PL198371B1 - Sposób modyfikowania pigmentów mineralnych - Google Patents

Abstract

Sposób modyfikowania pigmentów mineralnych z użyciem IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, szkła wodnego SW i H2SO4, znamienny tym, że do 5-10 objętości 50% wodnego roztworu IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego dodaje się 10 objętości 40% szkła wodnego SW oraz 5 do 10 objętości wody i miesza się przez 30 minut, następnie kontynuując mieszanie do roztworu dodaje się pigment mineralny C, taki jak dwutlenek tytanu, dolomit, bentonit, krzemionkę lub inne w ilości 10 do 15 kg na 20 litrów roztworu wodnego QAC-SW, potem dodaje się powoli 30 do 60 litrów wody oraz 18% H2SO4 w ilości 10 do 15 litrów i miesza się jeszcze przez 15 minut, następnie mieszaninę pozostawia się na 2-3 godziny, potem przesącza się, a otrzymany produkt C(SiO2-QAC) przemywa się wodą i suszy na powietrzu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikowania pigmentów mineralnych poprzez opłaszczanie ich wytrąceniami z roztworu IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej i szkła wodnego.

Pigmenty mineralne będące materiałami nierozpuszczalnymi w wodzie, takie jak dwutlenek tytanu, dolomit, bentonit, krzemionka i inne, stosowane są do wytwarzania farb, lakierów, zapraw itp. na tynkach i innych powierzchniach w budownictwie. Zagadnieniem niezmiernie ważnym oprócz nadania tym materiałom pożądanych własności technicznych jest zabezpieczenie otrzymanych powierzchni przed niszczącym działaniem drobnoustrojów, takich jak grzyby, bakterie czy glony. Zazwyczaj osiąga się to przez dodanie do farb czy innych materiałów budowlanych odpowiednich biocydów, które jednak wraz z wodą przenikają do ziemi powodując skażenie środowiska. Zatem aby wyeliminować tego rodzaju zagrożenie, w budownictwie należy stosować efektywne biocydowo materiały nierozpuszczalne w wodzie.

Ze zgłoszenia patentowego P 357 356 znane są biocydowe pigmenty krzemionkowe stanowiące połączenia IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC (Quaternary Ammonium Compounds), korzystnie chlorku benzalkoniowego z krzemionką ze szkła wodnego SW. Biocydy tego typu mogą być stosowane jako dodatki do materiałów budowlanych. Ich wadą jest jednak słaba zdolność tworzenia dyspersji z handlowymi żywicami używanymi do produkcji farb i lakierów, co ogranicza zakres ich zastosowań.

Roztwór soli QAC z dodatkiem szkła wodnego SW rozpuszcza się w wodzie w ograniczonym zakresie stężeń. Dodanie większej ilości wody powoduje powolne wytrącanie soli QAC-SW z roztworu. Zauważono, że jeżeli do wodnego roztworu soli QAC-SW przy stałym mieszaniu doda się dowolny pigment mineralny C i będzie się zwiększać ilość wody, to wytrącona z roztworu sól QAC-SW będzie opłaszczać pigment C.

Dodanie natomiast do roztworu określonej ilości HSC powoduje stabilizację i utrwalenie opłaszcząjącej pigment warstwy. Po 20-30 minutach w wyniku takiego działania otrzymuje się nowy pigment mineralny C(SiO2-QAC) o własnościach biocydu i nierozpuszczalny w wodzie.

Sposób modyfikowania pigmentów mineralnych według wynalazku polega na tym, że do 5-10 objętości 50% wodnego roztworu IV rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego dodaje się 10 objętości 40% szkła wodnego SW oraz 5 do 10 objętości wody i miesza się przez 30 minut, następnie kontynuując mieszanie do roztworu dodaje się pigment mineralny C, taki jak dwutlenek tytanu, dolomit, bentonit, krzemionkę lub inne w ilości 10 do 15 kg na 20 litrów roztworu wodnego QAC-SW, potem dodaje się powoli 30 do 60 litrów wody oraz 18% HSCU w ilości 10 do 15 litrów i miesza się jeszcze przez 15 minut, następnie mieszaninę pozostawia się na 2-3 godziny, potem przesącza się, a otrzymany produkt C(SiO2-QAC) przemywa się wodą i suszy na powietrzu.

Sposób według wynalazku można stosować w odniesieniu do każdego pigmentu mineralnego, a biocydy SiO2-QAC można wytwarzać również w tkaninach.

Pigmenty mineralne modyfikowane sposobem według wynalazku charakteryzują się następującymi własnościami:

- posiadają własności biocydowe,

- są nierozpuszczalne w wodzie,

- wykazują wysoką zdolność tworzenia dyspersji z handlowymi żywicami używanymi do produkcji farb i lakierów,

- wykazują silne powinowactwo do związków anionowych, w tym do barwników kwasowych, które stanowią nowy rodzaj barwnych pigmentów, podobnie jak TiO2 absorbują energię UV, spodziewany jest synergizm efektów UV, w tym biologicznych, w materiałach C(SiO2-QAC) z domieszką TiO2.

Zastosowanie w budownictwie pigmentów mineralnych C(SiO2-QAC) modyfikowanych według wynalazku wniesie nową jakość w ochronę środowiska, zapobiegając jego skażeniu. Tkaniny wytworzone poprzez wysycenie solą QAC-SW i stabilizowane H2SO4 mogą być stosowane jako filtry antybakteryjne, materiały opatrunkowe i inne.

Podane niżej przykłady ilustrują wynalazek, nie ograniczając jego zakresu, a przykłady I, II i III opisują przyrządzenie wodnych roztworów soli QAC-SW.

P r z y k ł a d I

Do 10 cm³ 50% wodnego roztworu chlorku benzalkoniowego QAC (Bayer) mieszając dodano 20 cm³ (⁴⁰%) wo^dne^go ^SW (^Stan^dar^d) ^{i 20} cm³ wo^dy.

Po 15 minutach mieszania uzyskano całkowicie klarowny roztwór QAC-SW.

PL 198 371 B1

P r z y k ł a d II

Do 20 cm³ 50% wodnego roztworu chlorku benzalkoniowego QAC (Bayer) mieszając dodano cm³ (4⁰%) sz^kła wo^dne^go SW (Standard) ⁱ 3⁰ cm³ wo^dy.

Po 15 minutach mieszania uzyskano całkowicie klarowny roztwór QAC-SW.

P r z y k ł a d III

Do 10 cm3 50% wodnego roztworu Bardap 26 (Lariza) mieszając dodano 20 cm3 (40%) szkła wo^dne^go ^SW (^Stan^dar^d) ^{i 20} cm³ wo^dy.

Po 15 minutach mieszania uzyskano całkowicie klarowny roztwór QAC-SW.

P r z y k ł a d IV

Do 20 cm3 roztworu QAC-SW otrzymanego w przykładzie I mieszając dodano 10 g TiO2 i mieszano przez 15 minut. Następnie w ciągu 30 minut stale mieszając dodawano powoli 60 cm3 wody i dalej mieszając dodano 18% H2SO4.

Po 15 minutach mieszania, mieszaninę pozostawiono na 2 godziny. Po tym czasie odsączono produkt TiO2(SiO2-QAC) przez tkaninę filtracyjną, przemyto wodą i wysuszono na powietrzu. W przesączu nie stwierdzono obecności QAC

P r z y k ł a d V

Do 30 cm3 roztworu QAC-SW otrzymanego w przykładzie , mieszając dodano 15g TiO2 i dalej postępowano jak w przykładzie IV.

Otrzymano produkt TiO2(SiO2-QAC). W przesączu nie stwierdzono obecności QAC.

P r z y k ł a d VI

Do 20 cm3 roztworu QAC-SW otrzymanego w przykładzie I mieszając dodano 10 g CaMg(CO3)2 i dalej postępowano jak w przykładzie IV.

Otrzymano produkt CaMg(CO3)2(SiO2-QAC). W przesączu nie stwierdzono obecności QAC.

P r z y k ł a d VII

Do 20 cm3 roztworu QAC-SW otrzymanego w przykładzie I mieszając dodano 9 g CaMg(CO3)2 i 1 g TiO2 i dalej postępowano jak w przykładzie IV.

Otrzymano produkt CaMg(CO3)2TiO2(SiO2-QAC). W przesączu nie stwierdzono obecności QAC.

P r z y k ł a d VIII

Do 20 cm3 roztworu QAC-SW otrzymanego w przykładzie III mieszając dodano 10 g TiO2 i dalej postępowano jak w przykładzie IV.

Otrzymano produkt TiO2(SiO2-QAC), gdzie QAC = Bardap 26. W przesączu nie stwierdzono obecności Bardap 26.

Jednorodność pigmentów (jednorodność związania QAC) określano na podstawie ich barwienia barwnikiem kwasowym Acid Green 25 (AG 25, Aldrich)

P r z y k ł a d IX

0,5 g suchego produktu TiO2(SiO2-QAC) otrzymanego podobnie jak w przykładzie IV zmieszano z 50 cm^{3 1}% wo^dne^go rozporu ^{AG 25} z ^datkiem ¹ cm^{3 10}% ^H2^SO4.

Po 10 minutach barwnik uległ związaniu przez pigment, który po przemyciu wodą i wysuszeniu na powietrzu wykazywał jednorodność zabarwienia.

Przy użyciu roztworu 2QAC-SW jak w przykładzie II, do otrzymania suchego produktu TiO2(SiO2-2QAC) zużycie barwnika w tym przykładzie było dwukrotnie większe.

Claims (1)

1. Sposób modyfikowania pigmentów mineralnych z użyciem IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, szkła wodnego SW i H2SO4, znamienny tym, że do 5-10 objętości 50% wodnego roztworu IV-rzędowej soli N-alkiloamoniowej QAC, korzystnie chlorku benzalkoniowego dodaje się 10 objętości 40% szkła wodnego SW oraz 5 do 10 objętości wody i miesza się przez 30 minut, następnie kontynuując mieszanie do roztworu dodaje się pigment mineralny C, taki jak dwutlenek tytanu, dolomit, bentonit, krzemionkę lub inne w ilości 10 do 15 kg na 20 litrów roztworu wodnego QAC-SW, potem dodaje się powoli 30 do 60 litrów wody oraz 18% H2SO4 w ilości 10 do 15 litrów i miesza się jeszcze przez 15 minut, następnie mieszaninę pozostawia się na 2-3 godziny, potem przesącza się, a otrzymany produkt C(SiO2-QAC) przemywa się wodą i suszy na powietrzu.