Способ модифицирования пигментной двуокиси титана Советский патент 1983 года по МПК C09C1/36 

Изобретение относится к производ ству пигментной двуокиси титана, применяемой в лакокрасочной промышленности для изготовления эмалей, преимущественно алкидных и перхлорвиниловых, и вододисперсионных красок.

Известен способ получения пигментной двуокиси титана в модифицированной форме путем обработки водной суспензии исходного продукта алюмосийикатом и аминокапроновой кислотой, обеспечивающий осаждение алюмосиликата, например, методом карбонизации - пропусканием углекислого газа через суспензию до рН среды 7,0. Данный процесс преимущественно применяется для. получения пигмента с более однородным дисперсным составом для придания ему улучшенных пептизирующих и стабилизирующих свойствtl.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ модифицирования пигментной двуокиси титана растворами щелочных и кислых модифицирующих соединений. При этом, обработку суспензии пигмента вна.чале ведут щелочным раствором алюмината и силиката натрия, после чего в нее вводят одну или несколько кислых солей металлов из группы , включающей

алюминий, магний и цинк, после чего обработанный пигмент промывают, сушат и подвергают микроизмельченшэ 2.

Использование в качестве.цепочного соединения алюмината натрия по данному способу представляет определенные технологические трудности ввиду низкой стабильности его . Увеличение щелочного длодуля «(люмината

10 натрия приводит к повышеннс у расходу кислых, солей, а следовательно, к повышению в пигменте содержания веществ, растворимых в воде, и сниженто.атмосферостойкости и светостойкости пиг15мента. Целью изобретения является повышение свето-и атмосферостойкости пигмент-ной двуокиси титана при снижении в ней водорастворимых солей.

20

Поставленная цель достиг-ается тш, что согласно способу модифицирования пигментной двуокиси титана обрабатывают суспензию пигмента щелочным раствором алюмината и силиката натрия,

25 предварительно смешанным с поверхностно-активным веществом(ПАВ}из группы аминоспиртов или солей карбонордх кислот в количестве 0,05-5% к двубкиси титана, при 20-90°С с последующим

30 введением в суспензию пигмента одной или нескольких кислых солей металлов из группы, включающей алюминий, магний н цинк, промывкой, сушкой и микр измельчением полученного при этом продукта. Способ по данному изобретений поз воляет повысить свето- и атмосферостойкость пигмента и снизить содержа ние в нем водорастворимых солей. При этом стабильность обрабатываемого раствора достигается без увеличения его щелочного модуля. Ёведение в щелочной раствор ПАВ указанной группы в количестве 0,055% по отношению к TiOgстабилизирует этот раствор, обеспечивая более ка чественное модифицирование пигмента и улучшение его свойств. В качестве ПАВ может быть использован, например триэтаиоламнн, диэтиленгликоль, адипинат натрия и другие соединения ука ванной группы . Щелочной раствор алюмината и силиката используется при весовом соотношении этих соед инений 0,5-4:0,5-3 в пересчете, на SiOgКислый раствор, преимущественно из , сульфатов алюминия и магния или -алюминия и цинка, вводят в обрабатываем суспензию пигмента в весовом соотношекии 2-6:0,01-2 в пересчете на оксиды этих металлов к Tib2 до достижения рН суспензии 6,5-8,0. Указанные весовые соотношения вво в суспензию щелочных и кислых соединений определяются следующим. При небольшом количестве в щелочном растворе силиката натрия по срав 1 нению с алюминатом этот раствор, несмотря Не наличие в нем ПАВ, недостаточно стабилен. При значительном количестве в щелочном растворе силиката натрия, но малом алюмината натрия, большое количество при этом в нем-ACjj Oj необ ходимо компенсировать сульфатом .алюминия с частичной нейтрализацией щелочью, что однако приводит к повышению . , содержания водорастворимых солей в пигменте и к снижению его атмосферостойкости. По этой причине в смеси кислых растворов сульфатов алюминия, магния и цинка нежелательно очень высокое содержание сульфата алюминия. Увеличенное сверх соотношения содержание сульфата магния в смеси требует для осаждения гидроокиси магния повышенные значения величины рН конечного раствора более 8,0 и повышенный расход щелочных компонентов. Повыщенные содержания сульфата цинка нежелатель ны из-за дефицитности соединений цинка и это не обеспечивает повышени атмосферостойкости пигмента. Пример. В водную суспен-г. ВИЮ двуокиси титана рутильной модйфикации с концентрацией 100-150 г/л TiOg при вводят смесь растворов алюмината и силиката натрия с концентрацией 100-г/л APgOs и 50 г/л SiO2 в количестве 1,)И 0,8% SiO, стабилизированную 0,1% триэтаноламина по отношению к Т1О2, перемешивают суспензию 20 мин и вводят смесь кислых растворов сульфатов алюминия и цинка с концентрацией 100 г/л APjOa 1 50 г/л ZnO в количестве 0,4-0,8% 0,150,3% ZnO до достижения рП 6,8-7,0. Суспензию перемешивают 30 мин,, .фильтруют, осадок промывают, сушат и микроизмельчают. Полученный пигмент содержит водорастворимых солей 0,15%, обеспечивает блеск покрытия эмали ПФ-115 через 700 ч испытаний в везерометре ИП-1-2 20%. Пример2. В водную суспензию ТЮзанатазной модификации с концентрацией 100-150 г/л Т102при вводят смесь щелочных растворов алюмината и силиката натрия с концентрацией 100 г/л Ае2Оз.и 50 г/л SiO2B количестве 1,0% АР2ОзИ 3,5% SiOg, стабилизированную 0,% адипината натрия по отношению к TiO2, перемешивают суспензию 20 мин и вводят в нее раствор сульфата алюминия с концентрацией 100 г/л А(2., в количестве 1,5% сульфата магния с концентрацией 50 г/л в количестве 0,1% МдО до получения рН суспензии 6,0, перемешивают суспензию 30 мин и снова вводят смесь щелочных растворов алюмината и силиката натрия в количестве 0,8% и 4,0% SiOj, стабилизированную 0,2% адипината натрия по отношению.к .Т102, перемешивают суспензию 20 мин, далее вводят раствор сульфата алюминия в количестве 1.,2% М2Оз и сульфата магния в количестве 0,ll MgO до получения рН суспензии 6,8-7,0. Затем суспензию перемешивают 30 мин, фильтруют, осадок промывают, сушат и микроизмельчают . Полученный пигмент иглеет светостойкость в покрытии, измеренную по изменению коэффициента отражения по ГОСТ 20833-75, 3%, содержание в нем водорастворимых солей 0,4%. / алогичный пигмент, модифицированный тем же количеством алюмината и. силиката натрия и сульфатом магния, имеет светостойкость покрытия 5,0% .и содержит 0,7% водорастворШ/их солей. Способ модифицирования пигментной двуокиси т.итана по данному изобретению позволяет повыс.ить свето- и атмосферостойкость пигмента более чем и примерно в 1,5 раза соответственно при снижении в нем водорастворимых солей на 0,2-0,3% по сравнению с пигментом, модифицированным по известному способу.

Экономическая эффективность предлагаемого изобретения состоит в снижении себестоимости модифицированного пигмента за счет воз1Ж жности замены части щелочи и сульфата алюминия при обработке дешевым алюминатом натрия, являющимся отходом алюмомагниевого производства.

Формула изобретения

1. Способ модифицирования пигментной двуокиси титана, включающий обработку суспензии пигмента щелочным раствором алюмината и силиката натрия последующее введение в нее одной или нескольких кислых солей металлов из группы, включающей алюминий, магний и цинк, промывку, сушку и микроизмельчение полученного при этом продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения свето- и атмосферостойкости целевого продукта при снижении содержания в нем водорастворимых солей, щелочной раствор алюмината и силиката натрия предварительно смещивают с поверхностно-активным веществом из группы аминоспиртов или солей карбоновых кислот,

2.Способ по п,1, о т л и ч el ющ и и с я тем, что поверхностно-актив ное вещество берут в количестве 0,055%, а алюминат и силикат натрия и кислые соли металлов в суммарном количестве 1,0-20,0% в расчете на оксиды алюминия, кремния и металлов по отношению к двуокиси титана в суспензии, соответственно.

3.Способ по п.1, отличающий с я тем, что обработку исходной суспензии пигмента щелочным раствором ведут при 20-90°С.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 493491, кл. С 09 С 1/36, 1973.

2.Патент США 3383231, кл. 106 - 300, опублик. 1968.