СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПИГМЕНТА НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ФОСФАТА ЦИНКА Российский патент 2001 года по МПК C09C1/04 C01B25/26 

Описание патента на изобретение RU2177488C2

Изобретение относится к способам получения антикоррозионных пигментов на основе фосфата цинка, применяемых в грунтовках, композициях, лакокрасочных материалах для защиты различных металлов и сплавов от коррозии.

Известен способ получения фосфата цинка из цинксодержащих отходов различных производств (А.с. СССР N 812708, кл. C 01 B 25/26, 1978), включающий обработку их фосфорной кислотой. Недостатком этого способа являются низкие защитные свойства покрытий на его основе.

Известен также способ получения фосфата цинка (авт. св. СССР N 1646989, кл. C 01 B 25/26, 1989), включающий обработку оксида цинка фосфорной кислотой в присутствии воды при нагревании, в котором с целью повышения качества продукта процесс ведут при 85-90oC, а образовавшуюся суспензию сгущают фильтрацией до весового соотношения Т:Ж = 1:(1,0-1,5), сгущенную часть перемешивают в бисерной или шаровой мельнице в течение 1-2 ч до pH 5,0-6,5. Недостатком указанного способа являются невысокие защитные свойства покрытий на его основе, и, кроме того, процесс ведут в две стадии: сначала в реакторе осаждают фосфат цинка, а затем сгущенную суспензию перемешивают в шаровой или бисерной мельнице, что требует установки дополнительного оборудования и энергозатрат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения модифицированного фосфата Zn (пат. РФ N 2087504, кл. C 09 C 1/04, C 01 B 25/26, 1997), включающий обработку оксида цинка фосфорной кислотой в присутствии воды при нагревании, фильтрацию суспензии и сушку, отличающийся тем, что на поверхность образовавшегося фосфата цинка осаждают фосфат кальция путем нейтрализации поверхности водной суспензией оксида кальция в количестве 5-10 мас.% от готового продукта до pH 6,5-7,5. Покрытия на его основе обладают хорошими защитными свойствами, но недостаточными для покрытий с длительным сроком эксплуатации.

Задачей изобретения является значительное повышение защитных свойств покрытий на основе модифицированного фосфата цинка.

Поставленная задача решается способом получения модифицированного фосфата цинка, включающим обработку оксида цинка фосфорной кислотой в присутствии воды при 70-90oC, осаждение фосфата кальция на поверхность образовавшегося фосфата цинка, фильтрацию суспензии и сушку, отличающимся тем, что на поверхность фосфата цинка вместе с фосфатом кальция дополнительно осаждают фосфат стронция путем нейтрализации избытка фосфорной кислоты водной суспензией высокодисперсных карбонатов кальция и стронция при массовом соотношении карбонатов кальция и стронция 1: (1-10) при перемешивании до pH 5,5-7,5 и при суммарном их количестве 4-11 мас.% от готового продукта в пересчете на оксиды кальция и стронция.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что на поверхность фосфата цинка, модифицированного фосфатом кальция, дополнительно осаждают фосфат стронция. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Наличие критерия "изобретательный уровень" авторы подтверждают тем, что из просмотренной патентной и научно-технической литературы явным образом не следует, что осаждение фосфата стронция на поверхность частиц модифицированного фосфата цинка способствует повышению защитных свойств модифицированного фосфата цинка, поскольку фосфат стронция значительно уступает по защитным свойствам фосфату цинка.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Оксид цинка 50 г гидратируют в 250 см3 воды при температуре 70-90oC в течение 2 ч при перемешивании, затем в суспензию добавляют 28,6 см3 фосфорной кислоты плотностью 1,692 г/см3 и 14 см3 воды и перемешивают в течение 2 ч при температуре 70-90oC. В полученную суспензию образовавшегося фосфата цинка для нейтрализации 20%-ного избытка фосфорной кислоты подают суспензию высокодисперсных карбонатов кальция и стронция (Т:Ж = 1:5) до pH 6,5, содержащую 4,4 г CaCO3 и 8,8 г SrCO3, с последующим образованием фосфатов кальция и стронция и осаждением их на поверхность фосфата цинка, что составляет 2,5 мас. % CaO и 6,2 мас.% SrO от готового продукта. Далее суспензию модифицированного фосфата цинка фильтруют и пасту сушат при температуре 80-120oC.

Пример 2. Синтез проводят аналогично примеру 1, только нейтрализацию 20%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 7,0, содержащей 2,2 г CaCO3 и 14,0 г SrCO3, что составляет 1,2 мас.% CaO и 9,8 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 3 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 1, только нейтрализацию 20%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 6,5, содержащей 7,6 г CaCO3 и 4 г SrCO3, что составляет 4,3 мас.% CaO и 2,8 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 4 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 1, только нейтрализацию 20%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 7,0, содержащей 1,2 г CaCO3 и 16 г SrCO3, что составляет 0,7 мас.% CaO и 11,2 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 5 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 1, только нейтрализацию 20%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 5,0, содержащей 4 г CaCO3 и 8 г SrCO3, что составляет 2,3 мас.% CaO и 5,6 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 6 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 1, только нейтрализацию 20%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 8,0, содержащей 5 г CaCO3 и 9,5 г SrCO3, что составляет 2,8 мас.% CaO и 6,6 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 7 (контрольный).

Оксид цинка 50 г гидратируют в 250 см3 воды при температуре 70-90oC в течение 2 ч при перемешивании, затем в суспензию добавляют 25,8 см3 фосфорной кислоты плотностью 1,692 г/см3 и 13 см3 воды и перемешивают в течение 2 ч при той же температуре. В полученную суспензию образовавшегося фосфата цинка подают суспензию высокодисперсного карбоната кальция (Т:Ж - 1:5) до pH 6,5, содержащую 4,4 г CaCO3, для осаждения фосфата кальция на поверхность фосфата цинка при перемешивании в течение 2 ч. По окончании перемешивания в суспензию добавляют предварительно полученную суспензию фосфата стронция (Т: Ж = 1:5) в количестве 10 г, что составляет 5,2 мас.% SrO от готового продукта. После перемешивания в течение 1 ч суспензию фильтруют и пасту сушат при температуре 80-120oC.

Пример 8.

Оксид цинка 50 г гидратируют в 250 см3 воды при температуре 70-90oC в течение 2 ч при перемешивании, затем в суспензию добавляют 26,2 см3 фосфорной кислоты плотностью 1,692 г/см3 и 13 см3 воды и перемешивают в течение 2 ч при температуре 70-90oC. В полученную суспензию образовавшегося фосфата цинка для нейтрализации 10%-ного избытка фосфорной кислоты подают суспензию высокодисперсных карбонатов кальция и стронция (Т:Ж = 1:5) до pH 6,5, содержащую 1,4 г CaCO3 и 4,4 г SrCO3, с последующим образованием фосфатов кальция и стронция и осаждением их на поверхность фосфата цинка, что составляет 0,8% CaO и 3,2% SrO от готового продукта. Далее суспензию модифицированного фосфата цинка фильтруют и сушат при температуре 80-120oC.

Пример 9 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 8, только нейтрализацию 10%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 7,0, содержащей 3,8 г CaCO3 и 2,0 г SrCO3, что составляет 2,2 мас.% CaO и 1,4 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 10 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 8, только нейтрализацию 10%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 6,5, содержащей 0,6 г CaCO3 и 8 г SrCO3, что составляет 0,4 мас.% CaO и 5,6 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 11 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 8, только нейтрализацию 10%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 5,0, содержащей 2 г CaCO3 и 4 г SrCO3, что составляет 1,2 мас.% CaO и 2,8 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 12 (контрольный).

Синтез проводят аналогично примеру 8, только нейтрализацию 10%-ного избытка фосфорной кислоты проводят суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 8,0, содержащей 2,5 г CaCO3 и 4,75 г SrCO3, что составляет 1,4 мас.% CaO и 3,3 мас.% SrO от готового продукта.

Пример 13 (контрольный).

Оксид цинка 50 г гидратируют в 250 см3 воды при температуре 70-90oC в течение 2 ч при перемешивании, затем в суспензию добавляют 24,8 см3 фосфорной кислоты плотностью 1,692 г/см3 и 12 см3 воды и перемешивают в течение 2 ч при той же температуре. В полученную суспензию образовавшегося фосфата цинка подают суспензию высокодисперсного карбоната кальция (Т:Ж = 1:5) до pH 6,5, содержащую 2,2 г CaCO3, для осаждения фосфата кальция на поверхность фосфата цинка при перемешивании в течение 2 ч. По окончании перемешивания в суспензию добавляют предварительно полученную суспензию фосфата стронция (Т: Ж = 1: 5) в количестве 5 г, что составляет 3,0 мас.% SrO от готового продукта. После перемешивания в течение 1 ч суспензию фильтруют и пасту сушат при 80-120oC.

Свойства грунтовки ГФ-0119 на основе модифицированного фосфата цинка приведены в таблице.

Введение на нейтрализацию избытка фосфорной кислоты суспензии высокодисперсных карбонатов кальция и стронция при массовом соотношении менее 1:1 не приводит к увеличению защитных свойств (см. контрольные примеры 3 и 9 соответственно), а более 1:10 - не приводит к дальнейшему увеличению защитных свойств (см. контрольные примеры 4 и 10 соответственно). К аналогичному результату приводит и осаждение на поверхность фосфата цинка фосфатов кальция и стронция при их суммарном количестве менее 4 мас.% и более 11 мас.% в пересчете на оксиды кальция и стронция (см. таблицу, контрольные примеры 9 и 4 соответственно).

Нейтрализация избытка фосфорной кислоты суспензией карбонатов кальция и стронция до pH 5,0 и более 8,0 заметно ухудшает защитные свойства грунтовки (см. контрольные примеры 5; 11 и 6; 12 соответственно).

Дополнительное введение в суспензию фосфата цинка, модифицированного фосфатом кальция, суспензии фосфата стронция не приводит к желаемому результату: защитные свойства покрытий на основе такого пигмента (см. контрольные примеры 7, 13) значительно хуже защитных свойств покрытий на основе одновременно модифицированного фосфатом кальция и фосфатом стронция фосфата цинка (примеры 1, 2 и 8).

Похожие патенты RU2177488C2

название год авторы номер документа
Способ переработки фторсодержащего апатитового концентрата 2017
  • Локшин Эфроим Пинхусович
  • Тареева Ольга Альбертовна
  • Седнева Татьяна Андреевна
RU2650923C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ФОСФАТА ЦИНКА 1991
  • Конотопчик К.У.
  • Родионова В.В.
  • Царькова Г.И.
  • Погосткина Б.Г.
RU2087504C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПИГМЕНТА НА ОСНОВЕ ФОСФАТОВ АЛЮМИНИЯ И МОЛИБДЕНА 1997
RU2122556C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЮМИНОФОРОВ НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ СУЛЬФИДОВ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНОГО И РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО МЕТАЛЛОВ 2014
  • Селезнев Сергей Анатольевич
  • Постолов Владимир Сергеевич
  • Пивнева Светлана Петровна
  • Малышев Николай Евгеньевич
  • Голота Анатолий Фёдорович
RU2571913C1
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРЫ ПО ПРОЦЕССУ КЛАУСА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 2000
  • Егиазаров Юрий Григорьевич
  • Петкевич Тамара Семеновна
  • Шеремет В.В.
  • Алексеев С.З.
  • Алексеева Л.А.
  • Щелконогов А.А.
  • Жуланов Н.К.
  • Мурин В.И.
  • Золотовский Б.П.
  • Ряпосов Ю.А.
  • Цыбулевский А.М.
  • Аврамов В.В.
RU2176156C2
СМЕШАННАЯ НЕПОЛНАЯ СОЛЬ СОПОЛИМЕРА АЛКИЛВИНИЛОВОГО ЭФИРА И МАЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ И ЗУБОПРОТЕЗНАЯ СТАБИЛИЗИРУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1991
  • Брюс Джон Маккей
  • Абель Сауд
  • Джаянт Раджаях
  • Бао Ким Ха
RU2114124C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВАТОРА ДЛЯ МАРГАНЕЦФОСФАТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 1998
  • Горская Л.Н.
  • Михайлова Л.А.
  • Пичугина Л.Ф.
RU2138439C1
Способ переработки апатитового концентрата 2016
  • Локшин Эфроим Пинхусович
  • Тареева Ольга Альбертовна
RU2624575C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ 2011
  • Локшин Эфроим Пинхусович
  • Тареева Ольга Альбертовна
RU2465207C1
ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ПЛАВЛЕНЫЙ ПРОДУКТ НА ОСНОВЕ БРАУНМИЛЛЕРИТА 2019
  • Капер, Хелена
  • Репеко, Пьер-Алексис
RU2779352C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 177 488 C2

Реферат патента 2001 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПИГМЕНТА НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО ФОСФАТА ЦИНКА

Изобретение относится к способу получения антикоррозионных пигментов на основе фосфата цинка, применяемых в грунтовках, композициях, лакокрасочных материалах для защиты различных металлов и сплавов от коррозии. Сущность изобретения заключается в следующем: оксид цинка гидратируют в воде при 70-90oС, затем обрабатывают фосфорной кислотой с избытком сверх стехиометрически необходимой для образования фосфата цинка с последующим перемешиванием и нейтрализацией суспензией высокодисперсных карбонатов кальция и стронция при их массовом соотношении 1:(1-10) при перемешивании до рН 5,5-7,5 с осаждением в процессе перемешивания на поверхность образовавшегося фосфата цинка фосфатов кальция и стронция при суммарном их количестве 4-11 мас.% в пересчете на СаО и SrO от готового продукта, затем суспензию фильтруют, пасту сушат. Согласно изобретению повышаются защитные свойства покрытий на основе модифицированного фосфата цинка. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 177 488 C2

Способ получения модифицированного фосфата цинка, включающий обработку оксида цинка фосфорной кислотой в присутствии воды при 70-90oС, осаждение фосфата кальция на поверхность образовавшегося фосфата цинка, фильтрацию суспензии и сушку, отличающийся тем, что на поверхность фосфата цинка вместе с фосфатом кальция дополнительно осаждают фосфат стронция путем нейтрализации избытка фосфорной кислоты водной суспензией высокодисперсных карбонатов кальция и стронция при массовом соотношении карбонатов кальция и стронция 1: (1-10) при перемешивании до pH 5,5-7,5 и при суммарном их количестве 4-11 мас.% от готового продукта в пересчете на оксиды кальция и стронция.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2177488C2

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ФОСФАТА ЦИНКА 1991
  • Конотопчик К.У.
  • Родионова В.В.
  • Царькова Г.И.
  • Погосткина Б.Г.
RU2087504C1
Пигмент на основе фосфата цинка 1988
  • Смирнов Александр Сергеевич
  • Мазилов Валентин Юрьевич
  • Чумаевский Олег Викторович
  • Козлова Любовь Алексеевна
  • Яковлева Зоя Федоровна
SU1627546A1
Способ получения пигментного фосфата цинка 1981
  • Степин Сергей Николаевич
  • Светлаков Анатолий Петрович
  • Федоров Владимир Николаевич
  • Березина Галина Григорьевна
  • Машляковский Леонид Николаевич
  • Светлаков Николай Владимирович
  • Яковлев Анатолий Дмитриевич
SU1006460A1
Способ получения фосфата цинка 1989
  • Алексеева Ольга Васильевна
  • Бурак Зинаида Ароновна
  • Погосткина Белла Гиршевна
  • Родионова Валентина Владимировна
  • Царькова Галина Ивановна
SU1646989A1
US 3493411 А, 03.02.1970
Реактор для проведения процесса в системе твердая фаза-жидкость 1970
  • Кавера А.А.
  • Нитковских А.А.
  • Григорьев В.А.
  • Пашков А.Б.
SU331600A2

RU 2 177 488 C2

Даты

2001-12-27Публикация

2000-03-14Подача