Способ получения органоминеральных пигментов

 

Описывается получение композиционных материалов, в частности органоминеральных пигментов, которые могут быть использованы при производстве красок, эмалей, цветных цементов и бетонов, для окрашивания пластических масс. Способ состоит в том, что наполнитель смешивают с органическим пигментом при массовом соотношении 99,5-98,0:0,5-2,0 соответственно и обрабатывают в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой 60-70%, затем в полученную смесь вводят неорганический пигмент в количестве 25-35% от массы полученной смеси и обрабатывают смесь в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой 45-65%. Технический результат: полученные органоминеральные пигменты обладают повышенной укрывистостью, диспергируемостью и красящей способностью.

Изобретение относится к получению композиционных материалов, в частности к органоминеральным пигментам, которые могут быть использованы при производстве красок, эмалей, цветных цементов и бетонов, сухих смесей, для окрашивания пластических мас.

Известно, что органоминеральные пигменты получают прививкой кремнеорганического красителя с реакционноспособными группами кремния к неорганическому носителю (EP, патент N 1406620, 1987). Также известен способ получения композиционного органоминерального пигмента взаимодействием кремнеорганического амина с оксидами титана, алюминия, кремния или смесью этих окислов с последующей прививкой органического красителя с реакционноспособными группами (эпоксидными, изоцианатными, хлорсульфоновыми) (FR, заявка N 59-86662, 1984). Недостатком этих методов является сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью синтеза органоминерального пигмента в жидкой фазе при повышенной температуре.

Известен способ получения органоминерального пигмента диспергированием в жидкой фазе титано-никелевого пигмента (пигмента желтого термостойкого) или титаната хрома (пигмента зеленого с органическим пигментом) (US, патент N 4226634, 1980).

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса: получение органоминерального пигмента происходит в жидкой среде, следовательно, образуются технологические отходы, которые необходимо утилизировать, что значительно удорожает производство пигмента.

Эти недостатки устраняются при использовании технологии получения пигментов методом твердофазного синтеза.

Известен способ получения пигментов обработкой наполнителя в аппарате для измельчения планетарного типа при воздействии центробежной силы с ускорением 20-55 g в течение 1-4 минут с последующим введением органического или неорганического пигмента и совместной обработкой полученной смеси в том же самом аппарате (RU, патент N 2077545, 1997). Недостатком известного способа является низкая укрывистость (44-55 г/м²), что обуславливает большой расход пигмента при его применении.

Обработка наполнителя с красителем в виброцентробежной мельнице позволяет повысить показатели укрывистости полученного при этом пигмента до 31-34 г/м² (RU, патент N 2051936, 1995), а обработка наполнителя сначала с частью красителя (не более 5% от массы красителя по рецептуре), затем с остальной частью красителя в виброцентробежной мельнице позволяет достичь показателя укрывистости 21-30 г/м² (RU, патент N 2114885, 1998 - прототип).

Настоящее изобретение позволяет резко повысить малярно-технические характеристики пигментов, а именно укрывистость, диспергируемость, красящую способность и цветовые характеристики.

Известно, что основные технологические и экономические показатели пигментов (укрывистость, красящая способность, чистота цветового тона определяется природой пигмента (органический или неорганический), кристаллической структурой и дисперсностью. При высокой степени дисперсности пигмента порядка 0,5-3,0 мкм снижается в 1,5-3,0 раза расход пигмента и повышаются эксплуатационные характеристики пигментных материалов. Неорганические пигменты обладают высокой кроющей способностью, свето- и атмосферостойкостью, но уступают органическим пигментам по величине красящей способности, а также яркости оттенков различных цветов.

Целью изобретения является получение пигментов с малярно-техническими свойствами, соответствующими неорганическим пигментам, а красящей способностью и цветовыми характеристиками, близкими к органическим пигментам.

Это достигается тем, что способ получения органоминеральных пигментов осуществляют двустадийной обработкой пигмента и наполнителя в виброцентробежной мельнице, причем, на первой стадии обработку ведут с использованием в качестве красителя органического пигмента при массовом соотношении его с наполнителем, равном 0,5-2,0: 99,5-98,0, в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой барабанов 60-70%, а на второй стадии в полученную смесь вводят неорганический пигмент в количестве 25-35% от массы полученной смеси и осуществляют механоактивацию с одновременным капсулированием наполнителя пигментом в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой 45-55%.

В качестве наполнителя в данном способе используют карбонат кальция, тальк, каолин, керамзит и другие неорганические материалы.

В качестве органических пигментов могут быть использованы азо-, антрохиноновые, фталоцианиновые, хинокридоновые и другие органическик пигменты В качестве неорганических пигментов могут быть использованы различные железооксидные пигменты, оксид хрома, диоксид титана и др. неорганические пигменты.

Проведенный анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что предлагаемый способ соответствует условиям патентоспособности изобретения, обладает новизной и может быть использован в промышленных масштабах.

Нижеследующие примеры поясняют настоящее изобретение.

Пример 1. 1990 г (99,5 мас.%) природного карбоната кальция смешивают в смесителе принудительного действия с 10 г (0,5 мас.%) пигмента алого и обрабатывают в виброцентробежной мельнице. Загрузка мелющих тел (шаров) составляет 65% объема рабочей камеры, частота колебаний - 75 с^-1, амплитуда колебаний - 50 мм, мелющие тела - стальные шары диаметром 10-12 мм, ускорение 40 g.

Обработанный материал смешивают с 700 г (35 мас.%) красного железооксидного пигмента, полученную смесь загружают во вторую виброцентробежную мельницу и обрабатывают при шаровой загрузке помольной камеры 50%. Полученный пигмент красного цвета имеет укрывистость 8-10 г/м², диспергируемость 20 мкм, светостойкость 7-8 баллов, цветовые характеристики соответствуют эталонному образцу.

Пример 2. 1970 г (98,5 мас.%) природного карбоната кальция смешивают в смесителе принудительного действия с 30 г (1,5 мас.%) пигментом фталоцианиновым зеленым и обрабатывают в виброцентробежной мельнице при условиях, описанных в примере 1.

Полученный состав смешивают с 500 г (25 мас.%) неорганического пигмента - оксида хрома и обрабатывают во второй виброцентробежной мельнице, режимы обработки, как в примере 1. Полученный пигмент зеленого цвета имеет укрывистость 14-16 г/м², диспергируемость - 15 мкм, цветовые характеристики соответствуют эталонному образцу.

Пример 3. 1980 г (99,0 мас.%) карбоната кальция смешивают в смесителе с 20 г (1,0 мас. %) желтого светопрочного пигмента и обрабатывают в виброцентробежной мельнице при тех параметрах, что и в примере 1, затем к полученной смеси добавляют 600 г (30 мас.%) желтого железооксидного пигмента и обрабатывают во второй виброцентробежной мельнице при тех же параметрах, что и в примере 1. Полученный пигмент желтого цвета имеет укрывистость 18-20 г/м², диспергируемость 15 мкм, цветовые характеристики соответствуют эталонному образцу.

Использование других органических пигментов и наполнителей и неорганических пигментов приводит к тому же техническому результату.

Формула изобретения

Способ получения органоминеральных пигментов двухстадийной обработкой пигмента и наполнителя в виброцентробежной мельнице, отличающийся тем, что на первой стадии обработку ведут с использованием в качестве красителя органического пигмента при массовом соотношении его с наполнителем, равном 0,5-2,0: 99,5-98,0, в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой 60-70%, а на второй стадии в полученную смесь вводят неорганический пигмент в количестве 25-35% от массы полученной смеси и осуществляют механоактивацию с одновременным капсулированием наполнителя пигментом в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой 45-65%.