Способ получения пигментного диоксида титана анатазной структуры Советский патент 1990 года по МПК C09C1/36 C01G23/53 

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способам получения пигментного диоксида титана, пригодного для матирования синтетических волокон.

Цель изобретения - повышение дисперсности пигмента, пригодного для матирования синтетического волокна и повышение его стабильности в полимере волокна.

Сущность способа заключается в следующем.

Ионы кремния не растворяются в кристаллической решетке диоксида титана. Локализуясь на поверхности, они ограничивают рост кристаллов и стабилизируют структуру анатаза, что способствует повышению дисперсности и повышению стабильности в полимерах, Одновременно с этим соединения , повышая скорость роста кристаллов,

позволяют завершить формирование кристалла в области более низких температур (на 20-30°С), что мешает агрегированию и спеканию частиц. Кроме того, соединения кремния выполняют и модифицирующую функцию поверхности кристалла. Последнее выражается в увеличении количества гидроксильных групп и основности поверхности, обеспечивающих адсорбционное взаимодействие с органическими полимерами, что также способствует повышению стабильности в полимере кристаллов анатаза.

Пример. Ильменитовый концентрат разлагают серной кислотой, выщелачивают сульфаты титана и железа, восстанавливают Ре(111)до Ре(11), отделяют фильтрацией шлам. Кристаллизуют и отделяют железный купорос до остаточного отношения Ре/Т102 0,3,

Os

О

ь

00 К5

паривают раствор до концентрации ISO- ISO г/л TI02, из которого термогидролитичеким путем осаждают гидратированную вуокись титана (ГДТ).

Раствор нагревают до 60°С, вводят зародышевый золь анатаза в количестве 0,5- 1% к ТЮ2, кипятят в течение 45-75 мин. поддерживая постоянным объем суспензии, затем вводят 30% водя от объема и кипятят еще 30-45 мин до выделения 95-97% Ti02. ГДТ отмывают от железа. Далее готовят водную дисперсию гидролизата с концентрацией 300 г/л Ti02. При перемешиваний приливакзт водный раствор аммиака (15%) до рН 5, затем вводят соединения сурьмы - 0,2% ЗЬаОз (в виде триоксида сурьмы), калия-0,7% К20(в виде карбоната калия- 100 г/л КаО), кремния - 0,02% SI02 (в виде калийного жидкого стекла - 11,3% К20), фосфора - 0,20% Р205 (в виде раствора фосфорной кислоты - 115 г/л РаОб).. После введения каждого компонента дисперсию перемешивают 15 мин, затем фильтруют, пасту прокаливают в муфельной печи с максимальной температурой 900°С в течение 7,5 ч. Пигмент размалывают на виброступке. Пример 2, Аналогично примеру 1, но без нейтрализации.

.Пример 3. Аналогично примеру 1, но количество кремния 0,05%.

Прим ер 4. Аналогично примеру 1, но количество кремния 0,01%.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 1, но количество фосфора 0,3% Р205.

Пример б (известный). Количество фосфора 0,2% Р205.

П р и м е р 7. Аналогично примеру 1, но количество фосфора 0,25% PaOs.

П р и м е р 8. Аналогично примеру 1, но количество фосфора 0,15% Р205.

Данные по дисперсности и стабильности пигмента для примеров 1-8 приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемый способ позволяет получать пигмент, обладающий высокой дисперсностью и стабильностью в полимере, При этом такие пигментные свойства, как разбеливающая способность и коэффициент отражения соответственно имеют высокие показатели.

При введении калиевого жидкого стекла или метасиликата калия в количестве, меньшем 0,01%, положительный эффект не наблюдается, а введение в количестве, большем 0,05%, приводит к образованию

агрегированной текстуры. При введении аммиака в гидролизат, содержащий свободную и связанную серную кислоту, образуется кислый сульфат аммония, температура разложения которого составляет 146,9°С. В результате разложения сульфатов в области низких температур в гидроли- зате формируется пористая текстура, которая препятствует агрегированию и спеканию из-за ограничений контакта и массо- переноса. Без операции нейтрализации выделение сульфатов происходит через образование и разложение титанилсульфата при 500°С. Это может стать источником образования рутильной фазы. Указанное значение рН определяется условиями нейтрализации свободной серной кислоты. Калиевое жидкое стекло или метасиликат калия вводят в гидролизат перед введением

фосфорной кислоты, чтобы обеспечить условия равномерного распределения и адсорбции силикат-иона поверхностью частиц диоксида титана.

Таким образом, предлагаемый способ

позволяет повысить дисперсность пигмента (средний размер кристаллов уменьшается с 1000 до 680-800 А) и повысить его стабильность в полимере волокна с 62 до 75-92%. Формулаизобретения

1. Способ получения пигментного диоксида титана анатазной структуры, включающий сульфатизацию титансодержащего сырья, термогидролитическое осаждение гидратированного диоксида титана, последовательную обработку гидролизата соединениями сурьмы, калия, фосфора, прокалку и размол продукта, отличающийся теМ, что, с целью повышения дисперсности пигмента, пригодного для матирования синтетического волокна, и повышение его стабильности в полимере волокна, перед обработкой гидролизата соединением фосфора в него добавляют калиевое жидкое стекло или метасиликат калия в количестве

0,01 - 0,05% в пересчете на двуокись кремния от количества диоксида титана в гидро- лизате.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что соединение фосфора вводят в количестве 0,15 - 0.25% в пересчете на фосфорный ангидрид от количества диоксида титана в гидролизате.

3.Способ по п. 1, о т ли ч а ю щи и с я тем, что перед обработкой гидролизата его

нейтрализуют раствором аммиака до рН, равного 5.

i 3- a

a o

O3

01

O)

o

05

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам получения пигментного диоксида титана, пригодного для матирования синтетических волокон. Титансодержащее сырье сульфатизируют, проводят термогидролитическое осаждение гидратированного диоксида титана, последовательную обработку гидролизата соединениями сурьмы, калия, кремния и фосфора. Затем осуществляют прокладку и размол продукта. В качестве соединения кремния используют калиевое жидкое стекло или метасиликат калия в количестве 0,01-0,05% в пересчете на двуокись кремния от количества диоксида титана в гидролизате, причем эти соединения вводят перед введением соединения фосфора. Перед обработкой гидролизата его нейтрализуют раствором аммиака до PH 5. Соединение фосфора вводят в количестве 0,15-0,25% в пересчете на фосфорный ангидрид от количества диоксида титана в гидролизате. Изобретение позволяет повысить дисперсность пигмента (средний размер кристаллов уменьшается с 1000 до 680-800A) и повысить его стабильность в полимере волокна с 62 до 75-92%. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

CM O)

CO CO

Ю

h

о

00

CO

о

en

CO

m о

о

со

СП

СП

о о о см см см

о о о

см

см о

Ю

о о о

CN

о

Ю

со

Ю Ю

со со о о о

000

см см см о о о

см

со

CD

o

in (O

(N O)

О О)

LO r- -

о о оэ

о 5 о о

о и CD О)

со 2 1 00

О)

ш

о

о

о

см

fe

.

ш

Iо

о

о

о со

CD со

3

CD

со

со

CJ5

CD О5

м

о см

о

о

(Г)

о

Ю CN

tn

о о

см

о

см о

см о

Ю

со

о

Ю 1Л Ю

со со со о о

Ю

со о о

о о о о о см CVI см см см

о СЭ CD CD CD

Ю

CD

со

т

см

га со

а

о

S

5

X

и

с;

п ш

г

S

S

о

CL О)

с

CJ

С S

о

X I

5 Ю

л

о о

X

л

с;

Ю

2

о