<Desc/Clms Page number 1>
"Agents de peinture" CONVENTION INTERNATIONALE : DEMANDES DE BREVET ALLEMANDES:
Demande principale:J. 60 780 IVc/22g du 10 Mars 1938 et Demande d'addition: J. 62 396 IVc/22g du 5 Septembre 1938.
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention est relative à des nouveaux agents de peinture comprenant un liant dans lequel est incorporé un pigment à base de phosphate de fer. Ces agents de peinture se prêtent éminemment pour la fabrication de revêtements, de laques, de vernis, d'émaux etc.
Conformément à la présente invention la demanderesse a trouvé que des phosphates de fer possèdent d'excellentes proprié- tés pigmentaires lorsqu'ils se trouvent incorporés dans les agents liants usuels; ils se distinguent par leur haut pouvoir couvrant et par une bonne miscibilité avec les agents liants. Les phosphates de fer mélangés aux agents liants organiques tels que l'huile de lin, des vernis à base d'huile de lin ou à base de résine, des vernis sous forme d'émulsions aqueuses, fournissent des revêtements qui, quant à leur effet anti-rouille, sont au moins égaux aux revêtements à base de minium, sans toutefois en posséder les inconvénients.
Le phosphate de fer s'obtient en préparant d'abord le pigment dit "pigment brut", par exemple par double décomposition d'une solution aqueuse de sel de fer avec une solution aqueuse d'un phosphate de métal alcalin, et en soumettant ensuite ce pigment brut, au besoin après lavage, à un traitement à chaud. Le traitement à chaud s'effectue avantageusement en chauffant une suspension du pigment brut dans de l'eau à une pression supérieure à la pression
<Desc/Clms Page number 3>
atmosphérique. On obtient des pigments qui présentent des nuances . brun, vert, gris et noir et qui se distinguent par leur haut pou- voir couvrant et par une bonne compatibilité avec les différents agents liants.
Un intérêt particulier offrent les phosphates qui contiennent le fer dans deux stades d'oxydation, c'est-à-dire des phosphates ferroferriques; la proportion de fer et d'acide phos- phorique dans ce matériel ne joue pas un rôle très important. Une excellente action protectrice possèdent des substances qui par leur composition stoichiométrique sont à considérer comme ortho-phospha- tes normaux. Cette action protectrice n'est pas essentiellement di- minuée par un excès d'oxyde de fer ou par un excès d'acide phospho- rique. Cependant la teneur en acide phosphorique est limitée du fait que, en vue de leur utilisation dans la peinture, les pigments doi- vent être pratiquement insolubles dans l'eau.
La nuance ainsi que le comportement dans les agents liants dépendent de la quantité de fer bi- et trivalent présent dans les pigments et, en outre, de la manière dont sont précipités et chauffés les pigments bruts. D'ex- cellents pigments à base de phosphate de fer sont par exemple les pigments ayant la composition chimique suivante: 5-30% de FeO, 20- 50% de Fe2O3,30-50% de p2o5. Ainsi par exemple les pigments de nu- ance brune contiennent 10% de FeO, 35% de Fe203 et 40% de P205, des
<Desc/Clms Page number 4>
pigments de nuance verte contiennent 13% de FeO, 45% de Fe203, 38% de p2o5 et des pigments de nuance noire contiennent 23% de FeO, 36% de Fe2o3 et 37% de p2o5.
Les pigments ainsi obtenus sont diffi- cilement solubles dans les acides minéraux, comme par exemple l'aoi- de chlorhydrique à 10%. La concentration et la composition des so- lutions de départ, la température de précipitation et la durée de la précipitation, l'intensité de l'agitation et la concentration des ions hydrogène pendant et après la précipitation doivent être ajustées les unes sur les autres pendant la précipitation des pig- ments bruts, alors que la durée et la température de chauffage, la concentration des ions hydrogène et la teneur en électrolytes de la solution à chauffer doivent être ajustées les unes sur les autres pendant le chauffage sous pression suivant des méthodes connues en soi. Les pigments à base de phosphate de fer sont utilisables en mé- lange avec d'autres pigments, comme par exemple le blanc de baryte.
Les exemples qui suivent illustrent la présente in- vention sans toutefois la limiter; les parties mentionnées dans ces exemples se rapportent aux poids.
Exemple 1.
512 parties de sulfate ferreux (FeSO4 - 7H2O) sont dissoutes dans 600 parties d'eau, et 540 parties de chlorure fer-
<Desc/Clms Page number 5>
rique (Fe2C16 - 12H2O) sont dissoutes dans 800 parties d'eau; les deux solutions obtenues sont mélangées. 385 parties d'une solution d'acide phosphorique (poids spécifique 1,7) sont diluées avec 3000 parties d'eau, et 400 parties de lessive de soude caustique sont dissoutes dans 3000 parties d'eau; ces deux solutions sont également mélangées. On ajoute la solution de fer à la solution de phosphate dans l'espace d'une heure et à la température de 80 C, en agitant vigoureusement; on continue à agiter pendant 2 heures encore.
La sus- pension ainsi obtenue est filtrée, le résidu de filtration est lavé, suspendu dans 7000 parties d'eau, et la suspension est rendue faible- ment acide au papier Congo et chauffée pendant 30 minutes à 330 0 à une pression de 200 atmosphères. Puis le tout est refroidi, filtré, lavé, séché et broyé. On obtient un pigment vert-bleu qui fournit en mélange avec des liants aqueux ainsi qu'avec des liants exempts d'eau, des revêtements qui se distinguent par un haut pouvoir cou- vrant et qui possèdent d'excellentes propriétés de solidité.
Ce pigment fournit en mélange avec les différents vernis, comme par exemple des vernis à l'huile, des vernis nitro- cellulosiques et des vernis dans lesquels sont incorporés des pro- duits obtenus par la condensation d'acides dicarboxyliques aromati- ques tels que l'acide phtalique, et d'acides aliphatiques supérieurs,
<Desc/Clms Page number 6>
tels que l'acide linoléique, d'une part et d'alcools polyvalents, tels que le glycérol, d'autre part, des revêtements qui se distin- guent par une parfaite homogénéité et par un beau brillant.
Exemple 2.
810 parties de Fe2c16 - 12H2o sont dissoutes dans 800 par- ties d'eau et mélangées avec une solution de 417 parties de FeS04 - JH2o dans 600 parties d'eau, et le tout est ajouté à une solution de 465 parties de p2o5 et 480 parties de NaoH dissoutes dans 6000 par- ties d'eau dans l'espace d'une heure et à la température de 80 C, en agitant. La suspension légèrement acide au papier de tournesol est chauffée à une pression de 200 atmosphères durant 2 heures à une température de 32000. Puis la suspension est refroidie et filtrée, et le résidu de filtration est lavé, séché et broyé. 50 parties de la poudre noire ainsi obtenue et 40 parties de vernis à base d'huile de lin sont mélangées pour former une pâte apte à l'enduisage.
Une plaque de fer décapée au jet de sable est enduite de cette pâte. Même après quelques années d'exposition à l'air libre, le revêtement n'avait pas été attaqué et la pellicule avait conservé son élasticité. Après élimination du revêtement au moyen d'une solu- tion alcoolique d'hydroxyde de potassium, on pouvait constater que la surface métallique se trouvait en parfait état.
<Desc / Clms Page number 1>
"Painting agents" INTERNATIONAL CONVENTION: GERMAN PATENT APPLICATIONS:
Main request: J. 60 780 IVc / 22g of March 10, 1938 and Request for addition: J. 62 396 IVc / 22g of September 5, 1938.
<Desc / Clms Page number 2>
The present invention relates to new painting agents comprising a binder in which is incorporated a pigment based on iron phosphate. These painting agents are eminently suitable for the manufacture of coatings, lacquers, varnishes, enamels etc.
In accordance with the present invention, the Applicant has found that iron phosphates have excellent pigmentary properties when they are incorporated into the usual binding agents; they are distinguished by their high covering power and by good miscibility with binding agents. Iron phosphates mixed with organic binding agents such as linseed oil, linseed oil-based or resin-based varnishes, varnishes in the form of aqueous emulsions, provide coatings which, in terms of their effect anti-rust, are at least equal to coatings based on minium, without however having the disadvantages.
Iron phosphate is obtained by first preparing the so-called "raw pigment", for example by double decomposing an aqueous solution of iron salt with an aqueous solution of an alkali metal phosphate, and then subjecting this raw pigment, if necessary after washing, to a heat treatment. The hot treatment is advantageously carried out by heating a suspension of the raw pigment in water at a pressure greater than the pressure.
<Desc / Clms Page number 3>
atmospheric. Pigments are obtained which have nuances. brown, green, gray and black and which stand out for their high covering power and good compatibility with different binding agents.
Of particular interest are the phosphates which contain iron in two oxidation stages, that is to say ferroferric phosphates; the proportion of iron and phosphoric acid in this material does not play a very important role. Excellent protective action possesses substances which by their stoichiometric composition are to be regarded as normal ortho-phosphates. This protective action is not substantially diminished by an excess of iron oxide or by an excess of phosphoric acid. However, the phosphoric acid content is limited because, for their use in painting, the pigments must be practically insoluble in water.
The shade as well as the behavior in binding agents depend on the amount of bi- and trivalent iron present in the pigments and, furthermore, on the way in which the raw pigments are precipitated and heated. Excellent pigments based on iron phosphate are, for example, pigments having the following chemical composition: 5-30% FeO, 20-50% Fe2O3, 30-50% p2o5. Thus for example the pigments of brown shade contain 10% of FeO, 35% of Fe203 and 40% of P205,
<Desc / Clms Page number 4>
Green shade pigments contain 13% FeO, 45% Fe203, 38% p2o5 and black shade pigments contain 23% FeO, 36% Fe2o3 and 37% p2o5.
The pigments thus obtained are difficult to dissolve in mineral acids, such as, for example, 10% hydrochloric acid. The concentration and composition of the starting solu- tions, the precipitation temperature and duration of the precipitation, the intensity of the agitation and the concentration of the hydrogen ions during and after the precipitation must be adjusted to each other during precipitation of the crude pigments, while the duration and temperature of heating, the concentration of hydrogen ions and the electrolyte content of the solution to be heated must be adjusted to each other during heating under pressure according to known methods in itself. Pigments based on iron phosphate can be used in admixture with other pigments, such as, for example, barite white.
The examples which follow illustrate the present invention without, however, limiting it; the parts mentioned in these examples relate to weights.
Example 1.
512 parts of ferrous sulfate (FeSO4 - 7H2O) are dissolved in 600 parts of water, and 540 parts of fer- chloride
<Desc / Clms Page number 5>
ric (Fe2C16 - 12H2O) are dissolved in 800 parts of water; the two solutions obtained are mixed. 385 parts of a solution of phosphoric acid (specific gravity 1.7) are diluted with 3000 parts of water, and 400 parts of caustic soda lye are dissolved in 3000 parts of water; these two solutions are also mixed. The iron solution is added to the phosphate solution over the course of one hour and at a temperature of 80 C, with vigorous stirring; stirring is continued for a further 2 hours.
The suspension thus obtained is filtered, the filter residue is washed, suspended in 7000 parts of water, and the suspension is made weakly acidic with Congo paper and heated for 30 minutes at 330 0 at a pressure of 200 atmospheres. . Then everything is cooled, filtered, washed, dried and crushed. A green-blue pigment is obtained which, when mixed with aqueous binders as well as with water-free binders, provides coatings which are distinguished by high hiding power and which have excellent fastness properties.
This pigment provides a mixture with the various varnishes, such as for example oil varnishes, nitro-cellulose varnishes and varnishes in which are incorporated products obtained by the condensation of aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, and higher aliphatic acids,
<Desc / Clms Page number 6>
such as linoleic acid, on the one hand, and polyvalent alcohols, such as glycerol, on the other hand, coatings which are distinguished by perfect homogeneity and good gloss.
Example 2.
810 parts of Fe2c16 - 12H2o are dissolved in 800 parts of water and mixed with a solution of 417 parts of FeS04 - JH2o in 600 parts of water, and the whole is added to a solution of 465 parts of p2o5 and 480 parts of NaoH dissolved in 6000 parts of water within one hour and at a temperature of 80 C, with stirring. The slightly acidic litmus paper suspension is heated at a pressure of 200 atmospheres for 2 hours at a temperature of 32000. Then the suspension is cooled and filtered, and the filter residue is washed, dried and ground. 50 parts of the black powder thus obtained and 40 parts of varnish based on linseed oil are mixed to form a paste suitable for coating.
A sandblasted iron plate is coated with this paste. Even after a few years of exposure to the open air, the coating had not been attacked and the film retained its elasticity. After removing the coating with an alcoholic solution of potassium hydroxide, the metal surface could be seen to be in perfect condition.