RU2404216C2 - Silica-based inorganic pigment and preparation method thereof - Google Patents
Silica-based inorganic pigment and preparation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2404216C2 RU2404216C2 RU2008137001/05A RU2008137001A RU2404216C2 RU 2404216 C2 RU2404216 C2 RU 2404216C2 RU 2008137001/05 A RU2008137001/05 A RU 2008137001/05A RU 2008137001 A RU2008137001 A RU 2008137001A RU 2404216 C2 RU2404216 C2 RU 2404216C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silica
- pigment
- transition metals
- marshalite
- tungsten
- Prior art date
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству неорганических пигментов и может быть использовано для изготовления эмалей, глазурей, керамических красок, наполнителей полимеров, а также для объемного и поверхностного окрашивания строительных материалов и изделий.The invention relates to the production of inorganic pigments and can be used for the manufacture of enamels, glazes, ceramic paints, polymer fillers, as well as for bulk and surface coloring of building materials and products.
Известен неорганический пигмент на основе пироксена и способ его получения путем взаимодействия пироксенового минерала с соединением, окрашенным катионом элемента триады железа - молибдофосфатом железа, кобальта или никеля, синтезированными и кристаллизованными непосредственно в растворе при 30-60°С в течение 15-30 минут (RU 2269553, 2005).A known inorganic pigment based on pyroxene and a method for its preparation by reacting a pyroxene mineral with a compound colored with a cation of an element of an iron triad — iron, cobalt or nickel molybdophosphate, synthesized and crystallized directly in solution at 30-60 ° C for 15-30 minutes (RU 2269553, 2005).
Молибдофосфаты элементов триады железа осаждают в процессе синтеза на дисперсный пироксеновый минерал (диопсид или волластонит), фильтруют и сушат при температуре 120-180°С.The molybdophosphates of the elements of the iron triad are precipitated during the synthesis on a dispersed pyroxene mineral (diopside or wollastonite), filtered and dried at a temperature of 120-180 ° C.
Недостатком известного способа получения неорганического пигмента является необходимость измельчения пироксенового минерала до размеров частиц менее 10 мкм, ограниченная цветовая гамма.A disadvantage of the known method for producing an inorganic pigment is the need to grind the pyroxene mineral to particle sizes less than 10 microns, limited color gamut.
Наиболее близким техническим решением являются пигменты на основе кремнезема (SiO2) и оксида железа (Fe2O3) и способ их получения, в котором высокодисперсную кремнеземистую пыль, полученную при конденсации газов, выделившихся при производстве металлического кремния и/или его сплавов, перемешивают с оксидом железа (RU 2218371, 2003). Содержание высокодисперсной кремнеземистой пыли 70-80 мас.%, оксида железа 2-30 мас.%. Смесь агломерируют, обжигают в течение 1-24 часов при 800-1300°С. Высокотемпературный обжиг исходной смеси проводят с целью взаимодействия кремнезема с оксидом железа, выступающим в качестве хромофора. Обожженный пигмент перемешивают, измельчают, окончательно перемешивают и контролируют цветность. Готовый продукт дозируют и упаковывают. После агломерирования можно дополнительно провести распыление и предварительный обжиг с последующим охлаждением. Пигменты имеют красно-оранжевый оттенок.The closest technical solution is pigments based on silica (SiO 2 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) and a method for their production, in which highly dispersed siliceous dust obtained by condensation of gases released during the production of metallic silicon and / or its alloys is mixed with iron oxide (RU 2218371, 2003). The content of fine silica dust is 70-80 wt.%, Iron oxide is 2-30 wt.%. The mixture is agglomerated, fired for 1-24 hours at 800-1300 ° C. High-temperature firing of the initial mixture is carried out with the aim of interaction of silica with iron oxide acting as a chromophore. The calcined pigment is mixed, crushed, finally mixed and the color is controlled. The finished product is dosed and packaged. After agglomeration, further spraying and pre-firing can be carried out, followed by cooling. The pigments have a red-orange hue.
Недостатками пигментов данного состава являются его высокая стоимость, обусловленная значительными энергетическими затратами при его получении, и ограниченная цветовая гамма.The disadvantages of the pigments of this composition are its high cost, due to significant energy costs when it is received, and limited color gamut.
Задачей изобретения является упрощение способа и получение интенсивно окрашенного неорганического пигмента широкой цветовой гаммы.The objective of the invention is to simplify the method and obtain intensely colored inorganic pigment in a wide range of colors.
Поставленная задача достигается тем, что неорганический пигмент в качестве основы содержит природный кремнеземистый минерал - маршалит с размером частиц менее 10 мкм, а в качестве соединения, окрашенного катионом переходного металла, сорбируемого на поверхности маршалита, используют гетерополисоединение - молибдо-, вольфрамофосфаты, молибдо-, вольфрамосиликаты одного или нескольких переходных металлов из ряда: железо, кобальт, никель, медь, марганец, хром при следующем соотношении компонентов, мас.%:The objective is achieved in that the inorganic pigment as a base contains a natural siliceous mineral - marshalite with a particle size of less than 10 microns, and as a compound colored by a transition metal cation adsorbed on the surface of the marshallite, a heteropoly compound is used - molybdenum, tungsten phosphates, molybdenum, tungsten silicates of one or more transition metals from the series: iron, cobalt, nickel, copper, manganese, chromium in the following ratio of components, wt.%:
Сорбируемый пигмент наносят на маршалит (размер частиц менее 10 мкм) следующим способом: проводят осаждение гетерополисоединений переходных металлов MenHm[XY12O40]·hH2O, MenHm[XY11O39]·hH2O, MenHm[(PO4)2Y5O15]·hH2O, MenHm[XY6O24]·hH2O [где Me=Fe(II,III), Co(II), Ni(II), Cr(III), Mn (II), Cu(II); X=P, Si; Y=Mo, W; n, m≥1] из 1-50%-ных растворов при температурах 30-60°С в течение 15-30 минут. В кислой среде осаждаются MenHm[XY12O40]·hH2O, в слабокислой - MenHm[XY11O39]·hH2O в нейтральной - MenHm[(PO4)2Y5O15]·hH2O, MenHm[XY6O24]·hH2O.The sorbed pigment is applied to marshalite (particle size less than 10 μm) in the following way: the heteropoly compounds of transition metals are deposited Me n H m [XY 12 O 40 ] · hH 2 O, Me n H m [XY 11 O 39 ] · hH 2 O, Me n H m [(PO 4 ) 2 Y 5 O 15 ] · hH 2 O, Me n H m [XY 6 O 24 ] · hH 2 O [where Me = Fe (II, III), Co (II), Ni (II), Cr (III), Mn (II), Cu (II); X = P, Si; Y = Mo, W; n, m≥1] from 1-50% solutions at temperatures of 30-60 ° C for 15-30 minutes. In acidic medium deposited Me n H m [XY 12 O 40] · hH 2 O, in a weakly acid - Me n H m [XY 11 O 39] · hH 2 O in neutral - Me n H m [(PO 4) 2 Y 5 O 15 ] · hH 2 O, Me n H m [XY 6 O 24 ] · hH 2 O.
В растворах могут также существовать анионы со структурой Доусона, стабильные до рН~6. Они получаются путем добавления к раствору молибдата (вольфрамата) натрия избытка H3XO4, имеют структуру общей формулы [X2Y18O62]n, образованную из двух частей, каждая из которых получается из структуры 12-молибдо(вольфрамо)-гетерополианиона при удалении трех анионов YO6. При дальнейшем увеличении рН анионы распадаются, образуя серию лакунарных форм, которые еще полностью не изучены.Anions with Dawson structure stable to pH ~ 6 can also exist in solutions. They are obtained by adding an excess of H 3 XO 4 to a solution of sodium molybdate (tungstate), have a structure of the general formula [X 2 Y 18 O 62 ] n , formed from two parts, each of which is obtained from the structure of a 12-molybdo (tungsten) -heteropolyanion when removing three anions YO 6 . With a further increase in pH, the anions decompose, forming a series of lacunar forms that have not yet been fully studied.
При концентрации раствора менее 1% количество осажденного пигмента незначительно и не приводит к заметному окрашиванию композиции. При высоких концентрациях (свыше 50%) и температурах выше 60°С идет кристаллизация примесных компонентов водного раствора. При температуре меньше 30°С интенсивность процесса осаждения низка.When the concentration of the solution is less than 1%, the amount of precipitated pigment is negligible and does not lead to a noticeable staining of the composition. At high concentrations (over 50%) and temperatures above 60 ° C, the impurity components of the aqueous solution crystallize. At temperatures less than 30 ° C, the intensity of the deposition process is low.
После осаждения суспензию (осадок) известными приемами фильтруют и сушат при температуре 120-180°С.After precipitation, the suspension (precipitate) by known methods is filtered and dried at a temperature of 120-180 ° C.
Пример 1. Оксид вольфрама WO3 в количестве 1.5 г сплавляют с 0.6 г NaOH в тигле. Полученный сплав растворяют в 50 мл Н2О, приливают к нему 10 мл 1%-ного раствора силиката натрия Na2SiO3 и 10 мл 5%-ного раствора хлорида железа FeCl3. С помощью соляной кислоты раствор доводят до рН=5-6 и нагревают до 40-60°С. После чего добавляют 5 г мелкодисперсного маршалита, (дисперсность менее 10 мкм). Взаимодействие компонентов осуществляется в течение 15 мин. После этого суспензию фильтруют, осадок переносят в керамическую емкость и сушат при 120-180°С.Example 1. Tungsten oxide WO 3 in an amount of 1.5 g is fused with 0.6 g of NaOH in a crucible. The resulting alloy is dissolved in 50 ml of H 2 O, 10 ml of a 1% solution of sodium silicate Na 2 SiO 3 and 10 ml of a 5% solution of FeCl 3 are added to it. Using hydrochloric acid, the solution was adjusted to pH = 5-6 and heated to 40-60 ° C. Then add 5 g of finely dispersed marshallite, (dispersion less than 10 microns). The interaction of the components is carried out for 15 minutes After that, the suspension is filtered, the precipitate is transferred to a ceramic container and dried at 120-180 ° C.
Получают интенсивно окрашенный пигмент желтого цвета на основе маршалита и вольфрамосиликата железа.An intensely colored yellow pigment is obtained on the basis of marshallite and iron tungsten silicate.
Пример 2. Берут 50 мл 5%-ного раствора молибдата натрия Na2MoO4, приливают к нему 10 мл 1%-ного раствора гидрофосфата натрия Na2HPO4 и 10 мл 5%-ного раствора хлорида хрома CrCl3. С помощью соляной кислоты раствор доводят до рН=5-6 и нагревают до 40-60°С. После чего добавляют 5 г мелкодисперсного маршалита (размер частиц менее 10 мкм). Взаимодействие компонентов осуществляется в течение 15 мин. После этого суспензию фильтруют, осадок переносят в керамическую емкость и сушат при 120-180°С. Получают интенсивно окрашенный пигмент зеленого цвета на основе маршалита и молибдофосфата хрома.Example 2. Take 50 ml of a 5% solution of sodium molybdate Na 2 MoO 4 , pour to it 10 ml of a 1% solution of sodium hydrogen phosphate Na 2 HPO 4 and 10 ml of a 5% solution of chromium chloride CrCl 3 . Using hydrochloric acid, the solution was adjusted to pH = 5-6 and heated to 40-60 ° C. Then add 5 g of finely dispersed marshallite (particle size less than 10 microns). The interaction of the components is carried out for 15 minutes After that, the suspension is filtered, the precipitate is transferred to a ceramic container and dried at 120-180 ° C. An intensely colored green pigment is obtained on the basis of marshallite and chromium molybdophosphate.
Пример 3. Берут 50 мл 5%-ного раствора молибдата натрия Na2MoO4, приливают к нему 10 мл 1%-ного раствора гидрофосфата натрия Na2HPO4, 10 мл 1%-ного раствора бихромата калия K2Cr2O7, нагревают и выдерживают при температуре 40-60°С и рН~2 один час (кислотность регулируют соляной кислотой). С помощью щелочи раствор доводят до рН=5-6, приливают 10 мл 5%-ного раствора хлорида меди CuCl2. После чего добавляют 5 г мелкодисперсного маршалита (размер частиц менее 10 мкм). Взаимодействие компонентов осуществляется в течение 15 мин. После этого суспензию фильтруют, осадок переносят в керамическую емкость и сушат при 120-180°С.Example 3. Take 50 ml of a 5% solution of sodium molybdate Na 2 MoO 4 , pour to it 10 ml of a 1% solution of sodium hydrogen phosphate Na 2 HPO 4 , 10 ml of a 1% solution of potassium dichromate K 2 Cr 2 O 7 , heated and maintained at a temperature of 40-60 ° C and pH ~ 2 for one hour (acidity is regulated with hydrochloric acid). Using alkali, the solution was adjusted to pH = 5-6, 10 ml of a 5% solution of copper chloride CuCl 2 was added. Then add 5 g of finely dispersed marshallite (particle size less than 10 microns). The interaction of the components is carried out for 15 minutes After that, the suspension is filtered, the precipitate is transferred to a ceramic container and dried at 120-180 ° C.
Примеры 1-3 и другие приведены в таблице.Examples 1-3 and others are shown in the table.
Использование незначительного количества хромофора, а именно катиона переходного металла (железа, кобальта, никеля, меди, марганца, хрома) приводит к интенсивному окрашиванию кремнезема. Нанесение и распределение молибдофосфатов, молибдосиликатов, вольфрамофосфатов, вольфрамосиликатов переходных металлов на кремнезем значительно снижает стоимость пигмента из-за низкой стоимости основы.The use of an insignificant amount of chromophore, namely, a transition metal cation (iron, cobalt, nickel, copper, manganese, chromium) leads to intense staining of silica. Application and distribution of molybdophosphates, molybdosilicates, tungsten phosphates, transition metal tungsten silicates on silica significantly reduces the cost of pigment due to the low cost of the base.
Получаемые пигменты широкой цветовой гаммы могут также применяться в качестве красителей водоэмульсионных и масляных красок, лаков, сухих смесей. Наличие месторождения в Новосибирской области, в 200 км от Томска, позволяет организовать производство вышеупомянутой продукции с низкой себестоимостью.The resulting pigments in a wide range of colors can also be used as water-based and oil-based paints, varnishes, and dry mixes. The presence of a field in the Novosibirsk region, 200 km from Tomsk, allows us to organize the production of the above products with low cost.
фат меди - 40molybdochromophos
copper fat - 40
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137001/05A RU2404216C2 (en) | 2008-09-15 | 2008-09-15 | Silica-based inorganic pigment and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008137001/05A RU2404216C2 (en) | 2008-09-15 | 2008-09-15 | Silica-based inorganic pigment and preparation method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008137001A RU2008137001A (en) | 2010-03-20 |
RU2404216C2 true RU2404216C2 (en) | 2010-11-20 |
Family
ID=42137006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008137001/05A RU2404216C2 (en) | 2008-09-15 | 2008-09-15 | Silica-based inorganic pigment and preparation method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2404216C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602543C1 (en) * | 2015-07-22 | 2016-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) | Method of silicic rocks processing |
-
2008
- 2008-09-15 RU RU2008137001/05A patent/RU2404216C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2602543C1 (en) * | 2015-07-22 | 2016-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) | Method of silicic rocks processing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008137001A (en) | 2010-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Low-cost bismuth yellow hybrid pigments derived from attapulgite | |
KR102107608B1 (en) | Process for preparing metal oxide coated aluminium effect pigments | |
CN107760062B (en) | Bismuth yellow/2: 1 type silicate mineral hybrid pigment and preparation method thereof | |
Cao et al. | Environmental substitution for PbCrO4 pigment with inorganic-organic hybrid pigment | |
EP0940451B9 (en) | Brilliant goniochromatic pigments based on iron oxide platelets bearing multiple coatings | |
RU2404216C2 (en) | Silica-based inorganic pigment and preparation method thereof | |
JP2014028947A (en) | Thermal resistant yellow water-containing iron oxide pigment and manufacturing method thereof, coating material and resin composition using thermal resistant yellow water-containing iron oxide pigment | |
Biswas et al. | Template-assisted alloying of atom-precise silver nanoclusters: a new approach to generate cluster functionality | |
RU2528668C2 (en) | Novel yellow inorganic pigment from samarium and molybdenum compounds and method for production thereof | |
Paborji et al. | Synthesis of (Fe, Cr) 2O3 solid solution pigment powders for ink application | |
El Hadri et al. | Liebenbergite (Ni2SiO4): Sol gel synthesis and comparative study of its color properties and those of the related Ni-doped forsterite green pigments | |
RU2357941C2 (en) | Method of ceramic materials painting | |
Li et al. | Effects of solution pH value and mineralizer on formation and color property of holmium molybdate pigment via co-precipitation and sintering | |
Partl et al. | High temperature stable bismuth vanadate composite pigments via vanadyl-exchanged zeolite precursors | |
Cui et al. | Effect of HCl on the PPO assisted sol-gel synthesis of olivine-type Co 2 SiO 4 ultrafine particles | |
CA2677276A1 (en) | Organic/inorganic complexes as color compositions | |
JP6380380B2 (en) | Method for producing heat-resistant yellow hydrous iron oxide pigment | |
Meseguer et al. | Development of blue ceramic dyes from cobalt phosphates | |
JP4678736B2 (en) | COMPOUND PARTICLE FOR YELLOW COLORING AND METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE PARTICLE FOR YELLOW COLORING | |
RU2269553C2 (en) | Pyroxenes-based inorganic pigment and a method for preparation thereof | |
Perera et al. | A novel route to synthesize metal titanium phosphate ceramic pigments: Co, Ni, and Cu-incorporated α-Ti (HPO4) 2⋅ H2O from ilmenite | |
JPH0624731A (en) | Dodecasil 1h structure-type clathsil having small average crystal size | |
Chiweshe | Characterization of molybdenum and tungsten phosphates compounds prepared using ammonium phosphate salt as flux | |
JP6355179B1 (en) | Method for producing color zeolite ceramics | |
El Jabbar et al. | Correlation between degree of crystallinity and bluing of Zn1–xCoxAl2O4 (0≤ x≤ 1) nanopowders prepared by soft chemistry route |