RU2663424C2 - Пигменты на основе соединений висмута - Google Patents
Пигменты на основе соединений висмута Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663424C2 RU2663424C2 RU2016118023A RU2016118023A RU2663424C2 RU 2663424 C2 RU2663424 C2 RU 2663424C2 RU 2016118023 A RU2016118023 A RU 2016118023A RU 2016118023 A RU2016118023 A RU 2016118023A RU 2663424 C2 RU2663424 C2 RU 2663424C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sio
- pigment
- laser
- paragraphs
- biocl
- Prior art date
Links
- 239000000049 pigment Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 150000001622 bismuth compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 14
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 12
- BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N oxobismuth;hydrochloride Chemical compound Cl.[Bi]=O BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910016295 BiOF Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 9
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000976 ink Substances 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 17
- -1 for example Polymers 0.000 description 16
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 9
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 9
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 9
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 5
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229920002877 acrylic styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- YAAQEISEHDUIFO-UHFFFAOYSA-N C=CC#N.OC(=O)C=CC=CC1=CC=CC=C1 Chemical compound C=CC#N.OC(=O)C=CC=CC1=CC=CC=C1 YAAQEISEHDUIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229940073609 bismuth oxychloride Drugs 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G29/00—Compounds of bismuth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
- B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
- B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
- B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G29/00—Compounds of bismuth
- C01G29/006—Compounds containing, besides bismuth, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/0081—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
- B41J2/455—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using laser arrays, the laser array being smaller than the medium to be recorded
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в производстве пластмассовых изделий, красок, покрытий. Предложен пигмент, характеризующийся химической формулой n BO* m BiOX * o BiXO* p BiSiO, где X обозначает галоген, х=2-30, у=1-15, в случае у=1, z > 1, z=1-35, a=0-15, b=1-5, с=1-25, n=0-5, m=0-5, о=1-5, р=1-5. Для получения указанного пигмента соединение висмута, выбранное из группы BiO, BiOCl, BiONO, Bi(NO), BiOCO, BiOOH, BiOF, BiOBr, BiOCHO, Bi(CHO), BiPO, Bi(SO), BiMO(где M=Zn, Ti, Fe, Cu, Al, Zr, P, Sn, Sr, Si, Y, Nb, La, Та, Pr, Ca, Mg, Mo, W, Sb, Cr, Ba, Се и a=0,3-70, b=0,05-8 и с=1-100), покрывают SiOв присутствии соединения хлора. Затем проводят прокаливание при 300-815°С. Изобретение позволяет получить универсальную добавку в полимеры, поглощающую лазерное излучение и не вызывающую реакций разложения в полимерной матрице при нанесении лазерной маркировки на пластмассовые изделия. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к пигментам на основе соединений висмута и к их применению, предпочтительно в качестве добавки, поглощающей лазерное излучение, и к способу их изготовления.
Отличительная маркировка продуктов приобретает возрастающее значение практически во всех отраслях промышленности. Например, часто на пластмассовые детали или гибкие пластиковые пленки необходимо наносить даты изготовления, сроки годности, штрихкоды, логотипы компаний, серийные номера и т.д. В настоящее время указанные надписи обычно выполняют, применяя традиционные методы, такие как печать, горячее тиснение, другие методы тиснения или маркировки. Однако, в частности, в случае пластмасс, все большее значение приобретает бесконтактный, очень быстрый и универсальный метод осуществления надписей с применением лазеров. Применяя указанный метод, возможно с высокой скоростью наносить графические изображения, такие как, например штрихкоды, даже на неплоские поверхности. Поскольку надпись как таковая находится внутри пластмассового изделия, то она является устойчивой к истиранию.
Общеизвестно, что при облучении лазерным излучением, некоторые материалы, такие как полимеры, например пластмассы и смолы, могут поглощать энергию лазерного излучения и преобразовывать эту энергию в тепло, и при этом в материале может происходить реакция изменения цвета (= надпись). Поглотители лазерного излучения применяют для улучшения поглощения лазерного излучения, в случае, если свойственная способность полимера в отношении поглощения лазерного излучения является неподходящей.
До настоящего времени было сложно или даже невозможно осуществлять надпись с применением лазера на многих пластмассах, например, полиолефинах и полистиролах. Лазер СО2, который излучает инфракрасный свет в области 10,6 мкм, приводит только к очень слабой, практически неразборчивой надписи на полиолефинах или полистиролах, даже при применении высокой мощности. В случае полиуретановых эластомеров и эластомеров на основе простого полиэфира и сложного эфира, нет взаимодействия с лазерами на алюмоиттриевом гранате с примесью неодима, а тиснение возникает только при применении лазеров СО2. При этом пластмассы не должны отображать или передавать какое-либо лазерное излучение, поскольку тогда взаимодействия не возникает. И при этом не должно происходить чрезмерно сильное поглощение, поскольку в этом случае пластмасса испаряется, оставляя лишь тиснение. Поглощение лазерных лучей, и вследствие этого, взаимодействие с материалом, зависит от химической структуры композиции и от длины волны лазера, который применяют. Часто необходимо добавлять подходящие добавки, такие как поглотители, для того чтобы придать пластмассам способность к осуществлению в них надписи с помощью лазера.
Подходящий поглотитель должен иметь очень бледный собственный цвет и/или должен применяться только в очень небольших количествах. Предшествующий уровень техники раскрывает, что контрастное вещество триоксид сурьмы удовлетворяет таким критериям. Однако триоксид сурьмы является токсичным и, как полагают, канцерогенным, и вследствие этого, для осуществления лазерных надписей желательны не содержащие сурьмы добавки.
Не содержащие сурьмы добавки для осуществления лазерной надписи известны из литературы, как описано, например, в заявках на получение патента WO 2011/083100, WO 2011/050934 и WO 2006/065611. При этом ЕР 1190988 B1 раскрывает составы, способные к осуществлению в них надписи с помощью лазера, которые включают висмут и по меньшей мере один дополнительный металл. US 2007/029294 относится к осуществлению лазерной надписи в полимерах, содержащих соединения формулы MOCl, где М представляет собой либо As, Sb, либо Bi, и которые содержат BiONO3, Bi2O2CO3, BiOOH, BiOF, BiOBr, Bi2O3 или BiOC3H5O7.
WO 2011/050934, например, описывает стабилизацию Bi2O3 с помощью экструзии Bi2O3 и функционализованного полимера, таким образом, что добавка, содержащая Bi2O3, может впоследствии включаться в полимеры ("матрицу"), имеющие температуру плавления выше чем 220°С, например, в сложный полиэфир, полиамид или поликарбонат. Недостаток этого способа состоит в том, что полученная таким образом добавка висмута не может применяться универсально для любой полимерной матрицы, т.е. существует несмешиваемость с разными полимерами, например с полиэтиленом и полиамидом.
Недостаток добавок для осуществления лазерной надписи на основе висмута состоит в том, что они не подходят для всех типов пластмасс. В некоторых матричных полимерах, соединения висмута показывают сильное обесцвечивание, в случае, когда применяют высокие температуры обработки, т.е. >220°С. В указанных случаях, Bi2O3 не может применяться в качестве цветообразующего компонента для лазерной надписи в матричных полимерах, например, в случае полиамида, поскольку во время обработки происходит экзотермическая реакция (разложение), что приводит к чрезвычайному обесцвечиванию продукта. Продукт становится темным, и обозначение больше не является видимым.
По этой причине, задачей настоящего изобретения является обеспечение пигмента на основе одного или большего количества соединений висмута в виде, в котором он может универсальным образом включаться в качестве добавки, предпочтительно в качестве лазерочувствительной добавки, непосредственно в любой полимер, не вызывая реакций разложения, которые происходят в полимерной матрице. Пигмент предпочтительно должен быть бесцветным, для того чтобы подходить для универсального применения в качестве лазерочувствительной добавки.
Неожиданно, было выявлено, что пигменты на основе одного или большего количества соединений висмута, которые покрыты SiO2, в присутствии соединения, содержащего хлор, и впоследствии прокаленные, не проявляют реакций разложения при включении в пластмассы, и, кроме того, не наблюдается никаких сложностей во время обработки, таких как, например, несмешиваемость. Этому способствует образование во время прокаливания фаз BixXyOz и BiaSibOc, таких как, например, фазы Bi4Cl2O5, Bi12Cl6O15, Bi24Cl10O31, Bi2SiO5, Bi4(SiO4)3 и/или Bi12SiO20.
Таким образом, изобретение относится к пигментам формулы I
где
X обозначает галоген, предпочтительно Cl
х обозначает 2-30, предпочтительно 2-25
у обозначает 1-15, при этом, в случае, когда у=1, z тогда является > 1,
z обозначает 1-35
а обозначает 0-15
b обозначает 1-5
с обозначает 1-25, предпочтительно 1-20 и
n обозначает 0-5
m обозначает 0-5
о обозначает 1-5
р обозначает 1-5.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления пигментов в соответствии с изобретением и к применению пигментов в качестве добавки, среди прочего, в красках, покрытиях, пластмассах, типографских красках и в косметических составах.
Подходящими базовыми подложками как таковыми являются все непокрытые соединения висмута, известные специалисту в данной области техники, такие как, например, Bi2O3, BiOCl, Bi(NO3)3, BiONO3, Bi2O2CO3, BiOOH, BiOF, BiOBr, BiOC3H5O7, Bi(C7H5O2)3, BiPO4, Bi2(SO4)3, BiaMbOc (где M=Zn, Ti, Fe, Cu, Al, Zr, P, Sn, Sr, Si, Y, Nb, La, Та, Pr, Ca, Mg, Mo, W, Sb, Cr, Ba, Се и a=0,3-70, b=0,05-8 и с=1-100). Особенно предпочтительными базовыми подложками являются Bi2O3, кроме того, BiOCl, BiOOH, BiOF и BiOBr. Наиболее предпочтительной подложкой является Bi2O3.
Размер базовой подложки не является критическим как таковой, и может соответствовать конкретному применению. Как правило, соединения висмута представлены в виде частиц, и имеют размер частиц, который составляет 0,001-100 мкм, предпочтительно 0,005-50 мкм, и в частности 0,01-10 мкм.
Все соединения висмута, известные специалисту в данной области техники, могут применяться, независимо от формы частиц. Форма подложек не является критической, и может, например, быть сферической, овальной, в виде прутков, в виде чешуек, или быть аморфной.
Bi2O3 является коммерчески доступным, например, от компании компания 5N Plus 
GmbH, Германия (ранее компания МСР-НЕК GmbH), от компании Poch S.A., Польша или от компании Merck Millipore GmbH, Германия.
Базовую подложку покрывают SiO2 в присутствии одного или большего количества соединений хлора, где покрытие может быть выполнено с применением всех методов, известных специалисту в данной области техники. Покрытие базовых подложек SiO2 предпочтительно выполняют с помощью мокрых химических методов, где при этом могут применяться мокрые химические методы покрытия, разработанные для изготовления перламутровых пигментов. Кроме того, покрытие SiO2 также может быть выполнено во время покрытия в газовой фазе в реакторе с псевдоожиженным слоем, где, например, соответственно, могут применяться методы, предложенные в ЕР 0045851 и ЕР 0106235 для изготовления перламутровых пигментов
Соединение хлора предпочтительно представляет собой HCl, которую применяют в качестве регулятора рН во время покрытия SiO2. Однако, применяемые соединения хлора, также могут представлять собой, например, NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2. Концентрация соединения(й) хлора в случае мокрого химического покрытия или в случае применения псевдоожиженного слоя предпочтительно составляет 0,1-200%, в частности 5-150%, из расчета подложки, которую применяют. В случае мокрого покрытия, базовую подложку (соединение висмута) суспендируют в воде и одной или большем количестве гидролизующихся солей металла, или добавляют раствор жидкого стекла со значением рН, которое является подходящим для гидролиза, которое выбирают таким образом, что SiO2 или соответствующий гидрат осаждается непосредственно на подложку, без появления вторичных осаждений. Значение рН обычно поддерживают постоянным с помощью одновременного дозированного добавления основания и/или кислоты. Покрытые подложки впоследствии разделяют, промывают и сушат при температуре 50-150°С, как правило, на протяжении 6-18 ч, и прокаливают при температуре 300°С-815°С, предпочтительно при температуре 500°С-800°С, как правило, на протяжении 15 мин - 2 ч.
Осаждение слоя SiO2 на подложку предпочтительно осуществляют с помощью добавления раствора жидкого калиевого или натриевого стекла с подходящим значением рН, в присутствии соединения хлора, такого как, например соляная кислота, для того, чтобы отрегулировать значение рН.
Пропорция SiO2, из расчета подложки, предпочтительно составляет 0,1-200%, в частности 5-100% и наиболее предпочтительно 10-50%.
В зависимости от формы и размера применяемой подложки, слой SiO2 предпочтительно имеет толщину слоя, составляющую 1-500 нм, особенно предпочтительно 1-300 нм.
Пигменты в соответствии с изобретением необязательно могут также быть обеспечены одним или большим количеством дополнительных слоев для достижения, например, цветовых эффектов.
Решающим фактором для стабилизации соединений висмута является процесс прокаливания после покрытия SiO2. Температура прокаливания предпочтительно составляет ≥ 300°С. Полученный пигмент после процесса прокаливания имеет одну или большее количество смешанных фаз.
Особенно предпочтительные пигменты в соответствии с изобретением содержат одно или большее количество соединений, выбранных из группы следующих соединений висмута:
- Bi4Cl2O5
- Bi12Cl6O15
- Bi24Cl10O31
- Bi2SiO5
- Bi4(SiO4)3
- Bi12SiO20
Наиболее предпочтительные пигменты содержат следующие смешанные фазы:
- Bi24Cl10O31+Bi2SiO5+Bi4(SiO4)3 или
- Bi24Cl10O31+BiOCl или
- Bi24Cl10O31+BiOCl+Bi4O5Cl2 или
- Bi12Cl6O15+BiOCl+Bi2O3 или
- Bi24Cl10O31+Bi4Cl2O5
- Bi12SiO20+Bi2SiO5+Bi4(SiO4)3
- Bi24Cl10O31+Bi2SiO5
Пигменты в соответствии с изобретением присутствуют в виде частиц, и предпочтительно имеют размеры частиц, которые составляют 0,01-100,5 мкм, предпочтительно 0,02-50 мкм и в частности 0,01-10 мкм.
Пигменты в соответствии с изобретением присутствуют в виде частиц, и могут применяться во всех известных функциональных добавках, в смеси со всеми известными действующими пигментами, традиционными поглощающими пигментами и/или функциональными пигментами и, в зависимости от состава смеси, и могут приводить к необычным цветовым эффектам и необычным эффектам применения, например при лазерном надписывании пластмассовых деталей.
Пигменты в соответствии с изобретением могут применяться в красках, например, автомобильных и промышленных красках, как на основе растворителя, так и на основе воды, а также в покрытиях из порошкового материала, в пластмассах, типографских красках, керамических глазурях или косметических составах. Они также могут применяться в виде составов (жемчужинок, паст), например, для применения в типографских красках или пластмассах.
Особое предпочтение отдают применению пигментов в соответствии с изобретением в пластмассах, которые имеют температуру плавления, которая по меньшей мере является такой же, как и температура плавления пластмассы, предпочтительно > 220°С.
Вследствие этого, настоящее изобретение также относится к составу, способному к осуществлению в нем надписи с помощью лазера, который содержит матричный полимер и пигмент в соответствии с изобретением. Пигмент предпочтительно применяют в концентрациях, которые составляют 0,05-5% от массы, в частности 0,1-2% от массы и наиболее предпочтительно 0.2-1% от массы, из расчета матричного полимера, в котором должна быть осуществлена надпись.
Для осуществления лазерной надписи и лазерной сварки могут применяться все известные матричные полимеры, такие как, например, пластмассы, связующие вещества, смолы и т.д. Подходящие пластмассы представляют собой термопластмассы и термоотверждающиеся пластики, такие как, например, полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полиамид (ПА), сложный полиэфир, простой полиэфир, полифениленовый простой эфир, полиакрилат, полиуретан (ПУ), полиоксиметилен (ПОМ), полиметакрилат, полиметилметакрилат (ПММА), поливинилацетат (ПВАЦ), полистирол (ПС), акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС), акрилонитрил-стирол-акрилат (АСА), АПС-графт-полимер, полибутилентерефталат (ПБТ), полиэтилентерефталат (ПСТ), поливинилхлорид (ПВХ), поливинилиденхлорид (ПВДХ), поливинилиденфторид (ПВДФ), политетрафторэтилен (ПТФС), поликарбонат (ПК), полиэфирсульфоны, полиэфиркетон, термопластичный полиуретан (ТПУ), термопластичные эластомеры (ТПЭ), эпоксидная смола (ЭП), силиконовая смола (СИ), ненасыщенная сложнополиэфирная смола (НП), фенолоформальдегидная смола (ФФ), мочевиноформальдегидная смола (МФ), меламиноформальдегидная смола (МФ) и их сополимеры и/или их смеси. Полимер также может представлять собой сополимер или блок-сополимер и т.д. При этом могут присутствовать традиционные и подходящие по ситуации добавки.
Пластмассу надписывают или сваривают с помощью подходящего лазерного облучения следующим образом.
Во время осуществления способа лазерной надписи, образец помещают под траекторию импульсного лазерного луча, предпочтительно неодимового лазера на алюмоиттриевом гранате. Надпись также может быть выполнена с применением лазера СО2, например, применяя шаблон. Желаемые результаты могут также быть достигнуты с применением других традиционных типов лазера, чья длина волны находится в пределах области высокого поглощения применяемых микросфер. Полученная надпись определяется продолжительностью облучения (или количеством импульсов в случае импульсного лазера) и энергией, излучаемой лазером, а также смесью полимеров, которую применяют. Мощность применяемого лазера зависит от конкретного применения, и может быть легко определена специалистом в данной области техники в конкретном случае.
В случае осуществления лазерной надписи, применяемый лазер, как правило, имеет длину волны в диапазоне от 157 нм до 10,6 мкм, предпочтительно в диапазоне от 532 нм до 10,6 мкм. Примерами, которые могут быть упомянуты, являются лазер СО2 (10,6 мкм) и неодимовый лазер на алюмоиттриевом гранате (1064 нм, 532 нм или 355 нм), а также импульсный УФ-лазер. Эксимерные лазеры имеют следующие длины волн: эксимерный лазер F2: 157 нм, эксимерный лазер ArF: 193 нм, эксимерный лазер KrCl: 222 нм, эксимерный лазер KrF: 248 нм, эксимерный лазер XeCl: 308 нм, эксимерный лазер XeF: 351 нм, и неодимовый лазер на алюмоиттриевом гранате с умножением частоты: длины волны составляет 355 нм (частота, умноженная на три) или 265 нм (частота, умноженная на четыре). Особое предпочтение отдают применению неодимовых лазеров на алюмоиттриевом гранате (1064 или 532 нм) и лазеров СО2. Плотность потока энергии применяемых лазеров, как правило, находится в пределах диапазона от 0,3 мДж/см2 до 50 ДЖ/см2, предпочтительно от 0,3 мДж/см2 до 10 ДЖ/см2.
Если применяют импульсные лазеры, то частота импульсов, как правило, находится в пределах диапазона от 1 до 150 кГц. Соответствующие лазеры, которые могут применяться в способе в соответствии с изобретением, являются коммерчески доступными.
Надпись с применением лазера предпочтительно осуществляют посредством помещения изделия под траекторию луча лазера СО2 (10,6 мкм) или импульсного лазера, предпочтительно неодимового лазера на алюмоиттриевом гранате.
Пигменты в соответствии с изобретением могут применяться в любой желаемой области, где до настоящего времени для осуществления надписи или маркировки матричных полимеров применяли методы традиционной печати. Практически любое пластмассовое изделие может быть получено в виде, способном к нанесению на него лазерной маркировки или лазерной надписи. На любой тип изделия, которое состоит из матричного полимера, такого как пластик, могут быть нанесены функциональные данные, штрихкоды, логотипы, графические изображения, изображения и идентификационные коды. Кроме того, они могут применяться, например,
- в медицинском оборудовании, таком как пробирки, контейнеры для образцов тканей или жидкостей, шприцы, сосуды, крышки, катетеры,
- в автомобильной промышленности, например в резервуарах для жидкости, кабелях, комплектующих,
- в области телекоммуникаций и в электрической и электронной областях, например для внешних GSM-комплектующих, клавиатур, микропереключателей,
- в области безопасности и идентификации, например, в кредитных карточках, удостоверениях личности, идентификационных бирках для животных, метках, защитных планках,
- в продвижении продукции, например, в логотипах, в оформлении пробок, украшении мячей для гольфа, в рекламной продукции,
- в упаковке, например, на одно- и многослойных пленках, бутылках, крышках и укупорочных средствах, включая завинчивающиеся крышки для бутылок, защитные укупорочные средства и синтетические пробки.
Например, формы, изготовленные из пластмассы, которая содержит пигмент в соответствии с изобретением, могут применяться в электрической промышленности, электронной промышленности или автомобильной промышленности. С помощью лазерного излучения возможно наносить отличительные маркировки или надписи даже в местах, доступ к которым затруднен, например, на кабелях, проводах, декоративных лентах или на рабочих деталях нагревательного, вентиляционного или охлаждающего оборудования, или на переключателях, разъемах, рычагах или ручках управления. Смесь полимеров в соответствии с изобретением, содержащая пигменты формулы I, может также применяться для упаковки в пищевой отрасли и отрасли изготовления напитков или в отрасли изготовления игрушек. Такие надписи на упаковке являются устойчивыми к истиранию и устойчивыми к образованию царапин, устойчивыми во время последующих процессов стерилизации, и при этом во время процесса нанесения надписи могут быть гигиенически чистыми. Изобразительные мотивы этикетки в полном составе могут прочно наноситься на упаковку многократно используемых систем. Дополнительной важной областью применения лазерной надписи является надписание пластиков для изготовления индивидуальных отличительных маркировок для животных, которые известны как ушные бирки для крупного рогатого скота, или просто ушные бирки. Информация, непосредственно связанная с животным, хранится в виде штрих-кодовой системы. Она может, при необходимости, выводиться на дисплей с помощью сканера. Надпись должна быть чрезвычайно устойчивой, поскольку некоторые бирки остаются на животном на протяжении многих лет.
Лазерную сварку с применением пигмента в соответствии с изобретением могут выполнять во всех областях, где применяли традиционные способы соединения, и в которых до настоящего времени было невозможно применять сварку по причине проницаемых для лазерного излучения полимеров или бледного цвета. Таким образом, способ лазерной сварки проницаемых для лазерного излучения пластмасс представляет собой альтернативу традиционным способам соединения, например высокочастотной сварке, вибрационной сварке, ультразвуковой сварке, сварке струей горячего воздуха или также клеевому соединению пластмассовых деталей.
Следующие примеры предназначены для пояснения изобретения, не ограничивая его. При этом проценты относятся к массе, до тех пор, пока не будет указано иное.
Примеры
Пример 1: 50% SiO2, из расчета подложки; температура прокаливания: 700°С
100 г Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Затем значение рН суспензии доводили до 7,5, применяя 10%-ную соляную кислоту. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (182 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 182 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ный соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 120°С на протяжении 12 ч, прокаливали при температуре 700°С на протяжении 0,5 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
Полученный указанным образом слегка желтоватый материал, включали с помощью экструдера в полиамид, при концентрации 0,2%. Указанный состав затем формовали в литьевой машине, в результате чего получали тестируемые пластины. На указанных пластинах отмечали таблицу результатов исследования, посредством которой может быть представлен широкий диапазон разных параметров лазера относительно мощности лазера, скорости лазерного луча и частоты импульсов лазера, применяя неодимовый лазер на алюмоиттриевом гранате (компания Trumpf: скорость записывания: 500-5000 мм/с, частота импульсов: 20-100 кГц). Добавка из Примера 1 показала однородную черную маркировку с отличной контрастностью практически по всему спектру различных параметров лазера.
Сравнительный Пример 1: Включение Bi2O3 в полиамид
Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) с помощью экструдера включали в полиамид, при концентрации 1%. Реакции разложения возникали даже во время обработки в экструдере, и при этом образовывался продукт от темного до черного цвета.
"Состав" затем формовали в литьевой машине, в результате чего получали тестируемые пластины от темно-коричневого до черного цвета. На указанных пластинах отмечали таблицу результатов исследования, применяя неодимовый лазер на алюмоиттриевом гранате (компания Trumpf: скорость записывания: 500-5000 мм/с, частота импульсов: 20-100 кГц). Оттенок темной надписи на темном фоне был практически невидимым глазу.
Пример 2: 6,25% SiO2, из расчета подложки; температура прокаливания: 700°С
100 г Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Значение рН суспензии затем доводили до 7,5, применяя 10%-ную соляную кислоту. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (23 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 46 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ной соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 140°С на протяжении 12 ч, прокаливали при температуре 700°С на протяжении 1 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
Пример 3: 100% SiO2, из расчета подложки; температура прокаливания: 500°С
100 г Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Значение рН суспензии затем доводили до 7,5, применяя 10%-ную соляную кислоту. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (364 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 364 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ной соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 120°С на протяжении 12 ч, прокаливали при температуре 500°С на протяжении 2 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
Пример 4: 12,5% SiO2, из расчета подложки; температура прокаливания: 700°С
100 г Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Значение рН суспензии затем доводили до 7,5, применяя 10%-ную соляную кислоту. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (46 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 46 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ной соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 110°С на протяжении 12 ч, прокаливали при температуре 700°С на протяжении 0,5 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
Пример 5: 25% SiO2, из расчета подложки; температура прокаливания: 500°С
100 г Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Значение рН суспензии затем доводили до 7,5, применяя 10%-ную соляную кислоту. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (91 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 91 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ной соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 130°С на протяжении 15 ч, прокаливали при температуре 500°С на протяжении 0,5 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
Пример 6: 100% SiO2, из расчета подложки; температура прокаливания: 300°С
100 г Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Значение рН суспензии затем доводили до 7,5, применяя 10%-ную соляную кислоту. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (364 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 364 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ной соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 120°С на протяжении 12 ч, прокаливали при температуре 300°С на протяжении 1 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
Пример 7: 25% SiO2, из расчета Bi2O3; температура прокаливания: 300°С
Изготовление добавки, содержащей висмут, имеющей состав Bi2O3/SiO2, и ее включение в полиамид
100 г Bi2O3 (оксид висмута, мелкодисперсный, который используют для производства варисторов; средний размер частиц: 2 мкм, компания 5N Plus GmbH) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Значение рН суспензии затем доводили до 7,5, применяя 10%-ную соляную кислоту. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (91 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 91 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ной соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 110°С на протяжении 15 ч, прокаливали при температуре 300°С на протяжении 1 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
Пример 8: 50% SiO2, из расчета подложки; температура прокаливания: 300°С
100 г BiOCl (оксихлорид висмута, средний размер частиц: 8-18 мкм, компания Merck KGaA) нагревали до 75°С в 2 л деминерализованной воды с перемешиванием. Значение рН суспензии затем доводили до 7,5, применяя 10%-ной раствор гидроксида натрия. За этим следовало дозированное добавление раствора жидкого натриевого стекла (182 г раствора жидкого натриевого стекла, содержащего 27,5% SiO2, растворяли в 182 г деионизованной воды), где значение рН поддерживали постоянным с помощью одновременного покапельного добавления 10%-ной соляной кислоты. Когда добавление завершалось, смесь перемешивали на протяжении дополнительных 0,5 ч.
Продукт фильтровали, промывали, сушили при температуре 110°С на протяжении 12 ч, прокаливали при температуре 300°С на протяжении 0,5 ч, просеивали через сито с размером ячеек 100 мкм, и исследовали с помощью рентгенодифракционного анализа.
В соответствии с рентгенодифракционным анализом (оборудование и компании Stoe), составы, изготовленные в соответствии с Примерами 1-8, показали следующее фазовое состояние:
Claims (37)
1. Пигмент формулы I
n B2O3 * m BiOX * o BixXyOz * p BiaSibOc,
где X обозначает галоген,
х обозначает 2-30,
у обозначает 1-15, где в случае, когда у=1, z тогда является > 1,
z обозначает 1-35,
а обозначает 0-15,
b обозначает 1-5,
с обозначает 1-25,
n обозначает 0-5,
m обозначает 0-5,
о обозначает 1-5,
р обозначает 1-5.
2. Пигмент по п. 1, отличающийся тем, что X обозначает хлор.
3. Пигмент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что о=1.
4. Пигмент по одному или большему количеству из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что х=2-25.
5. Пигмент по одному или большему количеству из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что с=1-20.
6. Пигмент по одному или большему количеству из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что он содержит одно или большее количество соединений из группы соединений
- Bi4Cl2O5,
- Bi12Cl6O15,
- Bi24Cl10O31,
- Bi2SiO5,
- Bi4(SiO4)3,
- Bi12SiO20.
7. Пигмент по одному или большему количеству из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что пигмент содержит следующие смешанные фазы:
- Bi24Cl10O31+Bi2SiO5+Bi4(SiO4)3, или
- Bi24Cl10O31+BiOCl, или
- Bi24Cl10O31+BiOCl+Bi4O5Cl2, или
- Bi12Cl6O15+BiOCl+Bi2O3, или
- Bi24Cl10O31+Bi4Cl2O5,
- Bi12SiO20+Bi2SiO5+Bi4(SiO4)3,
- Bi24Cl10O31+Bi2SiO5.
8. Пигмент по одному или большему количеству из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что пигмент имеет размеры частиц, которые составляют 0,01-100,5 мкм.
9. Способ изготовления пигмента по одному или большему количеству из пп. 1-8, отличающийся тем, что соединение висмута, выбранное из группы Bi2O3, BiOCl, BiONO3, Bi(NO3)3, Bi2O2CO3, BiOOH, BiOF, BiOBr, BiOC3H5O7, Bi(C7H5O2)3, BiPO4, Bi2(SO4)3, BiaMbOc (где M=Zn, Ti, Fe, Cu, Al, Zr, P, Sn, Sr, Si, Y, Nb, La, Та, Pr, Ca, Mg, Mo, W, Sb, Cr, Ba, Се и a=0,3-70, b=0,05-8 и с=1-100), покрывают SiO2 в присутствии соединения хлора, и затем прокаливают при температурах 300-815°С.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что соединение висмута представляет собой Bi2O3.
11. Применение пигмента по одному или большему количеству из пп. 1-8 в качестве добавки для лазерной маркировки, для лазерной сварки, в краски, покрытия, покрытия из порошкового материала, типографские краски, пластмассы, в составы, гранулы.
12. Полимерная матрица, содержащая по меньшей мере один пигмент по одному или большему количеству из пп. 1-8.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201310016932 DE102013016932A1 (de) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Pigmente |
| DE102013016932.1 | 2013-10-11 | ||
| PCT/EP2014/002495 WO2015051868A1 (de) | 2013-10-11 | 2014-09-16 | Pigmente basierend auf bismuthverbindungen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016118023A RU2016118023A (ru) | 2017-11-16 |
| RU2016118023A3 RU2016118023A3 (ru) | 2018-05-30 |
| RU2663424C2 true RU2663424C2 (ru) | 2018-08-06 |
Family
ID=51542324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016118023A RU2663424C2 (ru) | 2013-10-11 | 2014-09-16 | Пигменты на основе соединений висмута |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10066075B2 (ru) |
| EP (1) | EP3055253B1 (ru) |
| JP (1) | JP6440701B2 (ru) |
| KR (1) | KR20160068909A (ru) |
| CN (1) | CN105612122B (ru) |
| BR (1) | BR112016007581A2 (ru) |
| DE (1) | DE102013016932A1 (ru) |
| ES (1) | ES2707676T3 (ru) |
| RU (1) | RU2663424C2 (ru) |
| WO (1) | WO2015051868A1 (ru) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014000359A1 (de) * | 2014-01-16 | 2015-07-30 | Merck Patent Gmbh | Pigmente |
| EP3181643A1 (en) | 2015-12-14 | 2017-06-21 | Cappelle Pigments nv | A coated bismuth oxy halide-based pigment |
| CN106311288A (zh) * | 2016-07-26 | 2017-01-11 | 南京信息工程大学 | 一种新型Bi7F11O5/BiOCl复合光催化剂的简易制备方法及其光催化性能 |
| CN108862294A (zh) * | 2017-05-08 | 2018-11-23 | 上海大学 | 一种纳米镨锆黄色料及其制备方法 |
| CN107737600A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-02-27 | 西南石油大学 | 一种超薄Bi4O5Br2光催化剂的制备方法及应用 |
| WO2019219557A1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | Merck Patent Gmbh | Laser additive and its use in polymer materials |
| CN108927182B (zh) * | 2018-08-24 | 2021-01-15 | 西南石油大学 | 一种Eu掺杂Bi4O5I2复合纳米光催化剂及其制备方法 |
| CN110538664A (zh) * | 2019-09-23 | 2019-12-06 | 重庆科技学院 | 一种用于油田废水处理的Bi4O5Br2/BiOBr复合光催化剂的制备方法 |
| CN113828338B (zh) * | 2020-06-23 | 2023-12-05 | 长沙学院 | 碘插层的碳酸氧铋及其制备方法和应用 |
| CN112206792A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-12 | 广州绿然环保新材料科技有限公司 | 一种用于重金属污水处理的催化剂及其制备方法 |
| CN112678868B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-06-10 | 杭州电子科技大学 | 一种Bi12O17Cl2/Bi2O2CO3复合纳米材料的制备方法 |
| CN114477266B (zh) * | 2022-02-11 | 2024-01-23 | 包头稀土研究院 | 提高黄色颜料的近红外反射率的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU436844A1 (ru) * | 1972-06-22 | 1974-07-25 | Специальное Конструкторское Бюро Химизации Фирмы "Латвбытхим" | Способ получени хлорокиси висмута |
| SU1730110A1 (ru) * | 1990-01-22 | 1992-04-30 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" | Способ получени перламутрового пигмента на основе оксихлорида висмута |
| RU2049731C1 (ru) * | 1992-08-14 | 1995-12-10 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Способ получения хлорокиси висмута |
| WO2001068776A1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Dsm N.V. | Fully identifiable optical fiber assemblies |
| EP1190988A2 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-27 | dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec AG | Bismuth-containing laser markable compositions and methods of making and using same |
| US20070029294A1 (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-08 | Qinyun Peng | Method for laser-marking and an article marked by such method |
| WO2011083100A1 (de) * | 2010-01-05 | 2011-07-14 | Basf Se | Transparentes, laserbeschriftbares polyurethan |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3030056A1 (de) * | 1980-08-08 | 1982-03-25 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von mit metalloxiden beschichteten schuppenfoermigen glimmerpigmenten |
| DE3315849A1 (de) * | 1982-07-17 | 1984-01-19 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung von bismutoxid/chromdioxid-mischphasenpigmenten |
| DE3237264A1 (de) | 1982-10-08 | 1984-04-12 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von mit metalloxid beschichteten effektpigmenten |
| US5149369A (en) * | 1991-02-08 | 1992-09-22 | Mearl Corporation | Bismuth oxychloride nacreous pigment having improved weather fastness and the production thereof |
| US5336312A (en) * | 1991-04-24 | 1994-08-09 | Ferro Corporation | Bismuth-containing colorants |
| DE19525503A1 (de) | 1995-07-13 | 1997-01-16 | Basf Ag | Goniochromatische Glanzpigmente auf Basis transparenter, nichtmetallischer, plättchenförmiger Substrate |
| DE19638708A1 (de) | 1996-09-21 | 1998-04-16 | Merck Patent Gmbh | Mehrschichtige Interferenzpigmente |
| DE19704478A1 (de) | 1997-02-06 | 1998-08-13 | Merck Patent Gmbh | Lasermarkierbare Papiere und Kartonagen |
| DE19732860A1 (de) | 1997-07-30 | 1999-02-04 | Merck Patent Gmbh | Lasermarkierbare Papiere und Kartonagen |
| DE19746067A1 (de) | 1997-10-17 | 1999-04-22 | Merck Patent Gmbh | Interferenzpigmente |
| DE19822046A1 (de) | 1998-05-16 | 1999-11-18 | Basf Ag | Goniochromatische Glanzpigmente auf Basis in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzter, titanbeschichteter silikatischer Plättchen |
| US6221147B1 (en) * | 1998-12-18 | 2001-04-24 | Cerdec Aktiengesellschaft Keramischre Farben | Bismuth manganese oxide pigments |
| DE19951871A1 (de) | 1999-10-28 | 2001-05-03 | Merck Patent Gmbh | Farbstarke Interferenzpigmente |
| DE10228186A1 (de) * | 2002-06-24 | 2004-01-22 | Merck Patent Gmbh | UV-stabilisierte Partikel |
| DE102004023075A1 (de) * | 2004-05-11 | 2005-12-08 | Merck Patent Gmbh | Stabilisierte BiOCI-Pigmente |
| US20080092778A1 (en) * | 2004-10-29 | 2008-04-24 | Didier Bauer | Inorganic Bismuth-Containing Pigments |
| WO2006065611A1 (en) | 2004-12-14 | 2006-06-22 | Polyone Corporation | Use of bismuth oxides for laser markings in thermoplastic polyurethane compounds |
| CN1730568A (zh) | 2005-08-26 | 2006-02-08 | 清华大学 | 一种合成氯氧铋纳米珠光颜料的方法 |
| EP2493971A2 (en) | 2009-10-29 | 2012-09-05 | DSM IP Assets B.V. | Laser-marking additive |
| US8790769B2 (en) * | 2010-01-05 | 2014-07-29 | Basf Se | Transparent, laser-inscribable polyurethane |
| WO2014188828A1 (ja) * | 2013-05-20 | 2014-11-27 | 東罐マテリアル・テクノロジー株式会社 | 酸化ビスマス系レーザーマーキング用添加剤 |
-
2013
- 2013-10-11 DE DE201310016932 patent/DE102013016932A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-09-16 RU RU2016118023A patent/RU2663424C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2014-09-16 EP EP14766401.5A patent/EP3055253B1/de not_active Not-in-force
- 2014-09-16 WO PCT/EP2014/002495 patent/WO2015051868A1/de active Application Filing
- 2014-09-16 KR KR1020167012266A patent/KR20160068909A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-09-16 CN CN201480055843.XA patent/CN105612122B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-09-16 US US15/028,235 patent/US10066075B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-09-16 ES ES14766401T patent/ES2707676T3/es active Active
- 2014-09-16 JP JP2016522057A patent/JP6440701B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-09-16 BR BR112016007581A patent/BR112016007581A2/pt not_active Application Discontinuation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU436844A1 (ru) * | 1972-06-22 | 1974-07-25 | Специальное Конструкторское Бюро Химизации Фирмы "Латвбытхим" | Способ получени хлорокиси висмута |
| SU1730110A1 (ru) * | 1990-01-22 | 1992-04-30 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" | Способ получени перламутрового пигмента на основе оксихлорида висмута |
| RU2049731C1 (ru) * | 1992-08-14 | 1995-12-10 | Институт химии Дальневосточного отделения РАН | Способ получения хлорокиси висмута |
| WO2001068776A1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Dsm N.V. | Fully identifiable optical fiber assemblies |
| EP1190988A2 (en) * | 2000-09-22 | 2002-03-27 | dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec AG | Bismuth-containing laser markable compositions and methods of making and using same |
| US20070029294A1 (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-08 | Qinyun Peng | Method for laser-marking and an article marked by such method |
| WO2011083100A1 (de) * | 2010-01-05 | 2011-07-14 | Basf Se | Transparentes, laserbeschriftbares polyurethan |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013016932A1 (de) | 2015-04-30 |
| US10066075B2 (en) | 2018-09-04 |
| ES2707676T3 (es) | 2019-04-04 |
| US20160251492A1 (en) | 2016-09-01 |
| BR112016007581A2 (pt) | 2017-08-01 |
| RU2016118023A3 (ru) | 2018-05-30 |
| JP6440701B2 (ja) | 2018-12-19 |
| EP3055253B1 (de) | 2018-10-24 |
| CN105612122B (zh) | 2018-11-13 |
| WO2015051868A1 (de) | 2015-04-16 |
| CN105612122A (zh) | 2016-05-25 |
| JP2016540712A (ja) | 2016-12-28 |
| KR20160068909A (ko) | 2016-06-15 |
| WO2015051868A8 (de) | 2016-03-31 |
| EP3055253A1 (de) | 2016-08-17 |
| RU2016118023A (ru) | 2017-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2663424C2 (ru) | Пигменты на основе соединений висмута | |
| US9890287B2 (en) | Pigments | |
| CN102356131B (zh) | 用于激光标记的颜料 | |
| KR102487138B1 (ko) | 레이저-마킹가능한 및 레이저-용접가능한 중합체 물질을 위한 첨가제 | |
| US10822505B2 (en) | Laser-markable polymers and coatings | |
| CN107107640B (zh) | 可激光标记和可激光焊接的聚合物材料 | |
| JP6502932B2 (ja) | マイクロスフェア | |
| WO2012104006A1 (en) | Laser-markable and laser-weldable polymers | |
| CN112119128B (zh) | 激光添加剂及其在聚合物材料中的用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190917 |