4.5 there is an incomplete deposition of phosphate ions and deterioration of the anticorrosive properties of the pigment (example 12), and at a pH of more than 6.5 water-soluble calcium ions appear, which also worsen the anticorrosion properties (Example 11).

Таким образом, только предлагаемая совокупность признаков и приемов предлагаемого технического решения и экспериментально подтвержденные параметры приводят к решению поставленной задачи. Thus, only the proposed set of features and techniques of the proposed technical solution and experimentally confirmed parameters lead to the solution of the problem.

Отличие предлагаемого технического решения от известных способов заключается в получении в одном аппарате сначала раствора ТФА, а затем осаждения ТФА из раствора известковым молоком при оптимальных температурах и концентрациях реагирующих веществ и оптимальном значении pH осаждения без ухудшения антикоррозионных свойств пигмента. The difference between the proposed technical solution and the known methods is to first obtain a TFA solution in one apparatus, and then to precipitate TFA from the solution with milk of lime at optimal temperatures and concentrations of reactants and an optimal pH value of the deposition without compromising the anticorrosive properties of the pigment.

Пример 4 (по предлагаемому способу). Example 4 (by the proposed method).

В термостойкий стакан с 76,8 см³ воды вносят 14,8 г гидроксида алюминия и нагревают до температуры 80^oC, затем в суспензию гидроксида алюминия (концентрация 192 г/дм³ Al(OH)₃) добавляют 44,8 см³ 73%-ной ортофосфорной кислоты с комнатной температурой и перемешивают в течение 15 20 мин (до полного растворения гидроксида алюминия). К полученному раствору постепенно при перемешивании приливают известковое молоко в количестве 280 см³ с концентрацией 81 г/дм³ и температурой 20 30^oC, при этом pH системы повышается с 1,0 до 6,0 и происходит осаждение ТФА и частично фосфата кальция. Далее суспензию фильтруют и пасту сушат при 105^oC до влажности 1 2 мас. Полученный пигмент имеет высокие антикоррозионные свойства (на уровне свойств композиции, полученной по известному способу, и широко применяемого в настоящее время для этих целей тетраоксихромату цинка).14.8 g of aluminum hydroxide is added to a heat-resistant glass with 76.8 cm ^{3 of} water and heated to a temperature of 80 ^o C, then 44.8 cm ³ are added to a suspension of aluminum hydroxide (concentration 192 g / dm ³ Al (OH) ₃ ) 73 % phosphoric acid at room temperature and stirred for 15 to 20 minutes (until complete dissolution of aluminum hydroxide). To the resulting solution, lime milk is gradually added with stirring in an amount of 280 cm ³ with a concentration of 81 g / dm ³ and a temperature of 20-30 ^o C, while the pH of the system rises from 1.0 to 6.0 and precipitation of TFA and partially calcium phosphate. Next, the suspension is filtered and the paste is dried at 105 ^o C to a moisture content of 1 to 2 wt. The obtained pigment has high anticorrosion properties (at the level of the properties of the composition obtained by the known method, and zinc tetraoxychromate, which is currently widely used for these purposes).

Пример 14 (по известному способу). Example 14 (by a known method).

В термостойкий стакан с 300 см³ воды вносят 10 г предварительно осажденного и высушенного трифосфата алюминия AlH₂P₃O₁₀2H₂O, суспензию нагревают до 75^oC и в нее добавляют 3 г стеарата натрия и 3 г полихлорида алюминия. Полученную суспензию перемешивают в течение 1 ч при 70^oC, фильтруют, пасту сушат и измельчают, получая продукт А.In a heat-resistant glass with 300 cm ³ water, 10 g of pre-precipitated and dried aluminum triphosphate AlH ₂ P ₃ O ₁₀ 2H ₂ O are added, the suspension is heated to 75 ^o C and 3 g of sodium stearate and 3 g of aluminum polychloride are added to it. The resulting suspension is stirred for 1 h at 70 ^o C, filtered, the paste is dried and crushed, getting the product A.

В 1500 см³ воды вносят 500 г цинковых белил ZnO, суспензию нагревают до 70^oC, в нее добавляют 4 г стеарата натрия, 4 г полихлорида алюминия и перемешивают в течение 1 ч при 70^oC. Далее суспензию фильтруют, пасту сушат и измельчают, получая продукт B. Затем смешивают 100 г продукта A с 40 г продукта B, получая стойкую к ржавлению композицию пигмента с высокими антикоррозионными свойствами.In 1500 cm ^{3 of} water, 500 g of ZnO zinc oxide are added, the suspension is heated to 70 ^o C, 4 g of sodium stearate, 4 g of aluminum polychloride are added to it and stirred for 1 h at 70 ^o C. Then the suspension is filtered, the paste is dried and ground obtaining product B. Then 100 g of product A are mixed with 40 g of product B to obtain a rust-resistant pigment composition with high anti-corrosion properties.

Антикоррозионные свойства пигментов оценивали по стойкости покрытий грунтовкой ГФ-0163 (с использованием пигмента на основе ТФА, композиции пигмента по известному способу и применяемого в настоящее время тетраоксихромата цинка) к статическому воздействию 3%-ного раствора хлористого натрия при 20^oC (ТУ 6-27-12-90. Грунтовка ГФ-0163. Технические условия).The anticorrosive properties of the pigments were evaluated by the resistance of the coatings with a primer GF-0163 (using a TFA-based pigment, a pigment composition according to the known method and currently used zinc tetraoxychromate) to the static effect of a 3% sodium chloride solution at 20 ^° C (TU 6- 27-12-90. Primer GF-0163. Technical conditions).

В примерах 1 13, приведенных в таблице, представлены данные по стойкости к статическому воздействию 3%-ного раствора хлористого натрия, покрытий грунтовкой ГФ-0163 на основе пигмента, полученного по известному способу, а в примерах 14, 15 на основе композиции по предлагаемому способу и тетраоксихромата цинка. In examples 1 to 13 shown in the table, data on the resistance to static effects of a 3% solution of sodium chloride, primer coatings GF-0163 based on a pigment obtained by a known method, and in examples 14, 15 based on the composition of the proposed method and zinc tetraoxychromate.

Из данных таблицы следует, что покрытия с грунтовкой ГФ-0163 на основе пигмента, полученного по предлагаемому способу, остаются без изменений (до начала появления мелких пузырей) в течение 500 550 ч, как и покрытия, содержащие композицию по известному способу и тетраоксихромат цинка. From the table it follows that coatings with a primer GF-0163 based on the pigment obtained by the proposed method, remain unchanged (until the onset of small bubbles) for 500 550 hours, as well as coatings containing the composition according to the known method and zinc tetraoxychromate.

Эффективность предлагаемого способа получения антикоррозионного пигмента на основе ТФА заключается в значительном упрощении технологической схемы получения при сохранении высоких антикоррозионных свойств конечного продукта. The effectiveness of the proposed method for producing anti-corrosion pigment based on TFA consists in a significant simplification of the technological scheme of production while maintaining high anti-corrosion properties of the final product.

Claims

1. A method of obtaining an anti-corrosion pigment based on aluminum phosphate, characterized in that in the same apparatus, the operation of dissolving aluminum hydroxide at 60-100 ^° C is first carried out by feeding orthophosphoric acid at room temperature to a suspension of aluminum hydroxide with a concentration of 180,200 g / dm ³ in terms of dry Al (OH) ₃ , then an operation is performed to precipitate aluminum triphosphate from the resulting solution by feeding lime milk with a concentration of 60 to 90 g / dm ³ in terms of CaO and room temperature until it reaches the pH of the precipitation in the range of 4.5 to 6.5, followed by stirring for 30 minutes, filtering and drying the final product.

2. The method according to claim 1, characterized in that the operation of dissolving the aluminum hydroxide is carried out with 73% phosphoric acid.