Способ получения пигментов-наполнителей Советский патент 1989 года по МПК C09C1/42 C09C3/06 

Изобретение относится к технологии получения пигментов-наполнителей на основе дисперсных минералов, применяемьк для изготовления масляных красок, эмалей, окрашенных грунтовок и водоэмульсионных составов, в качестве наполнителей пластмасс.

Цель изобретения - упрощение процесса получения пигмента-наполнителя и уменьшение при этом токсичности и пожаро- и взрьгаоопасности за счет исключения иэ процесса органических растворителей.

Сущность изобретения состоит в том, что карбонатсодержащую глину

(КГ) подвергают обработке водными растворами гидролизующихся солей металлов, например меди или железа, при нагревании, при этом соли берут в количестве, необходимом для полной нейтрализации карбонатной составляющей глины.

В качестве КГ используется глина, обладающая высокой адсорбционной спо собностью к солям меди(11)и железа

(III).

Химический состав глины приведен в табл. 1 .

Процесс разрушения КГ обусловлен кислой средой водных растворов солей переходных металлов вследствие их гиролиза .

Все операции по получению пигмента осуществляют в водной среде, что исключает применение легковоспламеняющихся, токсичных органических растворителей.

При термической обработке при 400-600°С происходит разложение гид- ратных форм железа (III) с образованием окрашенных оксидов.

При действии ферроцианид-ионов на железо- или медьсодержащие образцы в слабокислой среде образуются светопрочные пигменты-наполнители с широкой цветовой гаммой. Пигментация обусловлена образованием закрепленны на порерхности окрашенных ферроциа- нидов железа (III) или меди (II), а цвет пигмента-наполнителя является комбинацией цветов исходного модифицированного дисперсного минерала и образующихся ферроцианидов.

Пример 1. К 500 мл водной суспензии карбонатсодержащей.бентонитовой глины , содержащей 100 г сухого минерала, медленно при перемешивании прибавляют 500 мл 4%-ного

0

0

5

водного раствора СиС1, 2Н2р. Смесь нагревают до 40-50 с и выдерживают при этой температуре до полного пррк- ращрния газовыделения. Осадок промывают декантацией два раза и центрифугируют. Получают светопрочный неорганический пигмент-наполнитель голубовато-серого (стального) цве0 устойчивый к действию щелочей и органических растворителей, который непосредственно используют для приготовления водоэмульсионных составов. Состав испопьзуемой глины,мае.%:

5 Si GI 30,36; AUGj 15,93;

2,07; FeO 3,73; TiO 0,67; Ca05,70; MgO 3,58-, 3,10; 1 ,1 I;

0

5

0

5

SOj 0,99; S 0,16, органические вещества 0,93, прочие примеси 12,29.

Примеры 2-4. Осадок, полученный после центрифугирования по примеру 1, суспендируют в 200 мл воды и обрабатывают следующим образом: добавляют 5%-ный раствор ферро- цианида калия. Затем к суспензии при интенсивном перемешивании медленно приливают рассчитанное количество 0,1 М (0,35%) раствора соляной или 0,1 н. (0,5%) серной кислоты.

Количества прибавляемых реагентов и цвет полученного пигмента-напопни- теля ппиведены в табл. 2.

Пример 5. К 500 мл водной суспензии бентонитовой глины, содержащей 100 г сухого минерала, медленно при перемешивании прибавляют 500 мл 5%-ного водного раствора FeClj-6H,0. Смесь оставляют до прекращения газовыделения. Осадок промывают декантацией два раза и центрифугируют .

Получают светопрочный неорганический пигмент-наполнитель светло-коричневого цвета, устойчивый к действию щелочей, органических растворителей, который непосредственно используют для приготовления водоэмульсионных составов.

Высушенный пигмент используют для густотерных масляных красок, грунтовок, шпаклевок.

Пример 6. Сухой продукт, /полученный по примеру 5, подвергают термической обработке при 400 или 600 С. Получают пигменты соответственно коричневого н оранжево-красного цвета.

Примеры 7-10. Осадок, полученный после чентрнфугирова Иия по

примеру 1, суспендируют в 200 мл воды, добавляют 5%-ный раствор фер- роцианида калия в количестве, необходимом для получения пигмента- наполнителя заданного цвета (табл.2) Затем к суспензии при интенсивном перемешивании приливают рассчитанное количество 0,1 М (0,35%) раствора соляной или 0,05 М (0,5%) сер- ной кислоты. Для получения пигмента- наполнителя однородного цвета кислотность суспензии поддерживают 4-5 рН.

Цвет получаемых при этом пигментов описан в табл. 3.

Полученные пигменты-наполнители являются неорганическими и обладают светопрочностью аналогично известным неорганическим пигментам: пигмент желтый железоокисный, сурик железный, лазурь железная.

После помола пигментов-наполнителей в бисерной мельнице достигается степень перетира менее 45 единиц (по методу клина), что позволяет при- менять полученные пигменты-наполнители для приготовления высококачественных эмалей, красок, а также в качестве цветных наполнителей пластмассы.

Свойства пигментов, полученных по примерам 1-10, приведены в табл.4.

Использование изобретения позволяет уменьшить стадийность и снизить трудоемкость процесса получения пигментов-наполнителей, улучшить условия труда и повысить технику безопаг нпсти за счет исключения применения токсичных веществ и легковоспламе- няющихся органических растворителей и лолучить таким образом дешевые, светопрочные пигменты-наполнители с

6

цветовой гаммой.

в т.ч. ус

5

0

5 0

0

5

тойчивых к действию кислот и щелочей. Формула изобретения

1.Способ получения пигментов- наполнителей, включающий обработку дисперсного минерала водным раствором гидролизующейся соли переходного металла при нагревании, промывку суспензии и сушку осадка пигмента, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения процесса и уменьшения токсичности и пожаро- и взрьшоопас ности за счет исключения из процесса органических растворителей, в качестве исходного дисперсного материала используют карбонатсодержащую глину и обрабатьшают ее солью металла в количестве, необходимом для полной нейтрализации карбонатной составляющей .

2.Способ по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что применяют гидролиз ующуюся соль железа (III) или меди (II).

3.Способ ПОПП.1 и2, отличающийся тем, что, с целью повьшения устойчивости к действию щелочей и получения пигмента коричневого и оранжево-красного цвета, сухой осадок, полученный в результате обработки карбонатсодер- жащей глины раствором соли железа (III), дополнительно подвергают термообработке при 400-600 С.

4.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью расширения цветовой гаммы, осадок пигмента дополнительно обрабатьшают водным раствором ферроцианида щелочного металла в присутствии соляной или серной кислоты.

Таблица 1

Изобретение относится к технологии получения пигментов-наполнителей на основе дисперсных минералов, применяемых для изготовления масляных красок, эмалей, окрашенных грунтовок и водоэмульсионных составов, в качестве наполнителей пластмасс. Цель - упрощение процесса получения пигмента-наполнителя и уменьшение его токсичности и пожаро- и взрывоопасности за счет исключения из процесса органических растворителей. Для этого предлагается способ получения пигментов-наполнителей путем обработки дисперсного минерала-карбонатсодержащей глины водным раствором гидролизующейся соли переходного металла - железа /Ш/ или меди /П/, взятой в количестве, необходимом для полной нейтрализации карбонатной составляющей с последующей промывкой суспензии и сушкой осадка. При этом для повышения устойчивости к действию щелочей и расширения цветовой гаммы сухой осадок, полученный в результате обработки карбонатсодержащей глины раствором соли железа /Ш/, дополнительно подвергают термообработке при 400-900°С. При этом с целью расширения цветовой гаммы осадок дополнительно обрабатывают водным раствором ферроцианида щелочного металла в присутствии соляной или серной кислоты. Например, карбонатная глина, обработанная водным раствором CUCL₂^.2H₂O, позволяет получить пигмент голубовато-серого или стального цвета, устойчивый к действию щелочей. Пигмент может обладать таким цветом, как синий, зелено-коричневый, светло-коричневый, фиолетовый и другими оттенками зеленого, синего и коричневого цвета. Пигмент устойчив к действию щелочей, за исключением пигментов, полученных в результате введения в процесс ферроцианидов. PH водной вытяжки пигмента-наполнителя 5,3-6,6, укрывистость 31-36,45 г/м². 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

В расчете на оксиды.

Таблица 2

.Таблица 3

Таблица 4