BE862132A - Suspension aqueuse de bioxyde de titane et peintures obtenues a l'aide de cette suspension - Google Patents
Suspension aqueuse de bioxyde de titane et peintures obtenues a l'aide de cette suspensionInfo
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Description
Suspension aqueuse de bioxyde de titane et peintures obtenues à l'aide de cette suspension La présente invention est relative à la préparation et à la composition de bioxyde de titane dans une suspension aqueuse convenant à l'incorporation à des compositions de peintures acryliques à base d'eau, de manière à conférer un brillant ou un éclat élevé à la pellicule de peinture sèche. Au cours des dernières années on a entrepris des recherches intensives dans le but de développer des suspensions de bioxyde de titane convenant à la fabrication de papiers et de peintures à base d'eau. Le caractère économique et la facilité d'emploi de ces suspensions a sensiblement aiguillonné le développement de suspensions de bioxyde de titane. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 702 773 il est dit que l'on peut préparer une suspension stabilisée de bioxyde de titane contenant 60 à 82% en poids de bioxyde de titane en vue de la fabrication du papier. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 758 322 on a décrit un procédé de production de suspensions contenant de 60 à 80% de bioxyde de titane, préparées à partir d'une <EMI ID=1.1> vet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 847 640 dit qu'une suspension de pigment contenant de 60 à 65% de bioxyde de titane convient pour être utilisée au cours de la fabrication de compositions de peintures au latex. La présente invention fait encore davantage progresser l'art de la fabrication de suspensions de bioxyde de titane. L'invention fournit une suspension à teneur en solides très élevée, que l'on peut utiliser pour la fabrication de compositions de peintures acryliques à base d'eau à brillait élevé. La présente invention a plus particulièrement pour objet une suspension aqueuse de bioxyde de titane qui, une fois séchée à partir d'une composition de revêtement acrylique à base d'eau, engendre une pellicule à brillant élevé, et cette suspension aqueuse <EMI ID=2.1> sur base du poids du bioxyde de titane, d'un composé qui répond à la formule de structure générale suivante: <EMI ID=3.1> dans laquelle M représente un métal alcalin, <EMI ID=4.1> méthyle ou éthyle, X représente un groupe cyano ou -COOR5 <EMI ID=5.1> alkyle inférieur possédant de 1 à 4 atomes de carbone, Y représente un groupe -COOH ou -COONa, a et b ont des valeurs qui varient de 10 à 100, et de 0,1 à 0,6%, sur base du poids du bioxyde de titane, de 2-amino-Z-méthyl-1-propanol, La présente invention concerne également un procédé de production d'une suspension aqueuse de bioxyde de titane à teneur élevée en solides, caractérisé en ce que l'on prépare une solution de 0,2 à 1% d'un <EMI ID=6.1> 2-méthyl-1-propanol, sur base du poids du bioxyde de titane, dans environ 10 à 25% d'eau, en ce que l'on ajoute de 75 à 90% en poids de bioxyde de titane, en ce que l'on procèdeà un broyage de l'ensemble à l'aide d'un broyeur à disques jus qu'à obtenir l'uniformité et en ce que l'on ajoute une quantité d'eau suffisante pour réduire la teneur en bioxyde de titane à 60-80% en poids dans la suspension finie. La présente invention a donc plus particulièrement pour objet une composition aqueuse de bioxyde de titane à teneur élevée en solides et à brillant élevé, que 1'on appellera couramment suspension dans la suite du présent mémoire. Les suspensions conformes à la présente invention sont les suspensions à teneurs élevées en solides, c'est-à-dire qu'elles contiennent de 60 à 80 et, de préférence de 70 à 80, pourcent en poids de bioxyde de titane. La teneur en solides de la suspen- <EMI ID=7.1> en poids de bioxyde de titane. Les compositions conformes à l'invention seront également appelées suspensions à brillant élevé dans la suite du présent mémoire. L'expression "suspension à brillant élevé " signifie que lorsque l'on incorpore la suspension à une composition de peinture acrylique et que l'on sèche ensuite cette dernière en une pellicule mince, cette pellicule est dotée d'un brillant ou éclat élevé. Les suspensions à brillant élevé conformes à la présente invention peuvent se préparer simplement à partir d'un bioxyde de titane sec qui n'a pas été soumis à des traitements superficiels spéciaux avant son incorporation à de l'eau. On a obtenu des niveaux de brillant remarquables avec des systèmes de peintures acryliques à base d'eau lorsqu'un bioxyde de titane obtenu par un procédé au chlorure était simultanément séché et broyé en utilisant un broyeur à énergie de fluide du type vortex confiné tel que décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 840 188. Le bioxyde de titane utilisé pour la préparation des suspensions conformes à la présente invention aura, de préférence, un faible calibre uniforme de particules, au moins 95% massiques du calibre moyen des particules étant de 1 micron ou moins, avec un calibre moyen des particules inférieur à environ 0,6 micron. Le bioxyde de titane doit également être un , bioxyde de titane qui ne comporte pas d'oxyde hydraté après le traitement, étant donné que la présence d'oxyde hydraté réduit le brillant de la peinture finie. Il faut cependant comprendre que la présence d'agents de rutilisa- <EMI ID=8.1> sont normalement présents dans le bioxyde de titane produit par oxydation de tétrachlorure de titane, ne gênent nullement les avantages obtenus avec les suspensions conformes à l'invention. Pour obtenir les propriétés remarquables de brillant, on prépare la suspension en ajoutant le bioxy- <EMI ID=9.1> du poids du bioxyde de titane, de 2-amino-2-méthyl1-propanol. Ensuite, on broie la suspension à teneur élevée en solides jusqu'à uniformité en utilisant un broyeur à disques, comme un appareil de dispersion d'Hockmeyer fabriqué par la société H.H. Hockmeyer, Inc. On poursuit le broyage jusqu'à ce que la suspension devienne uniforme et on y ajoute ensuite une quantité d'eau qui suffit à réduire la teneur en solides de la suspension à environ 60 à 80% en poids. Lorsque l'on prépare les suspensions conformes à la présente invention, la teneur en bioxyde de titane de la suspension initiale doit atteindre au moins 80% en poids pour que le broyeur à disques puisse imposer un cisaillement suffisant au système pour assurer la réduction du calibre des agglomérats de bioxyde de titane dans les limites conformes à l'invention. Idéalement, le calibre des particules doit être aussi fin que possible avec un-calibre moyen des particules inférieur <EMI ID=10.1> mérats ou de particules de bioxyde de titane, selon le cas, possédant un calibre des particules supérieur à 1 micron. Par conséquent, selon le pigment de base utilisé, la durée du broyage et la concentration du pigment seront ajustées pour obtenir la répartition et l'uniformité du calibre des particules souhaitées. On a également découvert que l'addition d'environ 5% d'eau au système après l'étape de broyage conférait des propriétés rhéologiques améliorées à la suspension et que la manipulation et l'utilisation de la suspension finie en étaient remarquablement améliorées. On a également découvert que l'emploi . d'un système dispersant approprié était nécessaire pour obtenir une suspension de bioxyde de titane conférant un brillant remarquable à une pellicule de peinture provenant d'un système à base d'eau. Le système dispersant <EMI ID=11.1> d'un composé de la formule I ét de 0,1 à 0,6% de 2-amino2-méthyl-1-propanol, sur base du poids du bioxyde de titane présent, produit, lorsqu'il est combiné aux autres conditions opératoires décrites dans le présent mémoire, une suspension de bioxyde de titane conférant un brillant inespérément remarquable à une pellicule de peinture séchée. Les exemples qui suivent illustrent la présente invention sans pour autant limiter cette dernière. Dans ces exemples, toutes les parties et pourcentages figurent en poids, sauf spécification contraire. EXEMPLE 1 Dans un broyeur à énergie d'un fluide, tel que décrit dans l'exemple du brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 840 188, on introduit du bioxyde de titane obtenu par l'oxydation de tétrachlorure de titane <EMI ID=12.1> aqueuse à environ 55-75% en poids de solides et on le sèche et on le broie en utilisant un rapport vapeur d'eau à pigment de 2,5 à 6, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3 840 188, de façon à obtenir un bioxyde de titane sec à calibre des particules uniforme et petit. EXEMPLE 2 A 5300 ml d'eau dans un récipient d'une contenance d'environ 19 litres, on ajoute 150 ml d'un composé de la formule I dans laquelle M représente le <EMI ID=13.1> X et Y représentent des groupes carboxyle, ainsi que 60 ml de 2-amino-2-méthyl propanol. A la solution ainsi obtenue-, on ajoute 30 000 g d'un pigment de bioxyde de titane obtenue de la manière décrite à l'exemple 1. On utilise ensuite un appareil de dispersion Hockmeyer équipé d'une palle d'environ 10 cm tournant à 4000 tpm pour broyer le pigment. Après broyage après 20 minutes, on ajoute 3000 ml d'eau afin de réduire la concentration en solides dans la suspension jusqu'à environ 76,7% en poids. On détermine le calibre des particules des solides en utilisant <EMI ID=14.1> révèle l'existence d'un pourcentage massique de particules plus fines que les données suivantes: <EMI ID=15.1> On compare la suspension préparée à l'exemple 2 à un bioxyde de titane à brillant élevé du commerce, en ce qui concerne le brillant et le pouvoir opacifiant, de la manière décrite ci-dessus. Brillant d'émulsion séchée à l'air. On prépare une peinture en émulsion acrylique contenant une concentration de 22,8 % de pigment en volume. On étalle la peinture en émulsion acrylique jusqu'à obtenir une épaisseur de pellicule de 0,2 mm et on laisse cette pellicule sécher pendant un minimum de trois jours et on détermine ensuite le brillant (60[deg.]) de la pellicule de peinture. Brillant d'émulsion séchée en étuve. On prépare une peinture en émulsion acrylique contenant 25% en volume de pigment. On étale la peinture en émulsion acrylique jusqu'à obtenir une épaisseur de pellicule de 0,1 mm et on l'introduit ensuite immédiatement dans une étuve à tirage libre à 110[deg.]C pendant 30 minutes, et on détermine ensuite le brillant (60[deg.]) de la pellicule de peinture. Pouvoir opacifiant . On étale les préparations de peinture en émulsion acrylique susmentionnées jusqu'à obtenir une épaisseur de pellicule de 0,0625 mm sur la carte Morest 09 et on la sèche pendant 24 heures. On compare le pouvoir opacifiant de la peinture préparée à partir des suspensions conformes à l'invention à celui du témoin. Le pouvoir opacifiant relatif (P.O.) des suspensions conformes à l'invention se calcule de la manière suivante: <EMI ID=16.1> SX de l'échantillon témoin SX - Pouvoir de diffusion déterminé selon le <EMI ID=17.1> Scattering Materials ", Journal of Research of the National Bureau of Standards, Vol. 19, 1937, p. 287. <EMI ID=18.1> EXEMPLE 3 On ajoute du 2-amino-2-méthyl propanol (45 ml) <EMI ID=19.1> d'hydrogène et X et Y représentent des groupes carboxyle (114 ml) à 7200 ml d'eau dans un récipient d'une contenance d'environ 19 litres. A ce mélange on ajoute 22 700 g d'un pigment de bioxyde de titane préparé de la manière décrite à l'exemple 1. On broie ensuite la suspension ainsi obtenue à l'aide d'un appareil de dispersion d'Hockmeyer équipé d'une palle de 10 cm environ, pendant 20 minutes, à 1500 tpm. Après ce broyage, on réduit la teneur en solides de la suspension avec 2500 ml, de façon à obtenir une suspension finale contenant 68,2% de solides. On compare le brillant de l'émulsion et le pouvoir opacifiant de la suspension de l'exemple 3 au brillant et au pouvoir opacifiant obtenu avec un pigment brillant du commerce, les résultats étant les suivants: <EMI ID=20.1> EXEMPLE 4 <EMI ID=21.1> sentent des atomes d'hydrogène et X et Y représentent des groupes carboxyle, à 5300 ml d'eau dans un récipient d'une contenance d'environ 19 litres. Au méL ange précité, on ajoute 30 000 g d'un pigment de bioxyde de titane obtenu de la manière décrite à l'exemple 1. On utilise ensuite un appareil de dispersion d'Hockmeyer équipé d'une palle d'environ 10 cm tournant à 2000 tpm pour broyer le pigment. Après broyage pendant 20 minutes, on ajoute 3500 ml d'eau pour réduire la concentration en solides de la suspension jusqu'à environ 77% en poids. On détermine le calibre des particules des solides présents dans la suspension en utilisant un appareil d'analyse du type Micrométrics 5000 qui révèle l'existence d'un pourcentage massique de particules plus fines que: <EMI ID=22.1> On compare le brillant et le pouvoir opacifiant de la suspension de l'exemple 4 au brillant et au pouvoir opacifiant d'un pigment brillant du commerce, de la façon décrite plus haut, les résultats obtenus étant les suivants: <EMI ID=23.1> Les exemples qui suivent sont donnés pour démontrer que le broyage de la suspension à teneur élevée en solides suivi de la dilution de la concentration en solides jusqu'à une teneur en solides de 60 à 80% engendre une suspension qui confère un brillant perfectionné lorsqu'on le compare au brillant obtenu avec le même pigment séché de manière classique et directement incorporé à la composition de peinture. EXEMPLE 5 On ajoute 54 ml de 2-amino-2-méthyl propanol et 185 ml d'un composé de la formule I dans laquelle <EMI ID=24.1> d'hydrogène et X et Y représentent des groupes carboxyle, à 2930 ml d'eau. Au mélange on ajoute 18 000 g d'un pigment de bioxyde de titane sur lequel on a précipité <EMI ID=25.1> sion d'Hockmeyer équipé d'une palle d'environ 10 cm tournant à 2000 tpm pour broyer le pigment. Après ce broyage pendant 20 minutes, on ajoute 1800 ml d'eau pour <EMI ID=26.1> poids. On détermine le calibre des particules des solides en utilisant un appareil d'analyse du type Micrométrics 5000 qui révèle un pourcentage massique de particules plus fines que: <EMI ID=27.1> On compare le brillant après séchage à l'air et le pouvoir opacifiant de la suspension de l'exemple 5 au brillant et au pouvoir opacifiant obtenu avec un pigment brillant du commerce, de la manière décrite plus haut, les résultats obtenus étant les suivants: <EMI ID=28.1> EXEMPLE 6 54 ml de 2-amino-2-méthyl propanol et 145 ml <EMI ID=29.1> et X et Y représentent des groupes carboxyle, sont ajoutés à 3200 ml d'eau. Au mélange ci-dessus on ajoute <EMI ID=30.1>
Claims (1)
- en solides à 78,5% en poids.On détermine le calibre des particules des solides dans la suspension en utilisant un appareil d'analyse du type Micrométric 5000 qui révèle un pourcentage massique de particules plus fines que: <EMI ID=31.1> <EMI ID=32.1>l'émulsion et le pouvoir opacifiant de la suspensionde l'exemple 6 aux propriétés correspondantes obtenues avec un pigment brillant du commerce, de la manièredécrite plus haut, les résultats étant les suivants:<EMI ID=33.1>REVENDICATIONS1.- Suspension aqueuse d'un pigment de bioxyde de titane conférant un fini à brillant élevé à des pellicules de peinture obtenues avec des compositions de pein- <EMI ID=34.1>posé répondant à la formule de structure générale suivante: <EMI ID=35.1> dans laquelle M représente un métal alcalin,R1 à R4 représentent des atomes d'hydrogène, des radicaux méthyle ou éthyle,<EMI ID=36.1>où R5 représente un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle inférieur possédant de 1 à 4 atomes de carbone, Y représente un groupe -COOH ou -COONa,a et b ont des valeurs qui varient de 10 à 100,de 0,1 à 0,6%, sur base du poids du bioxyde de titane, de 2-amino-2-méthyl-1-propanol, le reste étant constitué d'eau.<EMI ID=37.1>tion 1, caractérisée en ce qu'elle contient de 70 à80% en poids de bioxyde de titane.3.- Suspension aqueuse suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle contient de 75 à 79 % en poids de bioxyde de titane.4.- Procédé de production d'une suspension aqueuse de bioxyde de titane à teneur en solides élevée, caractérisé en ce que l'on prépare une solution de0,2 à 1% d'un composé répondant à la formule de structure générale suivante: <EMI ID=38.1>dans laquelle M représente un métal alcalin,<EMI ID=39.1>méthyle ou éthyle,X représente un groupe cyano ou -COORcoù R5 représente un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle inférieur possédant de 1 à 4 atomes de carbone, Y représente un groupe -COOH ou -COONa,a et b ont des valeurs qui varient de 10 à 100,de 0,1 à 0,6%, sur base du poids du bioxyde de titane, de 2-amino-2-méthyl-1-propanol, dans 10 à 20% d'eau, les pourcentages étant basés sur le poids du bioxydede titane présent, en ce que l'on ajoute de 80 à 90%en poids de bioxyde de titane sec, en ce que l'on procède ensuite à un broyage de l'ensemble avec un broyeur à disque jusqu'à ce que le bioxyde de titane soit uniformément dispersé et en ce que l'on ajoute ensuite une quantité d'eau suffisant à réduire la teneur en bioxyde de titane de la suspension finie à 60-80% en poids.5.- Procédé de production'd'une suspension aqueuse de bioxyde de titane à teneur élevée en solides, caractérisé en ce que: (a) on sèche et broie un pigment de bioxyde de titane préparé par oxylation de tétrachlorure de titane dans un broyeur à énergie de fluide à vortex confiné, <EMI ID=40.1> sur base du poids de tioxyde de titane, d'un composé qui répond à la formule de structure générale suivante:<EMI ID=41.1>dans laquelle M représente un métal alcalin,<EMI ID=42.1>radicaux méthyle ou éthyle,X représente un groupe cyano ou -COOR5où R5 représente un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle inférieur possédant de 1 à 4 atomes de carbone, Y représente un groupe -COOH ou -COONa,<EMI ID=43.1>(c) on ajoute 80 à 90 % en poids du bioxyde de titane du stade (a) de façon à engendrer une suspension; (d) on broie la suspension avec un broyeur à disques jusqu'à ce que le bioxyde de titane soit uniformément dispersé et possède un calibre moyen des par-ticules inférieur à environ 0,6 micron, pas plus de 5% mastiques des particules possédant un calibre moyen des particules supérieur à 1 micron, (e) on ajoute une quantité d'eau qui suffit <EMI ID=44.1>poids de la suspension finie, et(f) on mélange la suspension jusqu'à ce qu'elle soit mixte et uniforme.
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| Publication Number | Publication Date |
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| BE862132A true BE862132A (fr) | 1978-06-21 |
Family
ID=25030728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE183694A BE862132A (fr) | 1976-12-22 | 1977-12-21 | Suspension aqueuse de bioxyde de titane et peintures obtenues a l'aide de cette suspension |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU3189677A (fr) |
| BE (1) | BE862132A (fr) |
-
1977
- 1977-12-21 BE BE183694A patent/BE862132A/fr unknown
- 1977-12-22 AU AU31896/77A patent/AU3189677A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3189677A (en) | 1979-06-28 |
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