СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТОВ Российский патент 1998 года по МПК C09B67/04 C09C3/06 

Изобретение относится к производству синтетических пигментов и может быть использовано в химической промышленности, в промышленности строительных материалов в качестве заменителя традиционных пигментов при изготовлении красок, эмалей, сухих строительных смесей, цветных цементов, декоративных бетонов, керамики, полимерных и резино-технических изделий.

Известен способ получения пигментов путем совместной обработки наполнителя и красящего вещества в виброцентробежной мельнице с предварительным измельчением наполнителя и смешиванием его с красящим веществом (RU, патент, 2051936, кл. С 09 С 3/04, 1996).

Недостатком данного способа является низкая степень дисперсности конечного продукта - пигментного порошка, характеризующая его качество и влияющая на основные малярно-технические свойства: укрывистость и диспергируемость в жидкой среде.

Целью изобретения является повышение дисперсности и, как следствие, малярно-технических характеристик синтетических пигментов: укрывистости и диспергируемости.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе получения пигментов наполнитель предварительно смешивают с частью красящего вещества, взятого в количестве не более 5% от массы конечного продукта, полученную смесь обрабатывают в виброцентробежной мельнице, имеющей шаровую загрузку 65-70%, затем обработанный состав смешивают с остальной частью красящего вещества, входящего в рецептуру, и полученную смесь также обрабатывают в виброцентробежной мельнице, имеющей шаровую загрузку 50-55%.

В качестве наполнителя в данном способе используют кальцит, тальк, барит, каолин и другие неорганические материалы. В качестве красящих веществ применяют органические и минеральные пигменты.

Соотношение между наполнителем и пигментом может составлять (85-60): (15-40) мас.% соответственно, предпочтительное соотношение наполнитель:пигмент (80-65):(20-35), время обработки материала на первой и второй стадии 2 мин.

Пример 1. Природный материал кальцит смешивают в смесителе принудительного действия с белым пигментом - диоксидом титана в соотношении, соответствующем 5% диоксида от его количества, входящего в рецептуру, и обрабатывают в виброцентробежной мельнице. Загрузка мелющих тел (шаров) составляет 70% объема помольной камеры, частота колебаний 75 с^-1, амплитуда колебаний 50 мм, мелющие тела - стальные шары диаметром 12-17 мм, ускорение 40 g.

Обработанный состав смешивают с остальной частью диоксида титана, входящего в рецептуру, загружают во вторую виброцентробежную мельницу и обрабатывают при шаровой загрузке помольной камеры 50%. В остальном режим обработки такой же, как и в первой мельнице. Полученный пигмент имеет средний размер частиц 3,56 мкм, максимальный 17,46 мкм, укрывистость 35 г/м², диспергируемость 15 (см. таблицу).

Пример 2. Каолин для лакокрасочной промышленности смешивают в смесителе принудительного действия с зеленым фталоцианиновым пигментом в соотношении, соответствующем 3% общей массы пигмента, входящего в рецептуру и обрабатывают в виброцентробежной мельнице при шаровой загрузке 65%. Частота колебаний водила мельницы 75 с^-1, амплитуда колебаний 50 мм, мелющие тела - стальные шары диаметром 12-17 мм, ускорение 40 g.

Полученный состав смешивают с основной частью красящего вещества - зеленого фталоцианинового пигмента, входящего в рецептуру, и обрабатывают во второй виброцентробежной мельнице при шаровой загрузке 55%. Остальные параметры режима обработки сохраняются прежними.

Изготовленный пигмент зеленого цвета имеет средний размер частиц 1,13 мкм, максимальный 4,25 мкм, укрывистость 21 г/м², диспергируемость 15.

Остальные примеры приведены в таблице.

Предлагаемые режимы и последовательность обработки наполнителя и красящего вещества обусловлены следующим. На первой стадии обработки, когда количественное различие компонентов в смеси велико, необходимо усилить эффект их перемешивания, что достигается загрузкой рабочей камеры мельницы мелющими телами (шарами) на 65-70% свободного объема. Высокая степень смешивания и гомогенизации при этом обусловлена тем, что при указанной шаровой загрузке мелющие тела оказывают на материал преимущественно истирающее и раздавливающее воздействие, что способствует интенсивному и равномерному распределению одного компонента в среде другого.

Небольшое количество красителя, введенного на этой стадии, выполняет роль антиагрегирующего поверхностно-активного вещества и способствует подавлению агломерации наполнителя, сопровождающей процессы интенсивного измельчения минеральных веществ. Благодаря этому количество и размеры крупных частиц - агломератов, значительно снижаются, а степень дисперсности (измельчения) частиц возрастает.

На второй стадии обработки необходимо усилить эффект механоактивации материала, требуемый для осуществления твердофазных реакций между компонентами смеси. Для достижения этой цели следует обеспечить высокие ударные (раскалывающие) нагрузки, вызывающие возникновение энергетически активных центров в кристаллических решетках частиц перерабатываемых материалов. Поэтому на второй стадии шаровую загрузку мельницы уменьшают до 50-55%, что обеспечивает большее свободное пространство для мелющих тел и позволяет развивать им большую кинетическую энергию при контакте с материалом.

Технические характеристики полученных пигментов и режимы процесса их производства приведены в таблице.

Предложенный способ производства синтетических пигментов является экологически безопасным, малоэнергоемким и несложным в реализации.

Пигменты могут быть использованы в красках, эмалях, цементах, бетонах, керамике и других материалах. Пигменты получают измельчением наполнителя с частью красителя, взятого в количестве не более 5 мас.% общего количества красителя, в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой 65-70 % с последующим смешением полученной смеси с остальной частью указанного красителя и обработкой ее в виброцентробежной мельнице с шаровой загрузкой 50-55 %. Достигается повышение дисперсности пигмента, улучшаются малярно-технические характеристики. 1 табл.

Способ получения пигментов, включающий измельчение наполнителя с последующим смешением с красителем и совместной обработкой наполнителя и красителя в виброцентробежной мельнице, отличающийся тем, что измельчение наполнителя ведут в смеси с частью красителя, взятого в количестве не более 5 мас. % красителя, входящего в рецептуру, в виброцентробежной мельнице, имеющей шаровую загрузку рабочей камеры 65 - 70%, с последующим смешением полученной смеси с остальной частью указанного выше красителя и обработкой ее в виброцентробежной мельнице, имеющей шаровую загрузку 50 - 55%.