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Perfectionnements apportés à la .fabrication.-de:¯ pigments de titane parer les pigments de titane sont basés sur la précipitation hydrolytique des composés hydratés de titane à partir de solutions de sels de titane (en particulier de sulfate de titane ou de chlorure de titane), le précipité étant lavé, séché et calciné pour éliminer l'eau et 1' acide et développer les propriétés pigmentaires comme le pouvoir colorant, le pouvait couvrant et la couleur.
La composition exacte du précipité varie, mais il consiste essentiellement en des composés de titane hydratés contenant des groupes hydroxyles et une faible quantité
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d'acide absorbé ou combiné.
Avant de calciner le précipité, on peut le sécher de façon à en chasser l'eau et l'acide mélangés mécaniquqment et, en outre, une quantité plus ou moins grande de l'eau et de l'acide combinés chimiquement. Il est commode de désigner ces produits sous l'appellation de "composés de titane hydratés", et c'est ce terme qu' on @@ilisera dans la présente description pour désigner le produit obtenu par la précipitation hydrolytique de solutions de sels de titane.
Dans la pratique normale, la calcination est réalisée à des températures comprises entre 700 et 1000 C., la température exacte qui donne lesmeilleurs résultats dépendant de la nature précise du précipité et des propriétés particulières désirées pour le produit final. On peut augmenter l'intensité dela calcination en augmentant la durée, la températureou les deux, et1' on a trouvé que, alors que certaines propriétés augmentent progressivement à mesure qu'on augmente l'intensité de la calcination, d'autres propriétés augmentent jusqu' à un certain point et diminuent ensuite. On constate, par exemple, que le pouvoir colorant du pigment augmente normalement avec l'intensité de la calcination jusqu'à un certain point, mais que, au-dessus de ce point, il diminue de nouveau.
Par contre, on a trouvé que l'accrois- sement de l'intensité de la caloination apporte un per- fectionnement progressif dans l'aptitude du pigment à donner naissance à des pellicules de peinture stables et durables lorsqu'il est en suspension dans les véhi- cules ordinaires. Des pellicules contenant des pigments de titane ont dans de nombreux cas une tendance à se désagréger après avoir été exposées quelque temps aux conditions atmosphériques extérieures, leur surface pre-
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nant un aspect crayeux, de telle sorte qu'elle s'use et expose les parties sous-jacentes à une désagrégation analogue.
En outre, lorsque les pigments de titane sont employés en mélange avec d'autres "couleurs", en particulier des colorants organiques, ces pigments marquent quelquefois une tendance à accélérer la décoloration ou atténuation de ces autres "couleurs".
On a en outre découvert que lorsqu'on intensifie la calcination en vue d'augmenter le pouvoir colorant, le pigment a tendance à prendre un ton grisâtre,
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jauaatre ou roueeutre ainsi que, duns certains cas, à perdre sa résistance a la lumière. Si l'on augmente 1' intensité de la calcination dans une mesure plus grande encore, afin d'obtenir un pigment donnant des pellicules encore plus durables, il en résulte souvent une diminu- tion du pouvoir colorant, outre que le pigment acquiert une dureté excessive qui le rend impropre à son emploi normal comme pigment.
De nombreux procédésont été proposéspour surmonter les difficultés sus-mentionnées. Un procédé important réside uans l'addition de certains composés à l'oxygène de titane hydraté lavé avant la calcination.
Les composés ajoutés sont, par exemple l'acide phospho- rique et des phosphates, des composés du fluor et des composés solubles des métaux alcalins. Dans un but de commodité, ces composés sont appelés "agents d'addition".
Lorsque ces composés ajoutés tendent à donner naissance à certaines propriétés avantageuses dans le pigment cal- ciné, par exemple une douceur et une texture désirables, comme le font certains composés alcalins tels que le
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Cùrbo>J 5e de bodiu-n. ou (Je y:i;c;ù..ilîu., on les ujpcll "iaLghte ;. conditionne'.lent".
On a découvert qu'on peut préparer un pigment
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de titane qui, en comparaison avec un produit analogue fabriqué antérieurement, possède de meilleures propriétés pigmentaires en ce qui conoerne la texture, la douceur, la stabilité à la lumière, la capacité de former des pellicules de peinture durables sans que le blancheur soit réduit à un degré appréeiable, en calcinant un mélange de composés de titane hydratés ou de bioxyde de titane et d'un composé d'antimoine réactif, qui sera défini plus loin, à une température suffisante et pendant un temps suffisant pour développer les propriétés pigmentaires.
La proportion du composé d'antimoine à l'oxyde de titane hydraté peut varier entre de larges limites selon les résultats désirés, par exemple de 0,1 % environ à un pourcentage n'excédant pas 55 % environ de Sb, ces proportions étant basées sur le Ti02 présent,
Les meilleures propriétés pigmentaires, savoir la stabilité, la résistance à la lumière, la douceur, la texture, etc... que possède un pigment de titane préparé suivant la présente invention semblent résulter du fait qu'on peut appliquer une calcination plus intense lorsqu'un composé d'antimoine est mélangé avec des composés de titane hydratés ou de l'anhydride titanique sans encourir les inconvénients habituels qu'entraîne.une sur-calcination ou traitement thermique excessif, savoir une diminution du pouvoir colorant, une perte de blancheur, une dureté excessive, eto...
Un blancheur élevé et une nuance neutre ou bleue attrayante sont obtenus lorsqu'on utilise des quantités de/composé d'antimoine se rapprochant de la limite inférieure de l'échelle précédemment spécifiée. Cet éclat élevé n'est pas toujours atteint lorsqu'on utilise les proportions supérieures de oomposé d'antimoine mais, dans la plupart des cas, on n'a pas besoin d'un tel blancheur élevé. Néanmoins, même si le blancheur est
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légèrement réduit lorsqu'on applique les proportions supérieures de composé d'antimoine, on conserve la nuance attrayante variant du neutre au bleuâtre, cette dernière étant obtenue lorsque la calcination est intensifiée.
Lorsqu'on utilise lesadditions supérieures de composés d'antimoine selon la présente invention et effectue la calcination a des températures plus élevées que cela avait été possible jusqu'à ce jour sans provoquer une dureté excessive du pigment, le pouvoir colorant des pigments résultants n'est pas toujours le maximum possible. Toutefois, dans la plupart des cas, il est plus important d'obtenir une stabilité élevée que d'obtenir le maximum de pouvoir colorant et, en pareils cas, le présent procédé donne des pigments qui possèdent un pouvoir colorant suffisamment élève pour l'usager le plus exigeant.
Dans la mise en pratique de cette invention, on peut avantageusement ajouter l'antimoine sous forme
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d'anhydride , ntimonieux (bZt1), mais on peut utiliser d'autres composés de l'antimoine. On a découvert qu'on peut utiliser un composé d'antimoine soluble tel que le tartre émétique (tartrate double d'antimoine et de potassium) et ceux qui, par calcination, donnent des oxydes d' antimoine, de préférence sous forme de solutions àqueuses.
Ces composés ont été appelés "composés d'antimoine réac- tifs". Comme résultat d'une étude approfondie de la réaction, il semble que l'antimoine se combine avec le composé de titane pendant la calcination pour donner un composé d'oxygène-titane-antimoine qui est pratiquement insoluble dans l'eau et les alcalis et acides dilués. La combinaison du composé d'antimoine avec le composé de titane est démontrée par le fait que la quantité entière d'antimoine ajoutée se retrouve dans le pigment calciné
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même si l'on a appliqué une température de calcination qui est de beaucoup plus élevée que celle à laquelle des composés d'antimoine se volatiliseraient normalement.
La quantité d'antimoine ajoutée peut varier entre de largeslimites, mais il est désirable de choisir une quantité convenant pour les propriétés particulières du pigment désiré. Les avantages relatifs à l'accroissement de la stabilité et de la douceur sont déjà observés avec une quantité de Sb aussi faible que 0,1 % (par. rapport au Ti02). Si l'on augmente la quantité d'antimoine jusqu'à 20% environ, la stabilité et la doudeur augmentent progressivement et l'on peut appliquer des quantités de 1 %, 2 %, 5 %, 10 % et ainsi de suite.
Avec plus de 20 % de Sb, le degré de douceur tend à diminuer et une proportion de 55% environ de Sb (par rapport à la teneur en Ti02) représente la limite préférée de Sb, de sorte qu'il est préférable que le mélange contienne moinsde 40% de Sb203 (qui est le composé d'antimoine le plus commode à utiliser) et plus de 60 % de Ti02.
Dans certains cas, on constate que Sb203 tend à conférer au pigment final une nuance bleuâtre met, si l'on désire un pigment ayant une nuance bleuâtre moins prononcée, on peut utiliser Sb205 et l'on constate alors que, normalement, la nuance bleuâtre est moins marquée.
Le présent procédé est applicable non seulemént à la préparation de pigments composés essentiellement de bioxyde de titane, mais aussi à la préparation d'autres pigments de titane, tels que des pigments de titane composites contenant une charge en plus de bioxyde de titane, et de pigments de titane composés en tout ou en partie de titanates, comme des titanates de calcium, de barium, zino ou plomb.
Le composé d'antimoine peut constituer le seul agent d'addition ou être utilisé en combinaison avec
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d'autres agents d'addition et de conditionnement. Par exemple, les composés du potassium ont été trouvés utiles en ce sens qu'ils améliorent encore la douceur du pigment obtenu, surtout si la proportion d'antimoine est relativement faible, par exemple inférieure à 10 %.
Toutefois, il convient que des précautions soient prises dans l'utilisation des composés d'antimoine conjointement avec de l'acide phosphorique ou des phosphates, étant donné que ledit acide ou lesdits phosphates ont tendance à contrecarrer l'effet avantageux des composés d'antimoine.
Les pigments obtenus suivant l'invention sont très utiles dans les peintures et les matières plastiques enraison de leur douceur, de leur belle nuance, de leur insolubilité dans les alcalis et acides dilués et, en particulier, de leur aptitude à donner des pellicules très durables.
Le présent procédé sera illustré par les exemples particuliers suivants, uniquement donnés à titre explicatif .
Exemple I
La pâte de composés hydratés de titane obtenue par précipitation à partir d'une solution de sulfate de titane et lavage subséquent est additionnée de 1 % d'anhydride antimonieux et de 0,4% de carbonate de potassium, ces additions étant calculées d'après la teneur en Ti02 et on calcine alors cette pâte pendent 3 heures à 9800 C.
Le produit possède une belle nuance blanche et neutre, une grande résistance à la lumière et une grande douceur et donne des pellicules très durables.
Exemple II
La pâte de composés hydratés de titane obtenue par précipitation à partir d'une solution de sulfate de titane et lavage subséquent est additionnée de 5 % d'
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anhydride antimonieux et de 0,4% de carbonate de potas sium, ces additions étant calculées d'après la teneur en Ti02, et on calcine alors cette pâte pendant 3 heures à 1000 C. Le produit obtenu possède une bonne nuance allant du blanc au bleuâtre, une grande résistance à la lumière et une grande douceur et donne des pellicules très durables.
Exemple III
Une pâte de composés hydratés de titane.analogue à celle de l'exemple I est additionnée de 10% d'anhydride antimonieux et de 0,4 , de carbonate de potassium, ces proportions étant calculées d'après la teneur en Ti02, et on aaloine alors la pâte pendant 3 heures à 1000 C.
Le produit possède une\résistance élevée à la lumière et une grande douceur et donne des pellicules très durables.
Exemple IV
Une pâte de composés hydratés de titane analogue à celle de l'exemple I est additionnée de 20 % d'an- timoine, cette proportion étant calculée d'après la teneur en Ti02, et on calcine alors la pâte pendant 3 heures à 1000 C. Le produit possède une résistance élevée à la lumière et une grande douceur et donne des pellicules très durables.
Exemple V
Une pâte de composés hydratés de titane analogue à celle de l'exemple I est additionnée de 2 % d' anhydride antimonique et de 0,35 % de carbonate de potassium, ces proportions étant calculées d'après la teneur en Ti02, et on calcine alors cette pâte pendant 3 heures à 9800 C. Le produit obtenu possède une belle nuance neutre blanche et une résistance élevée à la lumière et donne des pellicules très durables.
Exemple VI
Une pâte de composés hydratés de titane obte-
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nue par précipitation à partir d'une solution de tétrachlorure de titane et lavage subséquent est additionnée de 1% d'anhydride antimonieux et de 0,4% de carbonate de potassium, ces proportions étant calculées d'après la teneur en Ti02, et on calcine alors la pâte pendant 3 heures à 980 C. Le produit possède une belle nuance blanche et neutre, une solidité élevée à la lumière et une grandedouceur et donne des pelliculestrès durables,.
Dans les exemples ci-dessus, il .est question d'u..e calcination à température constante, par exemple dans un four à moufle ou creuset fixe. Toutefois, étant donné que, dans la pratique, la calcination est normalement réalisée dans un four rotatif, la température à laquelle la matière est soumise augmente pendant son passage à travers le four et la température finale est susceptible d'atteindre 1100 à 1200 C. La matière ne sera toutefois maintenue a cette température que pendant un temps relativement court. Cet-ce calcination réalisée avec des températures s'élevant jusqu'à 1100 C peut être considérée comme correspondant à une calcination à tempé- rature constante à 1000 C pendant 3 heures.
Lorsqu'un agent de conditionnement, tel que le carbonate de potassium est utilisé pour communiquer, conjointement avec le composé d'antimoine, la douceur désirée et d'autres propriétés pigmentaires, de faibles quantités de cet agent suffisent. On en utilisera de préférence rarement plus de 2 % ou moins de 0,05 )la
Normalement, il est préférable d'ajouter l'antimoine à l'hydrate de titane précipité et lavé, mais on peut l'ajouter à un stade antérieur du procédé. Par exemple, l'antimoine, sous forme d'anhydride antimonieux ou de tartre émétique, peut être ajouté à la solution de titane avant la précipitation de l'hydrate de titane.
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L'antimoine de la solution se combine avec l'hydrate de titane et sera par conséquent présent pendant la calcination subséquente. L'antimoine peut être ajouté à un stade encore plus tôt du procédé, par exemple au minerai de titane ou à l'acide employé dans le procédé. L'antimoine restera alors normalement en solution conjointement avec le titane jusqu'au stade de précipitation et, à ce moment, il sera précipité en combinaison avec l'hydrate de t itane.
REVENDICATIONS
1 - Procédé de fabrication de pigments de titane par calcination d'nhydride titanique ou de composés de titane hydratée, dans lequel on soumet à la calcination un mélange contenant du bioxyde de titane ou des composés de titane hydratés et une quantité de composé d'antimoine correspondant à une teneur de 0,1 ou davantage de Sb par rapport à la teneur en TiO .
2 - Procédé de fabrication de pigments de titane par calcination de bioxyde de titane ou de composés de titane hydratés, dans lequen ajoute un composé d'antimoine à un stade quelconque qui précède la calcination de façon à soumettre à la calcination un mélange conténant du bioxyde de titane ou des composés de titane hydratés et une quantité de composé d'antimoine correspondant à uneteneur de 0,1 % ou davantage de Sb par rapport à la teneur en Ti02.
3 - Procédé comme spécifié sous 1 ou 2 dans lequel le mélange soumis à la calcination contient des composés capable de former des titanates avec le bioxyde de titane ou les composés hydratés de titane.
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