Способ получения пигментов-наполнителей

 

Изобретение относится к технологии получения пигментов-наполнителей на основе дисперсных минералов, применяемых для изготовления масляных красок, эмалей, окрашенных грунтовок и водоэмульсионных составов, в качестве наполнителей пластмасс. Цель - упрощение процесса получения пигмента-наполнителя и уменьшение его токсичности и пожарои взрывоопасности за счет исключения из процесса органических растворителей. Для этого предлагается способ получения пигментов-наполнителей путем обработки дисперсного минерала-карбонатсодержащей глины водным раствором гидролизующейся соли переходного металла - железа /Ш/ или меди /П/, взятой в количестве, необходимом для полной нейтрализации карбонатной составляющей с последующей промывкой суспензии и сушкой осадка. При этом для повышения устойчивости к действию щелочей и расширения цветовой гаммы сухой осадок, полученный в результате обработки карбонатсодержащей глины раствором соли железа /Ш/, дополнительно подвергают термообработке при 400-900°С. При этом с целью расширения цветовой гаммы осадок дополнительно обрабатывают водным раствором ферроцианида щелочного металла в присутствии соляной или серной кислоты. Например, карбонатная глина, обработанная водным раствором CUCL<SB POS="POST">2</SB><SP POS="POST">.</SP>2H<SB POS="POST">2</SB>O, позволяет получить пигмент голубовато-серого или стального цвета, устойчивый к действию щелочей. Пигмент может обладать таким цветом, как синий, зелено-коричневый, светло-коричневый, фиолетовый и другими оттенками зеленого, синего и коричневого цвета. Пигмент устойчив к действию щелочей, за исключением пигментов, полученных в результате введения в процесс ферроцианидов. PH водной вытяжки пигмента-наполнителя 5,3-6,6, укрывистость 31-36,45 г/м<SP POS="POST">2</SP>. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц 4 С 09 С 1/42, 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4069034/31-26 (22) 19.02.86 (46) 23.08.89. Бюл. IIi 31 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Специальное конструкторско — технологическое бюро Отделения химии поверхности Института Физической химии им. Л.В. Писаржевского (72) А.А. Чуйко, И.Г. Черньпп, В.М. Огенко, Б.И. Черняк, А.В.Лойко, О.И. Кунтый, И.М. Крип, Т.В. Шимчук и Н.B. Чубатюк (53) 667.622.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

258499, кл. С 09 С 1/42, 1968.

Авторское свидетельство СССР

11 305176, кл. С 09 С 1/42, 1968.

Авторское свидетельство СССР

У 628156, кл. С 09 С 1/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

11 711079, кл. С 09 С 3/00, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТОВHAII0JIHHTEJIEA (57) Изобретение относится к технологии по учения пигментов-наполнителей на основе дисперсных минералов, применяемых для изготовления масляных красок, эмалей, окрашенных грунтовок и водоэмульсионньм составов, в качестве наполнителей пластмасс. Цель упрощение процесса получения пигмента-наполнителя и уменьшение его токсичности и пожаро- и взрывоопасности за счет исключения из процесса органических растворителей. Для этого

„.SUÄÄ 1502588 А1

2 предлагается способ получения пигментов-наполнителей путем обработки дисперсн Го иинерала — карбонатсодержащей глины водным раствором гидролиэующейся соли пепеходного металла — железа (III) или иеди (II), взятой в количестве, необходимом для полной нейтрализации карбонатной составляющей с последующей промыт*кой суспе зии и сушкой осадка.

При этом для повьппения устойчивости к действию щелочей и расширения цветовой гаммы сухой осадок, полученный в результате обработки карбонатсодержащей глины раствором соли железа (111), допопниельно подвергают термообработке при 400-900 С ° При этом с целью расширения цветовой гаммы осадок также дополнительно обрабатывают водным раствором ферроцианида щелочного металла в присутствии соляной или серной кислоты. Например, карбонатная глина, обработанная водныи раствором СиС1 2Н О, позволяет получить пигмент голубовато-серого или стального цвета, устойчивый к дей-, ствию щелочей. Пигмент может обладать такии цветом, как синий, зелено-коричневый, светло-коричневый, фиолетовый и другими оттенками зеленого, синего и коричневого цвета. Пигиент устойчив к действию щелочей за исключением пигментов, полученных в результате введения в процесс ферроцканидов. рН водной вытяжки пигиентанаполнителя 5,3-6,6, укрывистость 31—

36,45 г/м . 3 з.п. ф-лы, 4 табл .

150258

Изобретение относится к технологии получения пигментов-наполнителей на основе дисперсных минералов, применяемых для изготовления масля- 5 ных красок, эмалей, окрашенных грунтовок и водоэмульсионных составов, в качестве иапо™нителей пластмасс.

Цель изобретения — упрощение процесса получения пигмента-наполните- 10 ля и уменьшение при этом токсичности и пожаро- и взрывоопасности за счет исключения из процесса органических растворителей.

Сущность изобретения состоит в 15 том, что карбонатсодержащую глину (КГ) подвергают обработке водными растворами гидролиэующихся солей металлов, например меди или железа, при нагревании, при этом соли берут 20 в количестве, необходимом для полной нейтрализации карбонатной составляющей глины.

В качестве КГ используется глина, обладающая высокой адсорбционной спо- 25 собностью к солям меди(?Т)и железа (III).

Химический состав глины приведен в табл. 1.

Процесс разрушения КГ обусловлен кислой средой водных растворов солей переходных металлов вследствие их гидролиза.

Все операции по голучению пигмента осуществляют в водной среде, что 35 исключает применение легковоспламеняющихся, токсичных органических растворителей.

При термической обработке при

400-600 С происходит разложение гид-. 40 ратных форм железа (III) с образованием окрашенных оксидов.

При действии ферроцианид-ионов на железо- или медьсодержащие образцы в слабокислой среде образуются све- 45 топрочные пигменты-наполнители с широкой цветовой гаммой. Пигментация обусловлена образованием закрепленных на поверхности окрашенных ферроцианидов железа (III) или меди (II), a 50 цвет пи мента-наполнителя является

% комбинацией цветов исходного модифицированного дисперсного минерала и образующихся ферроцианидов.

Пример 1. К 500 мл водной 55 суспензии карбонатсодержащей,бентонитовой глины, содержащей 100 r cyхого минерала, медленно при перемешивании прибавляют 500 мл 47-ного водного раствора СиС1 2Н О. Смесь нагревают до 40-50 С и выдерживают о при этой температуре до полного пракращания газовыделения. Осадок промывают декантацией два раза и центрифугируют. Получают светопргчный неорганический пигмент-наполнитель голубовато-серого (стального ) цвета, устойчивый к действию щелочей и органических растворителей, который непосредственно используют для и риготовления водоэмульсионных составов. Состав испогьзуемой глины,мас.7.:

Si О 50,36; А1 0> 15,93; Fe O>

2,07; FeO 3,73; Т10 0,67; СаО 5,70;

MgO 3,58; К О 3,10; Иа О 1,11;

SO 0,99; S О,,!6, органические вещества 0,93, прочие примеси 12,29.

Пример ы 2-4. Осадок, полученный после центрифугирования по гримеру 1, суспендируют в 200 мл воды и обрабатывают следующим образом. добавляют 57. — ный раствор ферроцианида калия. Затем к суспензии при интенсивном перемешивании медленно приливают рассчитанное количество

0,1 М (0,35Z) раствора соляной или

0,1 н. (0,57) серной кислоты.

Количества пргбавляемых реагентов и цвет полученного пигмента-напо нителя ппиведены в табл. 2.

Пример 5. К 500 мл водной суспензии бентонитовой глины, содержащей 100 r сухого минерала, медленно при перемешивании пр™ба ляют

500 мл 57.-ного водного раствора

ГеС1 6Н,О. Смесь оставляют до прекращения газовыделения. Осадок промывают декантацией два раза и центрифугируют.

Получают светопрочный неорганический пигмент-наполнитель светло-коричневого цвета, устойчивый к действию щелочей, органических растворителей, который непосредственно используют для приготовления водоэмульсионных составов.

Высушенный пигмент используют для густотерных масляных красок, грунтовок, шпаклевок.

Пример 6. Сухой продукт, полученный по примеру 5, подвергают термической обработке при 400 или о

600 С. Получают пигменты соответственно коричневого и оранжево-красного цвета.

Пример ы 7-10. Осадок, полученный после чентрифугированин по

2588

Таблица l

Составляющие глины, мас.Х

Количество

CaO+Na «О

К «O+Na<0 8iO своб.

SiO

Al О > Fe 0«+FeO

Органические вещест

3 бщее ва

1,1 О

3,87 1,85

2, 15 0,66

9,20

30,25

19,96

3,17

5,80

4,03

12,41 2,33

l7,61 10,63

15,03 5,66

5,55

13,40

6,94

45,08

59,71

52,08

От

Ло

Среднее ф

В расчете на оксиды.

5 150 примеру 1, суспендируют в 200 мл воды, добавляют 5Е-ный раствор ферроцианида калия в количестве, необходимом для получения пигментанаполнителя заданного цвета (табл.2).

Затем к суспензии при интенсивном перемешивании приливают рассчитанное количество 0,1 M (0,35Z) раствора соляной или 0,05 К (0,57) серной кислоты. Для получения пигментанаполнителя однородного цвета кислотность суспензии по держивают 4-5 рН.

Цвет получаемых при этом пигментов описан в табл. 3.

Полученные пигменты-наполнители являются неорганическими и обладают светопрочностью аналогично известным неорганическим пигментам: пигмент желтый железоокисный, сурик железный, лазурь железная.

После помола пигментов-наполните— лей в бисерной мельнице достигается степень перетира менее 45 единиц (по методу клина"), что позволяет применять полученные пигменты-наполнители для приготовления высококачественных эмалей, красок, а гакже в качестве цветных наполнителей пластмассы.

Свойства пигментов, полученных по примерам 1 -1О, пр ведены в табл.4.

Использование изобретения позволяет уменьшить стадийность и снизить трудоемкость процесса получения пигментов-наполнителей, улучшить условия труда и повысить технику безопасНоСтн За СЧЕТ ИСКЛЮЧЕНИЯ ПР«1МЕНЕНИЯ токсичных веществ и легковоспламеняющихся органических растворителей и лолучить таким образом дешевые, светопрочные пигменты-наполнители с широкой цветовой гаммой, в т.ч. устойчивых к действию кислот и щелочей

Формул а и э о б р е т е н и я

1. Способ получения пигментовнаполнителей, включающий обработку дисперсного минерала водным раствором гидролизующейся соли переходного металла при нагревании, промывку суспензии и сушку осадка пигмента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и уменьшения токсичности и пожаро- и взрывоопасf5 ности за счет исключения из процесса органических растворителей, в качестве исходного дисперсного материала используют карбонатсодержащую глину и обрабатывают ее солью ме20 талла в количестве, необходимом для полной нейтрализации карбонатной составляющей.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что применяют гидро25 лизующуюся соль железа (ZZZ) или меди (ZZ).

3. Способ по пп.l и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости к действию

30 щелочей и получения пигмента коричневого и оранжево-красного цвета, сухой осадок, полученный в результате обработки карбонатсодержащей глины раствором соли железа

35 (ТТ?), дополнительно подвергают термообработке при 400-600 С.

4. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения цветовой гаммы, осадок пиг40 мента дополнительно обрабатывают водным раствором ферроцианида щелочного металла в присутствии соляной или серной кислоты.

1502588

Таблица 2

Количество 5Z-ного (0,12 М) раствора К tFe (СК) ) ° ЭН <0, Пример

Количество 0,35Х"ного(0,1 М) раствора НС1, мл

Цвет образца

120-250

250-550

550-750

25-50

50-100 !

00-150

Сиреневый

Фиолетовый

Чернофиолетовый.Таблица 3

Количество 0,35Х-ного (0,1 М) раствора

НС1, мл

Количество 5Х-ного (0,12 М) раствора 4 (е (Св)6 1 ® 0

Цвет образца

Пример

Таблица 4

Отношение к Укрывисрастворам щело- тость, чей г/м рН водной вытяжки

Цвет пигмеитанаполнителя

Пример

Устойчив

Неустойчив

Голубовато-серый

Сиреневый

Фиолетовый

Темно-фиолетовый

Светло-коричневый

Коричневый

Оранжево-красный

Зелено-коричневый

Темно-зеленый

Сине-зеленый

Синий

Устойчив

Il

If

Неустойчив

Составитель Л. Романцева

Техред М.Ходанич Корректор О Ципле

Редактор Н. Гунько

Заказ 5041/33 Тираж 631 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðîä, ул. Гагарина,101!

3

5

6 б

8

10

15-40

40-85

85-130

130-155

80-200

200-400

400-600

600-720

5,5-6

5,0-6,2

5,4-5,9

5,6-6,3

5,3-5,9

6,2-6,6

6,5-6,8

5,7-6,3

5,3-5,8

5,6-5,9

5,1-5,8

Зелено-коричневый ("хакн")

Темно-зеленый (" окись хрома")

Сине-зеленый ("морская волна")

Синий (берлинская ла» зурь") 45

48

47

43

36

31

33

42

36

43