Способ получения прозрачного цветного пигмента Советский патент 1989 года по МПК C09C1/00 

1 ,

Изобретение относится к получению прозрачного цветного пигмента на основе чешуйчатого прозрачного субстрата, на который осаждены оксиды или гидроксиды окрашивающих металлов.

Цель изобретения повьшение термостойкости пигмента и улучшение его диспергируемости.

Согласно способу получения прозрачного цветного пигмента, в котором на чеи1уйчатый, прозрачный субстрат в водной суспензии в присутствии щелочного агента осаящают окись или гидроокись окрашивающего металла из его соли и после этого образовавшийся осадок отделяют, промывают, просушивают и прокаливают, осазвдение

окиси металла или гидроокиси металла приводят в присутствии соли магния, взятой в количестве 0,9- 4,1 мас. в расчете на осажденную окись, а в качестве щелочного агента используют мочевину.

Б качестве чешуйчатых прозрачных

I субстратов пригодными являются слюда, например мусковит, серицит или флогопит, чешуйка талька. Эти субстраты

применяются, как правило, в ви,це частичек размером порядка 1-100 мкм, преимущественно размером порядка 5-50 мкм.

В качестве цветных окисей металла или гидроокисей металла являются пригодными, например, FeO(OH), Fe(OH), Ре(ОН)з , Со(ОН),, Сг(ОН)з, ,

а

Q5

а

СП

ы

у

, CoO или , R случае необходимости могут соосаждаться бесцветные окиси металлов, например, АЦОд ZrO или TiO.

Все названные окиси металлов или гидроокиси металлов могут быть р сло как по отдельности, так и вместе, причем могут составляться смеси окисей этих металлов. Решающим однако является то, чтобы в пигменте содержалось 0,9-4,1 мас.% окиси магния. При содержании менее 0,9 мас.% окиси магния хороших результатов не добиваются. При содержании более чем 4,1 мас.% свойства не улучшаются.

Для получения предлагаемого пигмента чешуйчатый прозрачный субстрат суспензируют в водном растворе, который содержит по меньшей мере одну соль металла и соль магния. В качестве пригодных солей металла для образования цветных окисей или гидро- оксисей являются, например, пригодными FeSO , FeClj, Fe(NH4)a(S04)7 , Fe(N03)a , Fe5 (804)3 , FeClj , FeNH4(S04)2 , Fe(N05)3 , CoCl, , CoSo , CoCNOj), CrClj, CrNH4(S04)i. В качестве солей металлов, которые пригодны для дополйительного проводимого в случае необходимости осаждения бесцветны окисей металлов, могут быть например, AliCSO), A1NH4:(S04)4, AlNaCSO) , AIKCSO) . ZnCli, ZnS04, TiOSO, TiCl4. В качестве солей магния пригодными являются, например, MgS04, MgCNO,), MgCl, MgBr,, MgJj. В особенности преимущественно применяются MgS04, MgCl.

Все эти солц металлов и соли магния могут применяться в комбинации друг с другом, причем особенно при нанесении покрытия цветнь1ми окисями или гидроокисями могут свободно выбираться соотношения количеств различных солей металлов и массовое соотношение покрытия к субстрату соответственно желаемого цвета.

Готовят 5-25-ную суспензию чешуйчатого субстрата в растворе солей металлов, которая содержит около 9 х

X

солей металла

1 м покрываемой поверхности субX

на

страта. При дабавлении основания соли гидролизуются и металлы, включая магний, в форме гидроокисей осаждаются на субстрат. В качестве основания используют мочевину., которую превращают путем гидролиза до

4666514

аммиака. Особенно предпочтительна мочевина, так как здесь могут быть достигнуты особенно мелкие размеры частичек гидратов окиси металлов, осаждаемых на субстрат, и благодаря этому получается особенно хорошая прозрачность продуктов. Наряду с этим благодаря мочевине добиваются, Q в частности, гомогенного осаждения гидратов окиси металлов на субстрате. Мочевина добавляется в количестве около 3-30 эквивалентов мочевины в пересчете на окиси металлов, и сус- 15 пензию кипятят в течение 0,5-5 ч.

Таким образом, осаждается, например, гидроокись магния, гидрокись железа (II), гидроокись железа (III), гидроокись кобальта, гидроокись хро- 20 « гидроокись алюминия, гидроокись цинка, гидроокись титана, гидрат окиси титана или гидрат окиси железа. После завершения осаждения продукты отделяют, промывают и просушивают 25 при 100-120°С. Далее проводят прокаливание, которое, например, осуще- ществляется при 400-900°С в течение около 0,5-5 ч и при котором гидроокиси или гидраты сгкисей переводятся в окиси.

Так как названнь е окиси метал- лов, за исключением алюминя, цинка и титана, являются окрашенными путем выбора типа окисей металлов или путем выбора соотношения смесей различных окисей металла могут быть получены различные цвета, например, красный, желтый, голубой, зеленый и черный, а также нейтральные расцветки, Q так и очень много оттенков.

Для получения желтого, прозрачного пигмента приготавливают 5-25%-ную водную суспензию чешуйчатого субст45 , которая содержит в виде раствора 10-150 ч.,преимущественно около 30-90, соли железа, 1-50 ч.,преимущественно 2-30, соли магния и Ю- 400 ч., преимущественно 30-270, мочеви5Q ны, в каждом случае пересчитанные на 100 ч субстрата, суспензию кипятят в течение 0,5-5 ч, после чего может быть получен желтый пигмент путем отделения, промьгоания и просушивания

55 при температуре около lOS-IIO C.

Путем обработки при 300-1200 С, преимущественно 400-900°С, из этого пигмента может быть получен красный, прозрачный пигмент.

30

ЗБ

51466651

Для получения черного, прозрачного пигмента приготавливают 5-25%-ную чешуйчатого субстрата, которая со- „ держит растворенными 50-300 ч., преимущественно 150-250, соли железа, 3-90 ч., преимущественно , соли магния, 25-1500 ч., преимущественно 75-1000, мочевины и 2,5-90 ч., преимущественно 8-75, нитрата калия в каждом случае пересчитанные на 100 ч. субстрата. После кипячения в течение 0,5-5 ч, отделения, промывания и просушивания при 100 100°С получают черный, прозрачный пигментi

Для получения зеленого, прозрачного пигмента приготавливают 5-25%-ную водную суспензию чешуйчатого субстрата, которая содер с{т растворенными

ва 11 ли g же хо

из 18 на пе ча

10

20-200 ч. , преимз(Тцественно 40-150, соли кобальта, 20-200 ч., преимущественно АО-150, соли алюминия, 7-60ч., преимущественно 10-30, соли магния и 100-80 ч., преимущественно 200- 450, мочевины, в каждом случае пересчитанные на 100 ч.субстрата. После кипячения в течение 0,5-5 ч, отделения, промывания и прО1} ушивания при

че ля

15 пр же пр

из

20 су 90 90 10 до

температуре около 120°С и прокаливания при температуре около 500-700 С получают зеленый прозрачный пигмент.

Путем прокаливания при 800-1200°С получают из этого пигмента голубой, прзрачный пигмент.

Полученные пигменты превосходны в отношении диспергируемоети, яркости, цветности, прозрачности и тер- мостойкости и могут применяться для многочисленных видов использования, особенности в косметике. Пример. Раствор, состоящий ИЗ 55 г сульфата аммония железа (III), О г сульфата магния и 80 г мочевины на 900 мл воды, в котором суспендировано 90 г слюды размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 1 ч до 95-98 С. После этого продукт отделяют, промьгаают водой и просушивают при 105-110 С. Получают пигмент желтого цвета гидроокиси окиси железа, который имеет хорошую прозрачность и диспергируемость.

П р и м е р 2. Раствор, состоящий из 7,5 г сульфата аммония железа (III), 1,5 г сульфата магния и 20 г мочевины на 100 мл воды, в котором суспензировано 10 вают в течение 1 зовавшийся продукт отделяют, промы30

г талька, подогре- ч до 95-98 с. Обра фи 8 ча пр

по t пр

из

35 су 90 90 10 - до

40 мьга ни топр

по 1 кр

из

50 сул 30 то ра ва

55 фи су 11 ше ст

45

вают водой и просушивают при 105- 110 С. Образовавшийся пигмент, вьще- ливи1аяся на тальке гидроокись окиси g железа, имеет желтый цвет и обладает хорошей диспергируемостью.

П р и м е р 3. Раствор, состоящий из 80 г сульфата аммония железа (til) 18 г сульфата магния и 162 г мочевины на 90 мл воды, который содержит суспендированными 90 г слюды размером частичек 1-10 мкм, подогревают в теOf

10

чение 1 ч до 95-98 С. Продукт отделяют, промывают водой и просушивают

15 при 105-110°С. Образовавшийся пигмент желто-охрового цвета и имеет хорощзто прозрачность и диспергиру мость.

П р и м е р 4. Раствор, состоящий из 64 г хлорида железа (III), 13 г

20 сульфата магния и 128 г мочевины на 90 мл воды, в котором диспергировано 90 г слюды с размером частичек 1- 10 мкм, подогревают в течение 2ч до 95-98°С. После этого раствор от,

30

фильтровывают, промывают и в течение 8 ч просушивают при 105-110 0. Получают желто-охровый пигмент с хорошей прозрачностью и диспергируемостью.

П р и м е р 5. Пигмент, полученный по примеру 4, прокаливают в течение t ч, при . Получают красный, прозрачный пигмент. .

Пример 6. Раствор, состоящий из 128 г хлорида железа (III), 26 г

35 сульфата магния и 256 г мочевины на 900 мл воды, в котором диспергировано 90 г слюды с размером частичек 1- 10 мкм, подогревают в течение 2 ч . - до 95-98°С. После фильтрования, про40 мьгаки водой и просушивания в тече- ние 8 ч при 105-110°С получают желтоохрового цвета пигмент с хорошей прозрачностью и диспергируемостью.

П р и м е р 7. Пигмент, полученный по примеру 6, прокаливают в течение 1ч при 700°С. Получают фиолетово- красный, прозрачный пигмент.

П р и м е р 8. Раствор, состояощй из 178 г сульфата железа (II), 40 г

50 сульфата магния 32 г нит рата калия и 300 г мочевины на 900 мл воды, в котором диспергировано 80 г слюды с размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 4 ч до 95-98 С. После.

55 фильтрования, промывки водой и просушивания в течение 10 ч при 105- 110°С получают черный пигмент с хорошей прозрачностью и диспергируемостью.

45

П р и м е р 9. Раствор, состоящий из 3,0 г хлорида алюминия, г хлорида кобальта, 1,0 г сульфата магни и 20 г мочевины на 60 мл воды, который содержит диспергированнь ми SjO г йлюды с размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 2 ч до Продукт отфильтровывают, промывают водой и просушивают в течение 2 ч при 105-1 . После прокаливания образовавшегося беловатого продукта при 600 С в течение 1 ч получают прозрачный пигмент.

При мер 10. Беловатый пигмент полученный по примеру 9, прокаливают в течение 1 ч при . Получают синий, прозрачный пигмент,.

П р и м е р 11. PacTBops состоящий из 20 г хлорида железа (III) на 300 мл воды, который содержит диспергированными 30 г слюды с размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 1 ч до 78-82°С и после этого смешивают в течение Oj5 ч с 85 мл 10%-ной натриевой щелочи. К раствору который имеет значение рН 2,3, добавляют в течение 5 мин 6%-ный раствор хлорида кальция и после этого такое количество 10%-ной натриевой щелочи, чт обы достичь нейтрального значения рН. Продукт отделяют, промывают водой и просушивают в течение 2 ч при 105-110°С. После прокаливания в течение 1 ч при получают красный, прозрачный пигмент.

П р им е р 12. Раствор, состоящий из 3,0 г сульфата хрома (III), 1,0 г сульфата магния и 10,0 г мочевины на 150 мл воды, который содержит диспергированными 10 г слюды с размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 0,5 ч до 95-98 0. продукт отфильтровывают, промывают ведой и просушивают, в течение 5 ч при 98-105 С. После прокаливания светло-зеленого продукта в течение 1 ч при 800°С получают сине-зеленый, прозрачный пигмент.

П р и м е р 13. Раствор, состоящий из 2,0 г хлорида цинка, 2,0 г хлорида железа (III), 1,0 г сульфата магния и 20 г мочевины на 100 мл воды, который содержит диспергированными 5,0 г слюды с размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 1 ч до 95-98 С. Продукт отфильтровывают, промывают водой и просушивают в течение 10 ч при 98-105°С. После каль

цинирования продукта в течение 1 ч при получают желто-охрового цвета, прозрачный пигмент.

П р и м е р 14. Суспензии из 5 г слюды с размером частичек 1-10 мкм в 50 мл воды подогревают в течение 0,5 ч до 95-98 С и после этого в течение 80 мин смешивают с раствором, состоящим из 20 г сульфата титана, 4 г сульфата магния и 40 г мочевины в 100 мл воды и перемешивают в течение 1 ч„ После прокаливания полученного при этом беловатого продуктаj при 800 С в течение 1 ч получают

прозрачный пигмент с сине-зеленым терференционным цветом.

ин

П р и м е р 15. Растворр состоящий из 55 г сульфата аммония железа (111) 9 г хлорида магния и 80 г мочевины на 900 мл воды, в котором суспендировано 90 г слюды разме эом частичек 1-15 мкм, подогревают в течение 3 ч до С. После этого продукт отделяют, промьгоаю т водой и просушивают при 105-Г|0°С. Получают пигмент желтого цвета гидроокиси окиси железа, который имеют хорошую прозрачность и диспергируемость.

П р и м е р 16. Раствор, состоя- щий из 45 г сульфата аммония железа (III)5 12 бромида магния и 70 г мочевины на 800 мл воды, в которой суспендировано 90 г субстрата слюды с размером частиц 1-15 мкм, подогревают в течение 3 ч до 95-98 С. Образовавшийся продукт отделяют, прЬ- водой и просушивают при 105- . Образовавшийся пигмент имеет желтый цвет гидроокиси железа и обладает хорошей диспергируемостью и прозрачностью.

Пример 17. Раствор,, состоящий из 60 г сульфата аммония железа (III), 10 Г нитрата магния и 80 г мочевины на 700 мл воды, в которой суспендировано 90. г слюды размером частичек 1-15 мкм, подогревают в течение 3 ч до 95- 98 С. Продукт отделяют, промывают водой и просушивают при 10555

110 С. Образовавшийся пигмент желтого цвета имеет хорошую прозрачность и диспергируемость. .

Данные для примеров по содержанию оксида магния в полученных пигментах следующие:

Ниже приведены примеры для сравнения, доказывающие достижение цели изобретения.

Пример для сравнения 1. Раствор состоящий из 128 г хлорида железа (III) и 256 мочевины на 900 мл воды, который содержит диспергированными 90 г слюды с размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 2ч до 95-98 С, После фильтрования, промывки водой, просушивания в течение 8 ч при 105-110°С и прокаливания в течение 1 ч при Получают фиоле тово-красный пигмент. Диспергируе- мость этого продукта сравнибается с продуктом по примеру 7 следую11{им методом. В 300-миллйлитровый химический стакан вводится 45 г обычной лаковой основы (VS medium ink) и 5,0 соответствующего пигмента добавляют при перемешивании со скоростью 500 об/мин. В каладом отдельном случа после 5, 10, 30 и 60 мин пробы извле кают и наносят на покрытую слоями бумагу, которая имеет белую и черную основу. На основании таким образом полученных проб можно оценить диспер гируемость соответствующего пигмента В то время как пигмент по примеру 7 очень хорошо диспергируем уже спустя 5 мин, сравниваемый пигмент диспергируем еще недостаточно даже после 60 мин.

Пример для сравнения 2. Раствор, состоящий, из 178 г сульфата железа (И), 32 г нитрата калия и 300 г мочевины на 900 мл воды, который содержит диспергированными 80 г слюды, размером частичек 1-10 мкм, подогревают в течение 4 ч до 95-98 с, после этого продукт отфильтровывают, промывают водой и просушивают в те0

5

0

0 5 0 5 0

g

чение 10 ч при 98-105°С. Термостойкость и стабильность по отношению к окислению этих проб определяют путем измерения значений TgA и ДТА на приборе Шинку-Рикох Кабушики Кайш, модель AgNE, ТвД-1500. ТдА и ДТА из- меняются при 155°С, причем цветовой ,тон пигмента изменяется от черного к красно-бурому, с превращением FejO в . По сравнению с этим пигмент, полученный по примеру 8, который содержит магний, никакого изменения до 260°С не обнаруживает.

Пример для сравнения 3. Получают пигменты по примеру 8 и ntf сравнительному примеру 2. Диспергируе- мость этих продуктов сравнивается следующим методом: В 300-миллилит- ровый химический стакан вводят 45 г обычной лаковой основы (VS medium ink) и 5,0 г соответствующего пигмента добавляют при перемешивании со скоростью 500 об/мин. Каждый раз через 4,8, 15 и 60 мин пробы извлекают и наносят на покрытую слоями бумагу, которая имеет белую и черную основу. На основании таким образом полученных проб можно оценить дис- пергируемость соответствующего пигмента. В то время как пигмент по примеру 8 очень хорошо диспергируем уже спустя 8 мин, сравниваемый пигмент диспергируем еще ме достаточно даже после 60 мин.

Пример для сравнения 4. Получают пигменты по примеру 7 и сравнительному примеру 1. Термостойкость и стабильность к окислению этих образцов сравнивают методами ДТА и ТРА. Было показано, что пигмент по примеру 7 не претерпевает изменений до 250 с. В противоположность этому пигмент для сравнения дает на аналитической кривой изменение уже при .

Дпя доказательства лучшей дис- пергируемости предлагаемых пигментов поступают следующим образом.Изготавливают пигменты по примеру 7 и сравнительному примеру 1, их вводят лаковую основу и наносят на бумагу. . После этого подсчитывают различимые в пределах определенной площади макровключения (аггломераты). При этом получены результаты, и приведены в таблице.

11

U6665112

В косметическом средстве, полученным таким образом, предлагаемый пигмент имеет лучшую прозрачность и лучшие свойства заполнения и прилипания, чем применяемые пигменты окиси железа.

Изобретение касается получения прозрачного цветного пигмента на основе чергуйчатого прозрачного субстрата, на который осазкдены оксиды или гидроксиды,окрашивающих металлов. Целью изобретения является по- вьш1ение термостойкости пигмента и улучшение его диспергируемости. Поставленная цель достигается способом получения прозрачного цветного пигмента на основе чешуйчатого прозрачного субстрата - слюды или талька, включающим осаждение на частицы субстрата оксидов или гидроксидов окрашивающих металлов из солей соответствующих металлов при обработке их щелочным агентом, в котором осаждение ведут в присутствии соли магния, взятой в количестве 0,9-4,1 мас.% в расчете на осажденный оксид, а в качестве щелочного агента используют мочевину. 1 табл.

Из полученных цифровых значений видно, что предлагаемые пигменты диспергированы заметно лучше.

Пример применения. Состав компактной пудры для употребления, мас.%: Пигмент по примеру 5,30 Тальк52,5

Каолин3

Стеарат кальция 5 Зерновой крахмал 3 РТзопропиллаурат 5 Изопропилмиристат ti Духи0,5

Формулаизобретения

5

5

Способ получения прозрачного цветного пигмента на основе чешуйчастого прозрачного субстрата - слюды или талька, включающий осаждение на частицы субстрата оксидов или гидрокси- дон окрашивакяцих металлов из солей соответствующих металлов при обработке их щелочнь м агентом, отделение образовавшегося осадка, его промывку 0 и термообработку, отличающий с я тем, что, с целью повышения термостойкости пигмента и улучшения его диспергируемости, осаждение ведут в присутствии соли магния,- взятой в количестве 0,9-4,1 мас.% в расчете на осалоденный оксид, а в качест-- ве щелочного агента используют мо- ченину.