Способ получения пигментного фосфата цинка Советский патент 1983 года по МПК C09C1/04 

О) 4:

О) Изобретение относится к производ ству пигментов, в частности к спосо бам получения пигментного фосфата цинка, используемого в качестве наполнителя полимеров и лакокрасочных материалов. Известен способ получения фосфато щелочно-земельных металлов, в частности, и цинка путем осаждения их из раствора, содержащего ионы щелоч но-земельных металлов и фосфорные со единения, с введением в исходную ре акционную смесь или в суспензию осаждаемого продукта при фосфониевых соединений в качестве стабилиза .торов свойств фосфатов, в частности устойчивости их к гидролизу при исполУзовании в композициях, предназна ченных к употреблению после длительного хранения, например в зубных порошках 1. Однако данный способ не предусматривает применение указанных фосфатов в качестве пигментов-наполнителей лакокрасочных материалов. Введение фосфоновых соединений по известному способу в суспензию фосфатов при рН вызывает мгновенное выпадение фосфонатов соответствующих металлов в осадок, что приводит к невозможности равномерного распределения модификатора на поверхности фосфата и соответственно ее полимерофилизации, что затрудняет использование полученных фосфатов в качестве наполнителей полимерных сред. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения пигментного фосфата цинка, включающий осаждение его из раствора содержагцего соль цинка и фосфорную кислоту или растворимый фосфат с введением в реакционную- смесь основания для регулирования рН при Harpe вании и перемешивании, фильтрацию по лученной суспензии, промывку и сушку отделенного при этом осадка пигмента С2. Однако известный способ не позволяет получить гидрофобный полимерофильный фосфат цинка, что затрудняет его диспергирование в растворах полимеров . Целью изобретения является улучшение диспергируемости пигментного фосфата цинка в полимерных средах. Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения пигментного фосфата цинка, включающему осаждение его из раствора, содержащего соль цинка и фосфорную кислоту или растворимый фосфат, при нагревании и перемешивании, фильтрацию полученной суспензии, промывку и сушку отделенного при этом осадка пигмента исходный раствор или суспензию полученного пигмента обрабатывают водным раствором фосфбновых кислот или солей щелочноземельных металлов или аммония при рН 2-6,5. Фосфоновые кислоты или указанные их соли берут в количестве 0,540 мол.% от количества фосфорной кислоты,Кроме того, обработке указанными соединениями подвергают суспензию пигмента непосредственно после осаждения его или суспензию после промывки его или сушки. В качестве фосфоновых кислот по предлагаемому способу используют соединения формулы (.HOL-P-R II .- насыщенный или ненасыщенный линейный или разветвленный радикал. Повышенная диспергируемость пигментного фосфата цинка по предлагае;мому способу в полимерных средах объясняется высокой полимерофильностью и гидрофобностьюего поверхности, обусловленных наличием на ней прочнозакреплённых органических радикалов, входящих в состав фосфо-, натов цинка. При введении указанных фосфоновых соединений при рН ниже 2 или выше 6,5 не наблюдается улучшения диспергируемости пигмента. При рН ниже 2 наблюдается интенсивное растворение фосфата цинка, что приводи - к процессам рекристаллизации, отрицательно сказывающимся на гранулометрическом составе пигмента и, как следствие, на его диспергируемости. При проведении модификации при рН выше 7 также не наблюдается улучшения диспергируемости пигмента. Превышение рН 6,5 приводит к подавлению ионообменных процессов между поверхностью пигмента и водной средой, ответственных за прочное связывание модификатора с фосфатом цинка и, соответственно, к снижению эффективности модификации и полимерофилизации поверхности пигмента, не вызывая изменения его диспергируемости. Минимальное количество фосфоновых кислот или их солей, введение которого приводит к полимерофилизации и гидрофобизации поверхности фосфата цинка, вызывающих заметное улучшение диспергируемости пигмента, составля-. ет 0,5 мол.% от количества фосфорной кислоты или растворимых фосфатов, используемых при его получении. Использование фосфоновых кислот или их солей в количестве,превышающем 40 мол.%

от количества фосфорной кислоты или растворимых фосфатов, приводит к существенному укрупнению первичных частиц пигмента и, как следствие, к ух дшению качества лакокрасочных материалов, изготовляемых на его основе. Предложенный способ позволяет улучшить диспергируемость пигментного фосфата цинка по сравнению с известным порядка на 30-40% при изменении, в частности, этого показателя в растворе алкидной смолы в шаровой мельнице.

Пример.В емкость, снабженную перемешивающим и- термостатирующим устройствами, загружают 1500 вес. ч воды, 55 вес. ч. 87,5%ной фосфорной кислоты, 5. вес.ч. метилфосфоновой кислоты, и полученную смесь нагревают до . После этого при перемешивании добавляют 223 вес. ч. сульфата цинка и перемешивание ведут до полного его растворения. Затем осаждают фосфат цинка за счет примешивания к полученному раствору в течение 0,5 ч 75 вес.ч. 5н. водного раствора едкого натра до достижения рН 4,3. Полученную смесь

okлaждaют и выдерживают в течение 1 ч при комнатной температуре, после

чего отделяют маточный раствор от осадка фильтрацией, промываютосадок на фильтре 500 вес.ч воды и сушат при в течение 1 ч.

Полученный пигмент имеет гидрофильность поверхности, измеренную по отношению объемов смачивания образца гептаном (Vr) и водой (VE,)Vr/V0, равную 1,15- диспергируемость пигмента при измерении ее в растворе алкидной смолы в шаровой мельнице

0,65; время достижения степени перетира 50 мкм 22 ч.

Пример2. (получение пигмента В). В емкость, описанную в примере 1, загружают 1500 вес. ч

воды, 55 вес. ч 87,5%-ной фосфорной кислоты, после чего нагревают смесь . до , добавляют 223 вес. ч. сульфата цинка, осаждают, промывают и сушат фосфат цинка в условиях, описанных в примере 1. Полученный фосфат цинка суспендируют в 500 вес.ч. 1,5%-ного водного раствора натриевой соли 1,3-бутадиенфосфоновой кислоты с рН 5, выдерживают суспензию в течение 1 ч и затем фильтруют, промывают и сушат фосфат цинка, как в примере 1.

Полу 1енный пигмент имеет следующие показатели, определяемые в соQ ответствии с примером l-fVr/Vj., диспергируемость 0,70 время перетира пигмента до 50 мкм 17 ч.

Фосфат цинка, полученный по иэ вестному способу обеспечивает указанные характеристики пигментного фосфата цинка примерно сладукнцего порядка: Nf 0,94| диспергируемость 0,50 J- время перетира до 50 мкм

35 ч.

j

Повышенные гидрофобность и диспергируемость пигментного фосфата цинка по предлагаемому способу в полимерной среде существенно сокращает время, необходимое для достижения требуемой 5 степени перетира наполненных лакокрасочных материалов, содержащий данный пигмент и соответственно снижение их трудоемкости и энергоемкости приготовления.

1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТ НОГО «ФОСФАТА ЦИНКА, вклкпаюций осаж, дение его из pacirBopa, содержащего соль цинка и фосфорную кислоту или растворимый фосфат, при нагревании и перемешивании, фильтрацию полученной суспензии, промывку и сушкуiотделенного при этом осадка пигмента, отличающийся тем, что, с целью улучшения диспергируемости целевого продукта в полимерных средах, исходный раствор или суспензию полученного пигмента обрабатывают водным раствором фосфоновых кислот или их солей щелочноземельных металлов или аммония при рН г-6,5. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что фосфоновые кислоты или указанные их соли берут В количестве 0,5-40 мол.% от количества фосфорной кислоты или растворимых фосфатов. (Л 3.Способ по п. 1, отличаю щи и с я тем, что обработке указанными соединениями подвергают суспензию пигмента непосредственно посS С ле осаждения его или суспензию после промывки его или сушки.