Способ получения красного перламутрового пигмента Советский патент 1991 года по МПК C01G49/02 

Изобретение относится к синтезу неорганических пигментов для лакокрасочной, целлюлозно-бумажной и парфюмерной промышленности, производства пластмасс, химволокон и т.д.

Известен способ получения красных композиционных пигментов на основе каолина, частицы которых покрыты островковой пленкой.

Недостаток данного способа - отсутствие у пигментов перламутрового блеска.

Известен способ получения красных перламутровых пигментов на основе чешуек слюды, которые получают осаждением на поверхность слюды из растворов оксидных соединений титана (IV}, олова (IV) и железа (II) с последующей термообработкой полуиеччо- го продукта на воздухе.

Недостатком данного способа ется сложность технологического пэг- цесса синтеза многокомпонентного композиционного пигмента, наличие труд ноутилизируемых отходов произведетса.

Известен способ получения красного перламутрового пигмента, соглас- но которому пигмент получают путем окисления водной суспензии гппрсчс-г.г железа (II) в присутствии чеи.уск слюды раствором перхлората калия пси 90-100°С. В процессе окисления ..poi-c- ходит образование кристаллов окс.;д железа (ill), которые осаждаются на поверхность чешуек слюды, cbopMnpvH

s t

t if

,: РГ

s

i - )

на них островковую поликристаллическую пленку.

Недостатками данного способа являются наличие трудноутилизируемых отходов производства в виде сточных вод, содержащих сульфаты щелочных металлов, а также низкие физико-технические показатели пигмента, в частности перламутровый блеск.

Цель изобретения - улучшение перламутрового блеска и яркости пигмента и исключение побочных отходов про

ИЗВОДСТВЭс

Указанная цель достигается тем, что на чешуйки слюды сначала наносят пигментную оболочку из оксигидрокси- дов железа (III) с массовой долей в пересчете на от 15 до 40% путем окисления кислородсодержащим агентом реакционной среды, включающей водный раствор соли железа (II), тонкоизмельченную слюду и металлическое железо. В полученный продукт, отмытый от водорастворимых солей, вводят добавки водорастворимых соединений бора в количестве 0, мас.% , к Fe20o, и подвергают прокалке на воздухе при 600-9РО°С.

Улучшение физико-технических показателей красного перламутрового пигмента по сравнению с известным способом объясняется следующим: при массовой доле пигментной оболочки мас.% при синтезе композиционного желтого пигмента на поверхности чешуек слюды формируется сплошная поликристаллическая пленка из окси- гидроксидов железа (ill); при термообработке композиционного пигмента на воздухе в отсутствие борсодержа- щих добавок при 600-900 С протекают процессы дегидратации и рекристаллизации, в результате которых на поверности слюды формируется островковая поликристаллическая пленка, причем данный пигмент имеет перламутровый блеск и яркость на уровне пигмента, полученного известным способом,1 бор- содержащие добавки активируют процессы спекания кристаллов в ост- ровковой пленке и способствуют формированию сплошных моно- или поликристаллических пленок из F20j на поверхность чешуек слюды, что приводит к увеличению перламутрового блеска и яркости пигмента.

Отказ от применения щелочных агентов на стадии синтеза композиционно0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

го желтого пигмента позволяет создать безотходный и бессточный процесс синтеза этого пигмента. Проведенные исследования показывают, что при прокалке композиционного пигмента с борсодержащими добавками они входят в состав пигментной оболочки и, следовательно, перламутровый пигмент после прокалки не содержит водорастворимых солей, что дает возможность разработки безотходного и бессточного технологического процесса синтеза красного перламутрового пигмента на основе чешуек слюды.

Нижний предел массовой доли окси- гидроксидов железа (III) в композиционном желтом пигменте на основе слюды (15 мас.% обусловлен тем, что при меньшем содержании формируется островковая пленка из оксигид- роксидов железа (ill) на поверхности слюды, что приводит к ухудшению перламутрового блеска и яркости пигмента; при содержании в композиционном пигменте более 40 мас.% (верхний предел) кристаллы Fe203 присутствуют в пигменте в виде самостоятельной инородной фазы, что также приводит к уменьшению перламутрового блеска и яркости пигмента.

Нижний предел массовой доли добавки оксидных соединений бора (0,05 мас.% ВЈ03 к FezG3) обусловлен тем, что при меньшем содержании бор- содержащих добавок они не оказывают эффективного влияния на процессы спекания Fe205 при термообработке, вследствие чего перламутровый блеск пигмента и яркости уменьшается, верхний предел (5 мас.% В203 к ) связан с ухудшением гранулометрического состава пигмента и его физико- технических показателей из-за спекания частиц пигмента при термообработке.

Нижний предел температуры термообработки (600°С) обусловлен торможением процессов спекания кристаллов Fe203 при более низких температурах, что проявляется в уменьшении перламутрового блеска и яркости, при температурах выше 900°С (верхний предел) наряду с формированием сплошных монокристальных пленок происходит спекание частиц пигмента между собой и ухудшение его физико-технических показателей) .

Существенность отличий предлагаемого способа от известных заключается как в использовании в качестве исходного материала для получения перламутрового пигмента желтого композиционного пигмента на основе слюды с определенной массовой долей сплошной пигментной оболочки из оксигидрокси- дов железа (III) , так и Б применении на стадии прокалки модифицирующих борсодержащих добавок, активирующих процессы спекания в оксидной пленке и способствующих формированию моно- или поликристаллических пленок из Ре20з на поверхности чешуек слюды. Положительный эффект достигается лишь при одновременном выполнении указанных условий, невыполнение любого одного из них приводит к ухудшению перламутрового блеска и яркости пигмента.

Для определения блеска и яркости образцов пигмент перемешивают стеклянной палочкой в фарфоровом стаканчике с раствором глицерина и желатины до жидчой консистенции. Полученную смесь мягкой кистью в два слоя с промежуточной сушкой на воздухе наносят на ватман. Измерение блеска и коэффициента яркости желатиновых накрасок слюды и пигментов на ее основе проводят на блескомере ФБ-2 под углом в 45°.

На фиг. 1 и 2 показан красный перламутровый пигмент, полученный известным и предлагаемым способами соответственно.

П р и м е р 1 (известный) . В стакан из нержавеющей стали емкостью 2 л вводят 100 г чешуек слюды (мусковит) с размером кристаллов 20- 45 мкм, заливают воду от отметки 1 л при перемешивании загружают 48 г (в пересчете на ) гептагидрата сульфата железа (II) , по окончании растворения соли повышают температу- оу в реакторе до 90 С, подают концентрированный раствор (400 г/л) гидрок сида калия до создания рН реакционной среды 8,7-8,8 и при перемешивании подают расчетное количество для полного окисления гидроксида железа (II) концентрированного раствора перхлората калия. По окончании окисления суспензию выдерживают при 90 С в течение 1 ч,охлаждают, образовавшийся продукт отделяют от маточного раствора, промывают, высушивают и

5

0

5

0

5

0

5

0

5

механически измельчают. т 125 г красного перламутрового и м -1 та с массовым содержанием F 20 мас.%.

П р и м е р 2. 50 г композ .ион ного желтого пигмента получение о нд чешуйках слюды (мусковит) с ра°ме- оом кристаллов 20-45 мкм и содержащего 20 мас.% оксигидроксироэ ver,3- (III) (в пересчете на Fez03), щают в алундовую чашку, добавл°кл 9 мл 1%-ного раствора борной кислоты (0,5% В203 к Fe203), добиваясь его равномерного распределения в композиционном желтом пигменте, и после этого подвергают термообработке на воздухе пои 750 С в течение 1 ч. По окончании прокалки полученный продукт охлаждают и механически измельчают.

Примеры 3-18 выполнены по аналогии с примером 2. При этом варьируют температуры прокалки, вид и массовую долю борсодержащих добавок, массовую долю оксигидроксидов железа в композиционном желтом пигменте на основе слюд и вид слюды.

Параметры процесса и качеств ч- ные показатели красного перлам TDO вого пигмента показаны в таблице.

Как следует из таблицы, красный перламутровый пигмент, попучечный предлагаемым способом, по сравнению с известным имеет более высокий перламутровый блеск и яркость. Его можно выпускать без побочных отходов производства.

Формула изобоетечи

Способ получения коасного пеола- мутрового пигмента на основе чешуек слюды и оксида железа (III включающий осаждение из водны суспензий оксидных соединений железа (,IIj 1 на поверхность чешуек слюды, отличающийся те/ , то, с целью улучшения перламутрового блеска пигмента и исключения побочных от - ходов производства, на чешуйки с люд с. сначала наносят пигментную оболочку из оксигидроксидов железа (,111; с массовой долей в пересчете на Ге7 , полученный продукт отмывает от водорастворимых солей, вводят добавки водорастворимых соед -не-1ий бора в количестве 0, мае, о В20 к и подвергают термообработке на воздухе при температуре 600-900 г.

Примечание. М - мусковит, Ф - флогипи , Б - Ьура, оК - борнзк кислота

Изобретение касается синтеза неорганических пигментов для лакокрасочной целлюлозно-бумажной и парфюмерной промышленности. Цель изобретения - улучшение перламутрового блеска пигмента и исключение побочных отходов производства. Постэегепнг цель достигается путем нанесения чг чешуйки слюды пигментной оболочки из оксигидроксидов железа ( с массовой долей в пересчете на . Полученный продукт отмывают от водорастворимых солей, вводит добавки водорастворимых соединений бс ра в количестве 0,05-5,00 мае.9 к и подвергают термообработке на воздухе при 600 903°С. мент, полученный предложенным , - бом, имеет более высокий перламу сс вый блеск и яркость по сравнение с известным, Исключение стадии пои.мнения щелочных агентов позволяет создать безотходный и бессточный процесс синтеза пигмента. 1 табл.

Фиг 1

(Риг 2