AT210038B - Verfahren zur Verbesserung der photochemischen Stabilität von Rutil-Pigmenten - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Verbesserung der photochemischen Stabilität von Rutil-Pigmenten 
Die Photoaktivität des Rutils beeinträchtigt den Einsatz von Rutil-Pigmenten auf zahlreichen Anwendungsgebieten und stellt ihre Verwendung manchmal in Frage. So zeigen z. B. Kunststoffe, wie Melaminharze oder   Laminatpapiere'mit   eingearbeitetem Rutil-Pigment bei Belichtung eine starke Vergrauung. 



   Man hat deshalb schon lange versucht, durch Nachbehandlung des Rutil-Pigmentes seine Photoaktivität zu verringern. Das gemahlene Pigment wird unter Zusatz eines Dispergiermittels in Wasser angeteigt, gegebenenfalls einer Nassmahlung und/oder Klassierung unterworfen und dann. mit wasserlöslichem Silikat und/oder   einem wasserlöslichen Aluminiumsalz oder ändern Metallsalzen   und Alkali versetzt, filtriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen. Ein derart nachbehandeltes Rutil-Pigment zeigt zwar eine verbesserteKreidungsresistenz, befriedigt aber bei der Einarbeitung in Kunststoffe nach wie vor nicht. 



   Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rutil-Pigmentes mit verbesserter photochemischer Stabilität. Es wurde nun gefunden, dass dieses Ziel erreicht wird, wenn ein auf beliebige Weise hergestelltes Rutil-Pigment in Wasser angeteigt und mit   wasserlöslichem   Silikat,   Aluminium- und Cer-Salz   versetzt wird, dieser Mischung anschliessend Alkali bis zur mindestens neutralen Reaktion zugesetzt und das so behandelte Pigment filtriert, gewaschen, getrocknet und gemahlen wird. 



   Es ist bereits bekannt, geglühte Anatas-Pigment mit einem Cer-Salz zu behandeln und nochmals zu glühen, um dadurch die Kreidung des Pigmentes herabzusetzen. Es ist auch schon vorgeschlagen   w0r-   den, geglühte und gemahlene   Ti02 -Pigmente   mit weissen Silikaten der Elemente der zweiten bis vierten Gruppe des periodischen Systems zu behandeln, ohne dass jedoch die photochemische Stabilität der Produkte dadurch wesentlich verbessert wurde.   Überraschenderweise   zeigte   sich, dass   erst die Anwendung einer Kombination der drei Komponenten : wasserlösliches Silikat, wasserlösliches Aluminiumsalz und wasserlösliches Cer-Salz eine bedeutende Steigerung der photochemischen Stabilität bewirkt.

   Die Anwendung eines Cer-Salzes allein oder in Verbindung mit Silikat oder Aluminium-Salz ergibt gar keine oder nur eine geringe Verbesserung. 



   Die folgenden Versuchsergebnisse mögen dies erläutern : 
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<tb> 
<tb> Nachbehandlung <SEP> Mande1sluretest <SEP> 
<tb> (Florida-Wochen)
<tb> 1 <SEP> 2
<tb> unbehandelt <SEP> ^'5
<tb> 510z <SEP> + <SEP> Alz <SEP> Os <SEP> -36 <SEP> 
<tb> 
 

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Nachbehandlung Mandelsäuretest (Florida-Wochen) 1 2 
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   Si02 + Ce02 28 34,   5   A1O +CeO2 27, 5 31, 5   
SiO2+Al2O +   CeO   keine Reaktion 
Zur Bestimmung der photochemischen Reaktionsfähigkeit wurde der sogenannte   Mandelsäuretest   herangezogen, wie er in der Arbeit von A.E.

   Jacobsen (Industrial Engineering Chemistry Band 41 (1949), Seite 523 ff.) beschrieben ist. ;
Dazu werden etwa 10 g des Pigmentes mit   Mandelsäurelösung   angeteigt und zwischen zwei Glasplatten verteilt, so dass die Paste eine Fläche von etwa 10 cm Durchmesser bedeckt. Die Ränder der Glasplatte werden mit Klebstreifen verschlossen, um das Austrocknen der Paste zu verhindern. 



   Es wird anschliessend die Ausgangsreflexion bestimmt. Die Platten mit der Pigment-Mandelsäurepaste werden auf einen rotierenden Tisch gelegt und mit einer geeigneten Lampe belichtet (General Electric Sun Lamp 110 V, 275 Watt oder Osram Ultra-Vitalux 300 Watt). In gewissen Abständen wird die Messung der Reflexion wiederholt. 



   Die Umrechung der Messwerte in "Florida-Wochen" erfolgt nach einer empirischen Formel. 



   Die Proben wurden zweimal an verschiedenen Tagen getestet (s.   l   und 2). Es zeigte sich kein Unterschied, ob drei-oder vierwertiges Cer-Salz benutzt wurde. Der Cer-Zusatz betrug jeweils 0,3   (be-   rechnet als   Ce02), doch   ist die Menge in weiten Grenzen variierbar.

   Schon ein Zusatz von 0,05   % (be-   rechnet als CeO2) bewirkt eine bedeutende Erhöhung der photochemischen Stabilität, die mit steigendem Cer-Gehalt weiter zunimmt, doch dürfte der Zusatz aus Kostengründen praktisch bei 1   Ufo   eine Grenze finden, Aluminium und Silizium müssen in den für die übliche Nachbehandlung angewendeten Mengen, 
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 bedeutet, dass es nach einer Versuchszeit von etwa 50 Stunden, entsprechend 50 Floridawochen, durch Extrapolation noch nicht möglich war, die einer Verfärbung von 6% entsprechende Zeit zu bestimmen. 



   Beispiel 1 : 5 kg Rutil-Pigment werden unter Zusatz eines Dispergiermittels in Wasser angeteigt. 



  Durch Nassmahlung in einer Kugelmühle und Klassierung in einer Zentrifuge wird die Dispersion von allen gröberen Anteilen befreit. Zur Nachbehandlung wird davon 1 Liter Dispersion (entsprechend 300 g    trio2)   in einem Dreihalskolben auf 600   C erwärmt.   Dazu werden unter ständigem Rühren und Einhalten der Temperatur nacheinander folgende Zusätze gemacht : 
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 c) eine Lösung von 2, 12 g   Ce (SO,),.   4 HO in 10 ml Wasser entsprechend 0, 3% CeO2, bezogen auf eingesetztes Pigment, 20 Minuten ruhren ; d) verdünnte Ammoniaklösung bis zu einem pH-Wert von 8, 1, 30 Minuten rühren. 



   Der pH-Wert wird während des 30 minütigen Rührens mehrfach gemessen   und - wenn nötig,   durch weiteren Zusatz von verdünntem Ammoniak - auf 8, 1 gehalten. Die Suspension wird abgesaugt, wiederholt mit Wasser gewaschen und in einem elektrischen Trockenschrank 15 - 20 Stunden bei 1200 C getrocknet. Das Pigment wird   anschliessend   fein gemahlen. Der Mandelsäuretest ergibt: "keine Reaktion". 



   Ein derart nachbehandeltes Rutil-Pigment zeigt wesentliche Verbesserungen in den von der photochemischen Stabilität abhängigen Eigenschaften. Es hat unter vergleichbaren Bedingungen eine grössere 
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 vorbehandeltes RutilpigmentEinarbeitung in Kunststoffe. wie Melaminharze und Laminatpapiere, und zur Aufhellung von Buntpigmenten. Auch die von Rutil-Pigmenten her bekannten Vergrauungs- und Vergilbungserscheinungen beim Einsatz in der   Anstrichmftte1-,     Textil- und Lederindustrie   treten nur noch unwesentlich in Erscheinung. So zeigen z. B. mit diesem Pigment hergestellte Melamin-Pressplatten nach 100-stündiger Belichtung mit 

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 einer Xenon-Hochdrucklampe im Elrepho-Gerät der Fa.

   Zeiss (Oberkochen), mit Grünfilter gemessen, einen Rückgang der Reflexion von 3 bis   5 %,   bei Verwendung eines ohne Ce-Zusatz nachbehandelten Pigmentes dagegen einen   RUckgang   von über 30 %. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Verbesserung der photochemischen Stabilität von Rutil-Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf beliebige Weise hergestelltes Rutil-Pigment in Wasser angeteigt und mit wasserlöslichem Silikat, sowie einem Aluminium-und einem Cer-Salz versetzt wird, dieser Mischung anschliessend Alkali bis zur mindestens neutralen Reaktion zugesetzt und das so behandelte Pigment filtriert. gewaschen, getrocknet und gemahlen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf TiO2, die Cer-Komponente in Mengen von 0, "05 bis 1 %, berechnet als Ce0,, die Aluminium-und Silizium-Komponente ja in Mengen von 0,5 bis 3 %, berechnet als ALO bzw. SiO, zugesetzt werden.