CZ287076B6

CZ287076B6 - Anorganický pigment s hydrofilní povrchovou úpravou

Info

Publication number: CZ287076B6
Application number: CZ19962561A
Authority: CZ
Inventors: Josef Ing. Csc. Křížala; Jan Ing. Csc. Novák; Zlatko Ing. Csc. Šrank; Libor Ing. Csc. Mastný; Adolf Ing. Goebel; Alice Ing. Štěpničková; František Ing. Prusek; Václav Ing. Kokaisl; Hynek Ing. Vychodil; Antonín Ing. Csc. Mlčoch
Original assignee: Precheza A. S.
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 2000-08-16
Also published as: CZ256196A3

Abstract

Anorganický pigment s hydrofilní povrchovou úpravou, který obsahuje 0,005 až 1,0 hmotn. % polyakrylátu a/nebo produktů jeho pyrohydrolýzy při teplotách do 350 .degree.C, vztaženo na hmotnost pigmentu. Jako polyakrylát lze použít volnou kyselinu polyakrylovou nebo její rozpustné soli či deriváty, zejména kopolymery s jinými olefinickými látkami, s výhodou s maleinanhydridem. Polyakryláty je možno aplikovat samostatně nebo v kombinaci s běžně užívanými polyoly a jejich ethoxyderiváty a/nebo produkty jejich pyrohydrolýzy. Polyoly zde slouží především jako intenzifikátory mletí v parním tryskovém mlýnu. Řešení je použitelné u titanové běloby, pigmentů na bázi železa i u dalších pigmentů.ŕ

Description

Anorganický pigment s hydrofilní povrchovou úpravou

Oblast techniky

Vynález se týká anorganického pigmentu s hydrofilní povrchovou úpravou polyakryláty, který má zlepšenou dispergovatelnost ve vodou ředitelných systémech.

Dosavadní stav techniky

Úpravou povrchu částic pigmentů různými organickými látkami se dosahuje zlepšení jejich pigmentových i zpracovatelských vlastností. Pro aplikaci pigmentů do vodou ředitelných nátěrových hmot se v technické praxi běžně provádí povrchová úprava takovými druhy organických látek, které udílejí částicím hydrofilní charakter. Takto upravené pigmenty se potom ve vodném prostředí snáze a rychleji dispergují. K těmto účelům se nejčastěji používají vícesytné alkoholy, zvané polyoly, jako je trimethylolpropan a trimethylolethan. V posledních letech jsou u titanové běloby preferovány ethoxylované deriváty polyolů, protože na rozdíl od původních látek jsou tekuté, takže není nutno z nich připravovat roztok a lze je tedy aplikovat přímo neředěné. Navíc ethoxyderiváty mají vyšší tepelnou stabilitu než jednoduché polyoly a nehrozí tedy nebezpečí jejich rozkladu při aplikaci při vyšších teplotách s následným snížením bělosti.

Mezi nejdůležitější anorganické pigmenty patří titanová běloba. Při její organické povrchové úpravě mohou být organické přísady dávkovány v několika místech výrobního zařízení, avšak nejvýhodnější je jejich aplikace přímo do parního tryskového mlýna. Rada látek používaných k organické povrchové úpravě titanové běloby totiž zlepšuje proces mletí a jsou proto využívány jako intenzifikátory mletí v parním tryskovém mlýnu (GB 1022821). To platí zejména o polyolech, jako je trimethylolpropan a trimethylolethan, a jejich ethoxylovaných derivátech. Též alkanolaminy, např. triethanolamin, jsou k tomuto účelu často používány.

Použití trimethylolpropanu k hydrofilní povrchové úpravě titanové běloby popisuje např. DE 1767289 a CA 067303, aplikaci ethoxylovaných derivátů uvádí DE 1467442 a DE 4312035.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je anorganický pigment s hydrofilní povrchovou úpravou vyznačený tím, že na povrchu částic obsahuje 0,005 až 1,0 hmotn. % polyakrylátu a/nebo produktů jeho pyrohydrolýzy, vztaženo na hmotnost pigmentu. Pigmentem může být titanová běloba anatasového či rutilového typu nebo železnaté i železité pigmenty, ale též jiné druhy pigmentů, které mohou být anorganicky povrchově upraveny, ale také nikoliv.

Jako polyakrylát se může použít volná kyselina polyakrylová nebo její rozpustné soli či deriváty, z nichž nejvhodnější jsou kopolymery s jinými olefinickými látkami, s výhodou s maleinanhydridem. Polyakryláty se buď používají samostatně, nebo v kombinaci s běžně používanými vícesytnými alkoholy a jejich ethoxylovými deriváty, protože polyoly zde mají význam spíše jako intenzifikátory mletí v parním tryskovém mlýnu než pro zlepšení pigmentových a zpracovatelských vlastností povrchově upravených anorganických pigmentů.

Při přípravě anorganického pigmentu s hydrofilní povrchovou úpravou podle vynálezu se postupuje tak, že se nejprve připraví vodný roztok příslušného polyakrylátu a tento roztok se vnáší do parního tryskového mlýna ve formě aerosolu vytvořeného přehřátou vodní parou za tlaku 0,2 až 2,5 MPa a při teplotě 200 až 350 °C. Za uvedených podmínek dochází u některých látek k různým pyrohydrolytickým reakcím a k následnému irreverzibilnímu navázání vytvořených štěpů na povrch částic pigmentu.

-1CZ 287076 B6

Ve srovnání s dosud používanými způsoby hydrofilizace se anorganický pigment s hydrofilní povrchovou úpravou polyakiyláty ve vodou ředitelných systémech snáze a rychleji disperguje.

Popsané příklady provedení osvětlují, ale nikterak neomezují rozsah předmětu vynálezu.

Příklady provedení

Příklad 1

Nejprve byl připraven vodný roztok obsahující 15 hmotn. % polyakrylové kyseliny. Tento roztok byl speciální tryskou dávkován v množství 12 kg/h do proudu přehřáté vodní páry (tlak 1,8 MPa, teplota 290 °C) a vytvořený aerosol byl veden do mikronizéru spolu s vysušenou titanovou bělobou, která byla dávkována v množství 1800 kg/h. Získaný produkt měl vlhkost 10 0,34 hmotn. % a obsahoval 0,21 hmotn. % uhlíku.

Příklad 2

Pro srovnání byla postupem podle příkladu 1 připravena titanová běloba organicky upravená roztokem obsahujícím 15 hmotn. % sodné soli kopolymeru maleinanhydridpolyakrylové kyseliny, který byl smísen s ethoxylovaným trimethylolpropanem (M.h. 270) v poměru 2 ku 1. Tato 15 směs byla dávkována v množství 12 kg/h. Získaný produkt měl vlhkost 0,36 hmotn. % a obsahoval 0,26 hmotn. % uhlíku.

Příklad 3

Pro srovnání byla postupem podle příkladu 1 připravená titanová běloba organicky upravená neředěným ethoxylovaným trimethylolpropanem (M.h. 270), který byl dávkován v množství 20 12 kg/h. Získaný produkt měl vlhkost 0,31 hmotn. % a obsahoval 0,38 hmotn. % uhlíku.

Příklad 4

Vlastnosti titanových bělob organicky upravených podle příkladů 1 až 3 byly porovnány s neupravenou výchozí bělobou. Byly provedeny následující zkoušky:

Latexová zkouška

Touto zkouškou se vizuálně hodnotí množství nerozdispergovaných shluků ve vodou ředitelném systému, a to hodnocením pomocí subjektivní stupnice 1 až 5. Dispergace se provádí v dispergační nádobce o průměru 80 mm pomocí laboratorní míchačky s průměrem míchadla 40 mm rychlostí 5200 ot/min. Směs 52 g pigmentu s 30 g destilované vody a 24 g vhodného standardního smáčedla se disperguje po dobu 30 sekund, přidá se 74 g polyvinylacetátu a disperguje dalších 15 sekund. Směs se nanese nanášecím pravítkem se štěrbinou 0,12 mm na kladívkový papír a nechá zaschnout. Hodnocení se provádí vizuálně. Stupeň 1 představuje prakticky hladký nátěr bez nerozdispergovaného pigmentu, stupně 2 a 3 malé množství a stupně 4 a 5 velké množství nerozdispergovaných hrudek.

Dispergace metodou VÚSCH (Výzkumný ústav spotřební chemie)

Při této zkoušce se 15 g titanové běloby převrství 45 g destilované vody předem ohřáté na 30 °C a míchá se mechanickým míchadlem až do úplného dispergování. Měří se čas (v minutách) potřebný na dispergaci.

Dále byla vzájemně porovnána rychlost sedimentace titanové běloby z vodní suspenze v odměmém válci. Nejvyšší rychlost sedimentace je označena číslem 1, nejnižší číslem 4.

-2CZ 287076 B6

Získané výsledky jsou shrnuty v tabulce:

Typ titan, běloby	Latex, zkouška	Dispergace	Sedimentace
Neupravená	4	10	1
Příklad 1	1	1	4
Příklad 2	1	1,5	3
Příklad 3	2	3	2

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Anorganický pigment shydrofilní povrchovou úpravou, vyznačený tím, že na povrchu částic obsahuje 0,005 až 1,0 hmotn. % polyakrylátu a/nebo produktů jeho pyrohydrolýzy při teplotách do 350 °C, vztaženo na hmotnost pigmentu.

2. Anorganický pigment podle nároku 1, vyznačený tím, že jde o titanovou bělobu anatasového nebo rutilového typu s nebo bez anorganické povrchové úpravy.

3. Anorganický pigment podle nároku 1, vyznačený tím, že jde o železitý a/nebo železnatý pigment na bázi oxo- a/nebo hydroxo- sloučenin s nebo bez anorganické povrchové úpravy.

4. Anorganický pigment podle nároků laž3, vyznačený tím, že jako polyakrylát se použije kyselina polyakrylová a/nebo její soli a/nebo deriváty a/nebo kopolymery s jinými olefmickými látkami, s výhodou s maleinanhydridem.

5. Anorganický pigment podle nároků laž4, vyznačený tím, že polyakrylát se buď použije samostatně, nebo v kombinaci s běžně používanými vícesytnými alkoholy či jejich ethoxylovanými deriváty a/nebo produkty jejich pyrohydrolýzy při teplotách do 350 °C.