CZ285206B6 - Způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby - Google Patents
Způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ285206B6 CZ285206B6 CZ97797A CZ79797A CZ285206B6 CZ 285206 B6 CZ285206 B6 CZ 285206B6 CZ 97797 A CZ97797 A CZ 97797A CZ 79797 A CZ79797 A CZ 79797A CZ 285206 B6 CZ285206 B6 CZ 285206B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- suspension
- sulphate
- zirconium
- titanium dioxide
- reagents
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title claims description 13
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 title abstract description 26
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 18
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 11
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 5
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims 3
- ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);disulfate Chemical compound [Zr+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 2
- OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n-dimethylpyridine-2,5-diamine Chemical compound CN(C)C1=CC=C(N)C=N1 OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims 1
- 150000003746 yttrium Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- RTAYJOCWVUTQHB-UHFFFAOYSA-H yttrium(3+);trisulfate Chemical compound [Y+3].[Y+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RTAYJOCWVUTQHB-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Chemical class 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 sulphate anion Chemical class 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical class [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical class [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 210000001280 germinal center Anatomy 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 229910000347 yttrium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Způsob spočívá v tom, že se postupně provádějí následující kroky: /a/ příprava suspenze pomletého kalcinátu titanové běloby a úprava pH na hodnotu 8,0 až 10,5, /b/ vyhřátí suspenze na teplotu 50 až 70.degree.C, /c/ současné nebo střídavé dávkování zásaditých a kyselých činidel tak, aby pH suspenze po celou dobu dávkování nepřekročilo rozmezí pH 6,5 až 10,5 a s výhodou bylo udržováno na konstantní hodnotě 8,5, /d/ po skončení dávkování činidel úprava pH na hodnotu 6,5 až 7,0, /e/ prodleva 60 až 120 min., /f/ úprava pH na 7,0 až 7,4, /g/ filtrace a promytí povrchově upraveného pigmentu a /h/ vytvrzení a stabilizace struktury částic pigmentu vystavením teplotě vyšší než 150.degree.C. Vymezené pH se udržuje současným nebo střídavým přidáváním kyselých a zásaditých složek. kyselými složkami se rozumí vodné roztoky síranů titanylu, zirkonylu, zirkoničitého, yttritého a hořečnatého, zásaditými složkami jsou roztoky hlinitanu sodného a křemičitanu sodného.
ŕ
Description
Vynález se týká způsobu provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby rozpustnými solemi titanu a hliníku a případně též křemíku, zirkonia, yttria a hořčíku.
Dosavadní stav techniky
Úprava povrchu titanové běloby je důležitá technologická operace, která může zásadním způsobem ovlivnit vlastnosti tohoto široce používaného pigmentu. Obvykle se povrch částic nejprve modifikuje anorganickými látkami a poté se ještě nanáší jedna nebo více organických látek. Anorganickými povrchovými úpravami se dosahuje především zlepšení pigmentových charakteristik, jako je např. vysoká schopnost rozptylu světla v některých nátěrových systémech, či odolnost vůči povětrnostním vlivům, organické povrchové úpravy vedou hlavně ke zlepšení zpracovatelských vlastností, např. snadnější dispergovatelnosti v pojivech, resp. v plastech.
Anorganická povrchová úprava se v praxi provádí tak, že nejprve se za přídavku vhodného dispergačního činidla připraví suspenze pomletého kalcinátu titanové běloby, která se ještě může podrobit takzvanému mokrému mletí, a poté se k ní přidávají vodné roztoky činidel, kterými se povrchová úprava provádí. Změnou pH potom dojde k hydrolýze a k vysrážení hydratováných oxidů na povrch částic titanové běloby, kde vytvoří jednu nebo více vrstev.
Problematikou fotoaktivity titanové běloby se zabývá celá řada odborných prací (např. U. Gesenhues: Oberfláchenbau und photochemische Aktivitát verschieden stark calcinierter Rutil-Pigmente, Farbe+Lack 1994 (4), str. 244 - 248), jejichž závěry jsou jednoznačné v tom, že tento jev se dá potlačit dokonalým a nepropustným pokiytím částic TiO2 vhodnou anorganickou povrchovou úpravou.
Vlastnosti povrchové úpravy z hlediska její struktury a úplnosti částic značně závisí na rychlosti srážení složek povrchové úpravy. Jak ukazují údaje v literatuře (U. Gesenhues: Bedeckungsgrad und Photoaktivitat anorganisch nachbehandelter TiO2-Pigmente, Farbe+Lack 1988 (3), str. 184 189), je-li srážení příliš rychlé, což bývá obvyklé nejen při rychlém přídavku činidel, ale i při velkém kolísání pH během procesu, nestačí se činidla dostat až k povrchu částic TiO2 a dochází k srážení mimo pigment. Takto vzniklá zárodečná centra pak vedou nejen k dalšímu srážení mimo částice pigmentu a tak k jejich neúplnému pokrytí, ale navíc svojí reaktivitou vedou ke vzniku aglomerátů, které se v dalších fázích výroby nedaří rozbít.
Je zřejmé, že pokud dochází k velkým a prudkým změnám pH během procesu srážení jednotlivých přísad, dochází kjejich zpětnému rozpouštění a při dalších změnách pH opět kjejich vysrážení. Jednou z možných metod posouzení kvality pokrytí částic pigmentu je i sledování přírůstků Al3+ (pochází z vrstvy povrchové úpravy) a Ti4+ (pochází z původně nechráněného nebo leptáním obnaženého povrchu pigmentové částice) do roztoku při leptání koncentrovanou kyselinou sírovou. Takové testy (V. Gesenhues: Bedeckungsgrad und Photoaktivitat anorganisch nachbehandelter TiO2-Pigmente, Farbe+Lack 1988 (3), str. 184-1890) přinesly i jeden důležitý závěr pro technologii povrchové úpravy. Fakt, že obsah Al3+ ve výluhu dosáhne zpočátku maximální hodnoty a pak samovolně a velmi rychle minutu po minutě klesá, se dá vysvětlit pouze samovolným opětovným srážením. Vzhledem k tomu, že obsah Ti4+ ve výluhu s časem trvale a rovnoměrně roste, je zřejmé, že sloučeniny hliníku se nesrážejí na povrchu pigmentových částic (v takovém případě by se muselo rozpouštění Ti4+ o něco zpomalit v důsledku snížení plochy TiO2 přístupné kyselině), nýbrž do prostoru mezi ně. Velké změny pH, obvyklé při stávajících postupech, tedy snižují úroveň dosaženého pokrytí částic pigmentu.
- 1 CZ 285206 B6
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby, vyznačený tím, že se postupně provádějí následující kroky: (a) příprava suspenze pomletého kalcinátu titanové běloby a úprava pH, (b) vyhřátí suspenze na 50 až 70 °C, (c) současné nebo střídavé dávkování zásaditých a kyselých činidel tak, aby pH suspenze po celou dobu dávkování nepřekročilo rozmezí pH 7,0 až 10,5, s výhodou bylo udržováno na konstantní hodnotě 8,5, (d) úprava pH na 6,5 (po skončení dávkování činidel), (e) prodleva 60 až 120 min, (f) úprava pH na 7,0 až 7,4, (g) filtrace a promytí anorganicky povrchově upraveného pigmentu a (h) vytvrzení a stabilizace povrchové struktury částic pigmentu vystavením teplotě vyšší než 150 °C.
Při provádění anorganické povrchové úpravy podle vynálezu se vychází ze suspenze povrchově neupraveného pigmentu, tj. kalcinátu titanové běloby, pomletého na suchých mlýnech, o koncentraci 300 až 400 g TÍO2/I- Před vlastním zahájením povrchové úpravy je vhodné suspenzi pomlít na mokrých mlýnech. Pro tento účel se suspenze pigmentu připravuje koncentrovanější (600 až 700 TiO2/l) za přídavku vhodného dispergačního činidla, nejčastěji na bázi polyfosforečnanu či polyakrylátu. Pomletá suspenze se poté naředí na výše uvedené hodnoty.
Připravená suspenze se vyhřeje na teplotu 50 až 70 °C a upraví se její pH na hodnotu 8,0 až 10,5. Zvýšená teplota se udržuje po celou dobu provádění povrchové úpravy. Důvodem je urychlení chemických reakcí a fyzikálních pochodů, probíhajících při ukládání hydratovaných oxidů na povrch částic pigmentu.
Vlastní anorganická povrchová úprava titanové běloby spočívá v tom, že se do vyhřáté suspenze dávkují roztoky jednotlivých činidel, z nichž se hydrolytickým štěpením vylučují hydratované oxidy a ukládají se na povrch částic pigmentu. V průběhu celého procesu povrchové úpravy se pH udržuje v rozmezí 6,5 až 10,5, s výhodou na konstantní hodnotě 8,5. Jako činidla se používají rozpustné soli titanylu, zirkonylu, hlinitanů, křemičitanů, hlinité, zirkoničité a yttrité a/nebo hořečnaté soli.
Rozpustnou sloučeninou titanu je síran titanylu, u zirkonia může být použita kterákoliv rozpustná zirkonylová nebo zirkoničitá sůl se síranovým aniontem, rozpustnými sloučeninami yttritými a hořečnatými jsou dusičnan a/nebo chlorid a/nebo síran. Jako rozpustné sloučeniny hliníku je možno použít hlinitan sodný a/nebo síran hlinitý. Jako zdroj oxidu křemičitého je nej vhodnější křemiČitan sodný.
Vymezené pH se udržuje současným nebo střídavým přidáváním kyselých a zásaditých složek. Kyselými složkami se rozumí vodné roztoky síranů titanylu, zirkonylu, zirkoničitého, yttritého a hořečnatého, zásaditými složkami jsou roztok hlinitanů sodného a křemičitanů sodného. Pokud nepostačuje acidita nebo alkalita příslušné složky k udržení požadovaného pH a pro menší korekce hodnoty pH je možno použít podle potřeby roztoku kyseliny sírové nebo hydroxidu sodného. Po provedené anorganické povrchové úpravě se povrchově upravený pigment odfiltruje, promyje a poté se povrchová struktura částic vytvrdí a stabilizuje vystavením teplotě vyšší než 150 °C.
Ochranná vrstva kolem částic titanové běloby podle vynálezu sestává nejméně ze dvou vrstev hydratovaných oxidů v krystalické a/nebo amorfní formě. Ve vnitřní vrstvě jsou obsaženy oxidy titaničitý, vysrážený ze síranu titanylu, a hlinitý, pocházející z hlinitanů sodného. U titanových bělob se zvýšenou odolností pak i oxidy zirkoničitý a yttritý a/nebo hořečnatý. Základní ochrannou vrstvu kolem částic titanové běloby lze případně obohatit též o oxid křemičitý jeho vysrážením z roztoku rozpustného křemičitanů, čímž se dále zvýší trvanlivost povrchové úpravy a odolnost vůči ultrafialovému záření. Poněkud se tím však zhorší optické vlastnosti, zejména lesk nátěru. Vnější vrstva kolem částic titanové běloby je vždy vytvořena vysrážením oxidu
-2 CZ 285206 B6 hlinitého na ochrannou vrstvu uvedených oxidů z rozpustných solí hliníku. Ta zlepšuje zejména lesk a další optické charakteristiky tohoto pigmentu.
Titanová běloba podle vynálezu vyniká vysokou odolností vůči povětrnostním vlivům, zejména vůči ultrafialovému záření. Je to dáno tím, že vytvořený ochranný obal kolem částic titanové běloby je kompaktní a mimořádně pevný. V důsledku toho, že se při srážení jednotlivých činidel udržuje úzké rozmezí pH, s výhodou na konstantní hodnotě pH 8,5, dochází k dokonalému pokrytí částic a zamezuje se i následnému rozpouštění povrchové úpravy a jejímu zpětnému vysrážení mezi pigmentové částice. Dokladem toho je především nízká fotoaktivita a delší trvanlivost nátěrů, pigmentovaných touto titanovou bělobou.
Dále popsané příklady provedení ilustrují, avšak nikterak neomezují rozsah předmětu vynálezu.
Příklady provedení
Příklad 1
Nejprve se, za přídavku 0,2 hmotn. % hexametafosforečnanu sodného (vztaženo na TiO2) připraví vodná suspenze pomletého kalcinátu titanové běloby o koncentraci 350 g TiO2/l. Suspenze má hodnotu pH 9,0. Potom se připravená suspenze vyhřeje na 60 °C. Po dosažení uvedené teploty se do reakční směsi začne přidávat roztok síranu titanylu. Jakmile pH reakční směsi dosáhne hodnotu 6,5, dávkování se přeruší a začne se přidávat roztok křemičitanu sodného tak dlouho, až pH vystoupí na hodnotu 10,5. V tom okamžiku se dávkování roztoku přeruší a opět se začne dávkovat roztok síranu titanylu, až pH poklesne na 6,5. Toto střídavé přidávání kyselé a zásadité složky se opakuje až do spotřebování vypočteného množství křemičitanu. Toho se použije takové množství, aby v konečném produktu byl obsah SiO2 1,0% hmotn. Potom následuje prodleva 60 min. Zbylé množství síranu titanylu se potom střídavě vydávkuje s roztokem hlinitanu sodného. Množství činidla se volí tak, aby výsledný produkt obsahoval 1,0 % hmotn. TiO2, pocházejícího ze síranu titanylu. Hodnota pH se stále udržuje v mezích 6,5 až 10,5. Po spotřebování roztoku síranu titanylu se opět udělá prodleva 60 min. Dále se střídavě dávkuje roztok síranu hlinitého s hlinitanem sodným, přičemž pH se stále udržuje v udaných mezích. Množství hlinitanu sodného a síranu hlinitého se volí takové, aby ve výsledném produktu pocházelo 2,0% hmotn. A12O3 z hlinitanu a 1,0% hmotn. A12O3 ze síranu. Po vydávkování všech činidel se pH reakční směsi upraví na 6,5 a udělá se 60 min prodleva, aby se dokončily probíhající reakce. Poté se přídavkem roztoku hydroxidu sodného pH zvýší na 7,0 až 7,4 a suspenze se nechá ještě 120 min stát. Povrchově upravená titanová běloba se pak zfiltruje, dokonale promyje demineralizovanou vodou, vysuší a pomele v parním tryskovém mlýnu.
Vyrobený produkt obsahoval 0,983 % hmotn. SiO2 a 2,98 % hmotn. A12O3.
Příklad 2
Do připravené a vyhřáté suspenze podle příkladu 1 se začne dávkovat síran titanylu. Současně se však dávkuje roztok hlinitanu sodného tak, aby pH reakční směsi bylo stále 8,5. Množství síranu titanylu se volí tak, aby výsledný produkt obsahoval 1,0 % hmotn. TiO2 pocházejícího ze síranu titanylu. Po vydávkování síranu titanylu se ihned začne dávkovat směs roztoků síranu zirkoničitého a yttritého současně s roztokem hlinitanu sodného. Přitom se pH stále udržuje na 8,5. Volí se takové množství síranu zirkoničitého a yttritého, aby ve výsledném produktu bylo obsaženo 0,4 % hmotn. ZrO2 a 0,02 % hmotn. Y2O3. Po vydávkování vypočteného množství výše uvedené směsi síranů se pH upraví na 6,5 až 7,0 a následuje 60 min prodleva na dokončení probíhajících reakcí. Dále se do reakční směsi současně dávkuje roztok hlinitanu sodného
-3 CZ 285206 B6 a síranu hlinitého, jichž se použije takové množství, aby ve výsledném produktu pocházelo 2,0 % hmotn. A12O3 zhlinitanu a 1,0 % hmotn. A12O3 ze síranu. Po vydávkování všech činidel se pH reakční směsi upraví na 6,5 a udělá se 60 min prodleva pro dokončení probíhajících reakcí. Poté se přídavkem roztoku hydroxidu sodného pH zvýší na 7,0 až 7,4 a suspenze se nechá ještě 120 min stát. Další postup je shodný s příkladem 1.
Vyrobený produkt obsahoval 0,498 % hmotn. ZrO2, 2,97 % hmotn. A12O3 a 0,021 % hmotn. y2o3.
Příklad 3
Postupem popsaným v příkladu 2 se provede povrchová úprava titanové běloby s tím rozdílem, že síran yttritý se ve směsi nahradí síranem hořečnatým v takovém množství, aby obsah MgO v konečném produktu byl 0,2 % hmotn.
Získaný produkt obsahoval 0,495 % hmotn. ZrO2, 2,90 % hmotn. A12O3 a 0,215 % hmotn. MgO.
Příklad 4
Do připravení vyhřáté suspenze podle příkladu 1 se za stálého intenzivního míchání začne přidávat roztok síranu titanylu. Jakmile pH reakční směsi dosáhne 6,5, dávkování se přeruší a začne se přidávat roztok křemičitanu sodného tak dlouho, až pH vystoupí na 10,5. Vtom okamžiku se dávkování křemičitanu přeruší a opět se začne dávkovat síran titanylu, až pH poklesne na 6,5. Toto střídavé přidávání kyselé a zásadité složky se opakuje až do spotřebování vypočteného množství vodního skla. Toho se použije takové množství, aby v konečném produktu byl obsah SiO2 1,0% hmotn. Zbylé množství síranu titanylu se potom střídavě vydávkuje s roztokem hlinitanu sodného. Hodnota pH se stále udržuje v mezích 6,5 až 10,5. Po spotřebování roztoku síranu titanylu se ihned začne dávkovat směs roztoků síranu zirkoničitého a yttritého střídavě s roztokem hlinitanu sodného. Přitom se pH stále udržuje v mezích 6,5 až 10,5. Volí se takové množství síranů zirkonia a yttria, aby ve výsledném produktu bylo obsaženo 0,4 % hmotn. ZrO2 a 0,02 % hmotn. Y2O3. Po spotřebování roztoku síranů se udělá prodleva 60 min. Dále se střídavě dávkuje roztok síranu hlinitého s hlinitanem sodným, přičemž pH se stále udržuje v udaných mezích. Použije se takové množství činidel, aby ve výsledném produktu pocházelo 2,0 % hmotn. A12O3 zhlinitanu a 1,0% hmotn. A12O3 ze síranu. Další postup je shodný s příkladem 1.
Vyrobený produkt obsahoval 0,494 % hmotn. ZrO2, 2,93 % hmotn. A12O3, 0,017 % hmotn. Y2O3 a 0,986 % hmotn. SiO2.
Příklad 5
Pro srovnání byl připraven vzorek titanové běloby, anorganicky povrchově upravený dosud běžně používaným postupem: Do připravené a vyhřáté suspenze podle příkladu 1 se přidalo takové množství síranu titanylu, aby výsledný produkt obsahoval 1,0% hmotn. TiO2 pocházejícího ze síranu titanylu. Po vydávkování síranu titanylu následovala prodleva 60 min. Poté se do suspenze připustil roztok křemičitanu sodného. Toho se použilo takové množství, aby v konečném produktu byl obsah SiO2 1,0% hmotn. Potom opět následovala prodleva 60 min. Dále se do reakční směsi dávkoval roztok hlinitanu sodného, jehož se použilo takové množství, aby ve výsledném produktu z něho pocházelo 1,5% hmotn. A12O3. Po 60 min prodlevě se připustil roztok síranu hlinitého v takovém množství, aby ve výsledném produktu z něho pocházelo 1,5 % hmotn. A12O3. Po vydávkování všech činidel a 60 min, prodlevě se pH reakční
-4 CZ 285206 B6 směsi upravilo přídavkem roztoku hydroxidu sodného na 7,0 až 7,4 a suspenze se ponechala ještě 120 min stát. Další postup byl shodný s příkladem 1.
Vyrobený produkt obsahoval 0,992 % hmotn. SiO2 a 3,09 % hmotn. A12O3.
Příklad 6
Byly porovnány vlastnosti povrchově upravených titanových bělob podle příkladů 1 až 5 s původní neupravenou titanovou bělobovou. Jako srovnávací kritéria zvýšené odolnosti vůči působení ultrafialového záření a proti povětrnostním vlivům byla zvolena metoda měření fotoaktivity a metoda sledování relativní životnosti nátěrů, připravených z porovnávaných pigmentů.
Fotoaktivitou se rozumí rozdíl remisí tablet slisovaného pigmentu před a po ozáření ultrafialovým světlem s vlnovou délkou 405 nm. Remise byla měřena na zeleném filtru (520 nm). Relativní životnost nátěrů, připravených zjednotlivých pigmentů a alkydového pojivá, byla sledována na zařízení Xenotest podle ČSN 673070, přičemž pro porovnání byla zvolena doba do úplného vykřídování nátěru v důsledku totální degradace pojivového systému.
| Vzorek | Fotoaktivita | Doba do vykřídování (hod.) |
| Neupravený pigment | 0,35 | 2378 |
| Vzorek podle př. 1 | 0,11 | 2819 |
| Vzorek podle př. 2 | 0,02 | 3281 |
| Vzorek podle př. 3 | 0,03 | 3250 |
| Vzorek podle př. 4 | 0 | 3429 |
| Vzorek podle př. 5 | 0,24 | 2630 |
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (8)
1. Způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby oxidy a/nebo směsnými oxidy, zahrnující následující kroky:
a) přípravu suspenze pomletého kalcinátu titanové běloby a úprava pH,
b) vyhřátí suspenze,
c) dávkování činidel,
d) úpravu pH (po skončení dávkování činidel),
e) prodlevu,
f) úpravu pH,
g) filtraci a promytí povrchově upraveného pigmentu,
h) vytvrzení a stabilizaci povrchově upraveného pigmentu,
i) vytvrzení a stabilizaci povrchové struktury části pigmentu vystavením teplotě vyšší než 150 °C,
- 5 CZ 285206 B6 vyznačený tím, že v kroku:
b) se suspenze ohřeje na teplotu 50 až 70 °C,
c) se současně nebo střídavě dávkují roztoky zásaditých činidel ze skupiny hlinitan sodný, křemičitan sodný, a roztoky kyselých činidel ze skupiny síran titanylu, zirkonylu, síran zirkoničitý, a/nebo dusičnan a/nebo chlorid a/nebo síran yttritý a/nebo síran hořečnatý tak, aby pH suspenze po celou dobu dávkování nepřekročilo rozmezí pH 6,5 až 10,5, a s výhodou bylo udržováno na konstantní hodnotě 8,5,
d) se po skončení dávkování činidel upraví pH suspenze na hodnotu 6,5 - 7,0.
2. Způsob provedení podle nároku 1, vyznačený tím, že se v kroku c) jako kyselá činidla použijí roztoky síranu titanylu a/nebo síranu hlinitého, jako zásadité činidlo hlinitan sodný.
3. Způsob provedení podle nároku 2, vyznačený tím, že se v kroku c) použije jako další zásadité činidlo křemičitan sodný.
4. Způsob provedení podle nároků 2až3, vyznačený tím, že se v kroku c) použijí místo síranu titanylu nebo jako další kyselá činidla síran zirkonylu a/nebo zirkoničitý, rozpustná yttritá sůl a/nebo síran hořečnatý.
5. Způsob provedení podle nároků 2až4, vyznačený tím, že se v kroku c) jako poslední činidla použijí síran hlinitý a hlinitan sodný.
6. Způsob provedení podle nároků 2až5, vyznačený tím, že se v kroku c) na částicích titanové běloby vytvářejí nejméně dvě ochranné vrstvy.
7. Způsob provedení podle nároku 6, vyznačený tím, že podkladová ochranná vrstva je tvořena oxidem nebo směsným oxidem titaničitým a hlinitým, a/nebo zirkoničitým a/nebo yttritým a/nebo hořečnatým.
8. Způsob provedení podle nároku 6, vyznačený tím, že vnější ochranná vrstva je výhradně tvořena hydratovaným oxidem hlinitým v krystalické a/nebo amorfní formě.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ97797A CZ285206B6 (cs) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ97797A CZ285206B6 (cs) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ79797A3 CZ79797A3 (cs) | 1999-01-13 |
| CZ285206B6 true CZ285206B6 (cs) | 1999-06-16 |
Family
ID=5462275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ97797A CZ285206B6 (cs) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | Způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ285206B6 (cs) |
-
1997
- 1997-03-17 CZ CZ97797A patent/CZ285206B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ79797A3 (cs) | 1999-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0406194B2 (en) | Process for coating titanium dioxide pigments | |
| JP5237830B2 (ja) | 高い不透明性を有する二酸化チタン顔料及びその製造方法 | |
| KR960004637B1 (ko) | 세륨 양이온, 선택된 산 음이온과 알루미나로 피복된 이산화 티탄 안료 | |
| AU2008248294B2 (en) | Making co-precipitated mixed oxide-treated titanium dioxide pigments | |
| US7682441B2 (en) | Weather resistant titanium dioxide pigment and a process for its production | |
| AU2007322294B2 (en) | Improved process for manufacturing zirconia-treated titanium dioxide pigments | |
| KR101687998B1 (ko) | 무기 고체 입자, 특히 이산화티타늄 안료 입자의 표면 코팅 방법 | |
| EP2178798B1 (en) | Method of preparing a well-dispersable microcrystalline titanium dioxide product | |
| EP0444798A2 (en) | Method for the preparation of titanium dioxide | |
| JPH032914B2 (cs) | ||
| SK34393A3 (en) | Titanium dioxide pigment and method of its preparation | |
| JPH09278442A (ja) | ルチル二酸化チタンの製法 | |
| CN104640813A (zh) | 以二氧化钛为基础的反射红外线的色素及其制造方法 | |
| EP0595471A2 (en) | Process for coating inorganic particles | |
| CZ325597A3 (cs) | Trvanlivé pigmenty pro plasty | |
| KR20070039111A (ko) | 이산화티탄 안료의 후처리방법 | |
| EP1381652B1 (en) | Titanium dioxide pigments with improved gloss and/or durability | |
| KR20150034738A (ko) | 무기 입자의 표면 처리 방법 | |
| CZ79797A3 (cs) | Způsob provedení anorganické povrchové úpravy titanové běloby | |
| TW201805370A (zh) | 處理二氧化鈦顆粒之方法、二氧化鈦顆粒及其用途 | |
| CN106574128A (zh) | 用二氧化硅及至少一种其他无机化合物涂布无机粒子表面的方法 | |
| CZ285249B6 (cs) | Titanová běloba se zvýšenou odolností proti povětrnosti | |
| SU1084281A1 (ru) | Способ модифицировани пигментного диоксида титана | |
| CZ2007182A3 (cs) | Zpusob výroby titanové beloby s vyšším leskem a dobrou povetrnostní odolností | |
| US20150000565A1 (en) | Surface coated pigment particles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20090317 |