PL221680B1 - Rutylowy ditlenek tytanu i sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu - Google Patents
Rutylowy ditlenek tytanu i sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanuInfo
- Publication number
- PL221680B1 PL221680B1 PL394479A PL39447911A PL221680B1 PL 221680 B1 PL221680 B1 PL 221680B1 PL 394479 A PL394479 A PL 394479A PL 39447911 A PL39447911 A PL 39447911A PL 221680 B1 PL221680 B1 PL 221680B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- titanium dioxide
- rutile
- tio
- amount
- aluminum
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 165
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 58
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 32
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 21
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 21
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 18
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 10
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical class [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000006072 paste Substances 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000002585 base Substances 0.000 description 9
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical class [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 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 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 3
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 3
- 230000019612 pigmentation Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 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 description 3
- 206010073306 Exposure to radiation Diseases 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- TYAVIWGEVOBWDZ-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);phosphate Chemical compound [Ce+3].[O-]P([O-])([O-])=O TYAVIWGEVOBWDZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005906 dihydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010893 electron trap Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- SLOUVJLCTABERO-UHFFFAOYSA-L hydrogen carbonate;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].OC([O-])=O.OC([O-])=O SLOUVJLCTABERO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- HDUMBHAAKGUHAR-UHFFFAOYSA-J titanium(4+);disulfate Chemical class [Ti+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O HDUMBHAAKGUHAR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Cosmetics (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest rutylowy ditlenek tytanu i sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu, który po dalszej obróbce powierzchniowej może być wykorzystywany jako pigmentowy ditlenek tytanu.
Ditlenek tytanu charakteryzuje się wysoką stabilnością chemiczną, jest nielotny, niepalny, nietoksyczny ma wysoki współczynnik załamania światła i wysoką stałą dielektryczną. Właściwości te decydują o szerokim zastosowaniu ditlenku tytanu jako pigmentu w przemyśle farb i lakierów, tworzyw sztucznych, papierniczym, gumowym, ceramicznym, farmaceutycznym, spożywczym i kosmetycznym.
Ditlenek tytanu występuje w przyrodzie w trzech odmianach polimorficznych: anataz (układ t etragonalny), brukit (układ ortorombowy) i rutyl (układ tetragonalny). Z wymienionych odmian najwyższą stabilność termodynamiczną ma rutyl. Przemysłowo otrzymuje się anat az (proces siarczanowy) i rutyl (proces siarczanowy lub chlorowy). Rutyl ma większą gęstość, wyższy stopień upakowania atomów w strukturze, wyższą twardość i wyższy współczynnik załamania światła. Rutyl ma, więc lepsze właściwości pigmentacyjne w porównaniu do anatazu, a także jest mniej aktywny w reakcjach fotodegradacji.
Skład chemiczny rzeczywistych pigmentów ditlenku tytanu zależy od metody produkcji, zastosowanego surowca oraz gatunku pigmentu. W procesie siarczanowym na jakość otrzymywanego produktu duży wpływ mają: proces hydrolizy siarczanowych związków tytanu(IV), oczyszczania uwodnionego ditlenku tytanu, jego kalcynacji oraz obróbki powierzchniowej. Kierowany do kalcynacji uwodniony ditlenek tytanu zawiera kwas siarkowy, siarczany i inne zanieczyszczenia zależne od rodzaju surowca i przebiegu kolejnych etapów procesu. Podczas kalcynacji zachodzą takie procesy jak: suszenie, dehydratacja, dehydroksylacja, desulfuryzacja, krystalizacja i wzrost kryształów anatazu oraz przemiana anatazu w rutyl. Przemiana polimorficzna może przebiegać w szerokim zakresie temperatur 400-11OO°C.
Na przebieg przemiany anatazu w rutyl wpływa: rodzaj i zawartość dodatków będących prom otorami lub inhibitorami tej przemiany, zarodki rutylu, wielkość cząstek, temperatura i czas kalcynacji. Czynniki te pozwalają na sterowanie procesem w celu otrzymania produktów o określonym składzie fazowym i właściwościach optycznych. Związki glinu, potasu, fosforu, ceru i cyrkonu podwyższają temperaturę przemiany anataz-rutyl. Przejście anatazu w rutyl przyspieszają z kolei zarodki rutylu. Związki fosforu i potasu wprowadza się w procesie kalcynacji ditlenku tytanu ze względu na ograniczenie rozrostu ziaren, poprawę właściwości optycznych pigmentów oraz mikrotwardość kalcynatu. Glin podwyższa stabilność pigmentu. Powinno się wprowadzać jednocześnie kompozycje dodatków złożone z dwóch grup pierwiastków tzn. metali alkalicznych i z drugiej strony takie metale jak Be, Mg, Al czy Zn.
Ditlenek tytanu jest najczęściej stosowanym fotokatalizatorem, który efektywnie przekształca energię świetlną w energię chemiczną. Powstające rodniki (szczególnie OH) są bardzo reaktywne, stąd szybko i z dużą łatwością reagują ze znajdującymi się w pobliżu molekułami organicznymi, np. ze spoiwem farb, składnikami papieru czy polimerami, powodując ich utlenianie. Utlenianie substancji organicznej jest przyczyną degradacji materiałów, objawiającej się osłabieniem wytrzymałości mech anicznej, wzrostem kruchości oraz pogarszaniem wyglądu przez utratę połysku, zmianę barwy czy kredowanie.
W procesie otrzymywania pigmentowego ditlenku tytanu dąży się do uzyskania rutylu o jak najmniejszej aktywności fotokatalitycznej. Właściwości fotokatalityczne rutylu można ograniczyć pokrywając ziarna ditlenku tytanu materiałem silnie absorbującym promieniowanie UV, ale nie posiadającym aktywności katalitycznej. Drugą drogą do obniżenia fotoaktywności TiO2 jest zdefektowanie jego sieci krystalicznej w celu wprowadzenia pułapek dla elektronów i dziur generowanych pod wpływem promieniowania. Defekty punktowe o lokalnym ładunku dodatnim są pułapkami dla elektronów, a o ładunku ujemnym dla dziur elektronowych. Podstawienie Ti4+ kationem o liczbie elektronów walencyjnych mniejszej od 4 prowadzi do przyciągania dziur, a o większej niż 4 elektronów.
Znany jest z opisu wynalazku US 3169 074 sposób otrzymywania rutylowego ditlenku tytanu w procesie kalcynacji uwodnionego ditlenku tytanu z procesu hydrolizy siarczanu tytanylu w obecności od 1 do 6% mas. zarodków rutylowych, od 0,1 do 0,25% mas. P2O5, od 0,1 do 1,0% mas. K2O i od 0,3 do 2,5% mas. AI2O3 lecz o nieznanej fotostabilności. Z opisu wynalazku GB 2308118 znany jest sposób otrzymywania rutylowego ditlenku tytanu, do celów pigmentacyjnych o nieznanej fotostabilności, w procesie kalcynacji uwodnionego ditlenku tytanu w obecności związków fosforu, potasu i dodatkowo glinu, w ilości do 0,15% mas. P2O5 i od 0,1 do 0,4% mas. K2O w stosunku do TiO2 oraz od 52 do 62% mas. AI2O3 w odniesieniu do masy niobu (jako Nb2O5) zawartego w uwodnionym ditlenku tytanu.
PL 221 680 B1
Znany jest z opisu wynalazku CA 2192603 sposób wytwarzania anatazowego ditlenku tytanu o nieznanej aktywności fotokatalitycznej do zastosowań pigmentacyjnych w procesie kalcynacji bez zarodków rutylizacji, w obecności od 0,2 do 1% mas. P2O5, od 0,1 do 0,7% mas. K2O i od 0,1 do 0,5% mas. AI2O3 w odniesieniu do TiO2.
Według opisu wynalazku GB 874511 wytwarza się rutylowy pigment o podwyższonej stabilności fotochemicznej w wyniku pokrycia powierzchni ziaren rutylu tlenkami glinu, krzemu i ceru w ilości od 0,5 do 3% mas. AI2O3, od 0,5 do 3% mas. SiO2 i od 0,05 do 1% mas. CeO2 w odniesieniu do użytego pigmentu. Znany jest z opisu wynalazku GB 969352 sposób wytwarzania rutylowego pigmentu o podwyższonej stabilności fotochemicznej w wyniku dwukrotnego otoczkowania ziaren rutylu tlenkami glinu, krzemu i ceru w ilości od 0,5 do 5% mas. AI2O3, od 0,5 do 5% mas. SiO2 i od 0,1 do 1% mas. CeO2 w odniesieniu do ditlenku tytanu. Znany jest z opisu wynalazku JP 9202620 sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu o niskiej fotoaktywności w wyniku pokrycia ziaren rutylu warstwą tlenków krzemu, glinu i cyrkonu w ilości od 5 do 25% mas. w stosunku do użytego pigmentu. Według opisu wynalazku US 32320 wytwarza się pigmentowy ditlenek tytanu w wyniku pokrycia jonami Ce4+ od 0,17 do 2% mas. Ce i stechiometryczną ilością anionów siarczanowych, fosforanowych lub krzemianowych. Znany jest z opisu wynalazku US 4 239548 sposób otrzymywania fotostabilnego pigmentu ditlenku tytanu, w którym ziarna rutylu pokrywane są fosforanem ceru w ilości od 0,05 do 1% mas. w przeliczeniu na CeO2, bądź fosforanem glinu w ilości od 0,05 do 5% mas. w przeliczeniu na AI2O3. Z kolei w międzynarodowej publikacji WO 95/12638 przedstawione jest otrzymywanie fotostabilnego pigmentu ditlenku tytanu, w którym ziarna rutylu i/lub anatazu pokrywane są (w odniesieniu do TiO2) od 0,05 do 2% mas. fosforem (w przeliczeniu na P2O5), od 0,05 do 1% mas. cerem oraz od 1 do 8% mas. cyrkonem (w przeliczeniu na ZrO2).
Z opisu wynalazku US 4447270 znany jest sposób otrzymywania pigmentów ditlenku tytanu poprzez otoczkowanie rutylu TiO2 związkiem cyrkonu w ilości od 1 do 5% mas. w przeliczeniu na ZrO2, związkiem glinu w ilości od 1 do 6% mas. w przeliczeniu na AI2O3 oraz związkiem krzemu w ilości od 2 do 12% mas. w przeliczeniu na SiO2. Znana jest z opisu wynalazku GB 1479989 obróbka powierzchniowa pigmentu do farb, podczas której wodna zawiesina ditlenku tytanu o zawartości, co najmniej 95% rutylu, poddawana jest działaniu rozpuszczalnych w wodzie związków fosforu, glinu, cyrkonu i krzemu. Znany jest z opisu wynalazku GB 2088348 sposób otrzymywania pigmentu ditlenku tytanu, w którym ziarna TiO2 o rozmiarze od 0,1 do 0,3 μm pokrywane są związkami cyny, cyrkonu oraz glinu.
Rutylowy ditlenku tytanu, według wynalazku, zawierający fosfor, potas i glin, charakteryzuje się tym, że zawiera 97% masowych rutylu, 0,06 do 1,0% masowych fosforu w przeliczeniu na P2O5, 0,05 do 0,4% masowych potasu w przeliczeniu na K2O, 0,1 do 0,4% masowych glinu w przeliczeniu na AI2O3 oraz 0,05 do 2,5% masowych cyrkon w przeliczeniu na ZrO2 lub 0,05 do 2,5% masowych cer w przeliczeniu na CeO2, przy czym % masowe odnoszą się do TiO2, i o fotoreaktywności (AE*) w zakresie od 1,5 do 15. Uzyskany modyfikowany rutylowy ditlenek tytanu zawiera poniżej 3% masowych anatazu.
Sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu, według wynalazku, polegający na dodawaniu do ditlenku tytanu zarodków rutylu oraz fosforu, potasu i glinu, a następnie kalcynacji, charakteryzuje się tym, że do zawiesiny lub pasty lub stałego uwodnionego lub bezwodnego ditlenku tytanu zawierającego zarodki rutylowe w ilości od 2,5 do 5,0% masowych wprowadza się fosfor w ilości od 0,06 do 1,0% masowych P2O5, potas w ilości od 0,05 do 0,4% masowych K2O, glin w ilości od 0,1 do 0,4% masowych AI2O3 Dodaje się również albo cyrkon w ilości od 0,05 do 2,5% masowych ZrO2 albo cer w ilości od 0,05 do 2,5% mas. CeO2. Wszystkie % masowe składników dodawanych odnoszą się do TiO2. Następnie uzyskaną mieszaninę ogrzewa się stopniowo do temperatury od 950 do 1150°C. Korzystnie wprowadza się fosfor w postaci kwasu fosforowego lub fosforanów amonu. Korzystnie wprowadza się potas, glin, cyrkon lub cer w postaci chlorków, siarczanów, azotanów, fosforanów, tlenków, wodorotlenków lub węglanów.
Zaletą wynalazku jest otrzymanie produktu o podwyższonej fotostabilności. Modyfikowany rut ylowy ditlenek tytanu materiał bazowy otrzymany sposobem według wynalazku może być z powodzeniem wykorzystywany jako pigment w farbach i powłokach malarskich, produkcji włókien i tworzyw sztucznych, papierniczym, gumowym, ceramicznym, kosmetycznym i w innych gałęziach przemysłu.
Przedmiot wynalazku jest bliżej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania, gdzie przykłady I do VI przedstawiają wynalazek natomiast przykład VII wskazano jako przykład porównawczy.
Fotostabilność modyfikowanego rutylowego ditlenku tytanu materiału bazowego (AE*) charakteryzowano badając odporność pasty glicerynowej zawierającej wodorowęglan ołowiu, koloidalną krze4
PL 221 680 B1 mionkę oraz badany materiał na działanie promieniowania emitowanego przez lampę ksenonową o długości fali od 290 nm do 800 nm (dawka promieniowania 1800 kJ/m ) w czasie 1 godziny (natężenie promieniowania 500 W/m ) w aparacie SUNTEST XLS + firmy Atlas. Określano jasność i barwę analizowanej próbki przed poddaniem jej oddziaływaniu promieniowania emitowanego przez lampę ksenonową oraz po oddziaływaniu promieniowania (spektrofotometr CM - 600d firmy Konica Minolta). Pomiary wykonywano w systemie trójwymiarowym CIE L* a* b*, w którym składowa L* jest miarą jasności, składowa a* określa odcień na osi czerwono-zielonej, a składowa b* odcień na osi niebiesko-żółtej.
P r z y k ł a d I
Do pasty uwodnionego ditlenku tytanu zawierającej 41% mas. TiO2 i 3,0% mas. zarodków rutylu (w odniesieniu do TiO2) dodano fosfor w ilości 0,2% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2) w postaci kwasu fosforowego, potas w ilości 0,2% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2) w postaci roztworu wodorotlenku potasu, glin w ilości 0,3% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu glinu i cyrkon w ilości 0,15% mas. ZrO2 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu cyrkonu, uzyskaną zawiesinę poddano homogenizacji i następnie ogrzewaniu stopniowo podwyższając temperaturę do 1050°C. Otrzymano modyfikowany rutylowy ditlenek tytanu materiał bazowy zawierający 1,1% mas. anatazu, 0,2% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2), 0,2% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2), 0,3% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) i 0,15% mas. ZrO2 (w odniesieniu do TiO2) o fotoaktywności AE* równej 8,2.
P r z y k ł a d II
Do zawiesiny uwodnionego ditlenku tytanu zawierającej 28% mas. TiO2 i 3% mas. zarodków rutylu (w odniesieniu do TiO2) dodano fosfor w ilości 0,28% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2) w postaci kwasu fosforowego, potas w ilości 0,15% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2) w postaci roztworu wodorotlenku potasu, glin w ilości 0,3% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu glinu i cyrkon w ilości 0,3% mas. ZrO2 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu cyrkonu, uzyskaną zawiesinę poddano homogenizacji i następnie ogrzewaniu stopniowo podwyższając temperaturę do 1075°C. Otrzymano modyfikowany rutylowy ditlenek tytanu materiał bazowy zawierający 0,6% mas. anatazu, 0,28% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2), 0,15% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2), 0,3% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) i 0,3% mas. ZrO2 (w odniesieniu do TiO2) o fotoaktywności AE* równej 3,0.
P r z y k ł a d III
Do wysuszonego uwodnionego ditlenku tytanu zawierającego 65% mas. TiO2 i 3,0% mas. zarodków rutylu (w odniesieniu do TiO2) dodano fosfor w ilości 0,15% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2) w postaci kwasu fosforowego, potas w ilości 0,2% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2) w postaci roztworu wodorotlenku potasu, glin w ilości 0,25% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu glinu i cyrkon w ilości 1,8% mas. ZrO2 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu cyrkonu, uzyskaną zawiesinę poddano homogenizacji i następnie ogrzewaniu stopniowo podwyższając temperaturę do 1050°C. Otrzymano modyfikowany rutylowy ditlenek tytanu materiał bazowy zawierający 0,6% mas. anatazu, 0,15% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2), 0,2% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2), 0,25% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) i 1,8% mas. ZrO2 (w odniesieniu do TiO2) o fotoaktywności AE* równej 3,5.
P r z y k ł a d IV
Do bezwodnego ditlenku tytanu zawierającego 85% mas. TiO2 i 3,5% mas. zarodków rutylu (w odniesieniu do TiO2) dodano fosfor w ilości 0,25% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2) w postaci kwasu fosforowego, potas w ilości 0,2% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2) w postaci roztworu wodorotlenku potasu, glin w ilości 0,25% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu glinu i cer w ilości 0,05% mas. CeO2 (w odniesieniu do TiO2) w postaci azotanu ceru, uzyskaną zawiesinę poddano homogenizacji i następnie ogrzewaniu stopniowo podwyższając temperaturę do 1050°C. Otrzymano modyfikowany rutylowy ditlenek tytanu materiał bazowy zawierający 0,7% mas. anatazu, 0,25% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2), 0,2% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2), 0,25% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) i 0,05% mas. CeO2 (w odniesieniu do TiO2) o fotoaktywności AE* równej 8,3.
P r z y k ł a d V
Do pasty uwodnionego ditlenku tytanu zawierającej 38% mas. TiO2 i 3% mas. zarodków rutylu (w odniesieniu do TiO2) dodano fosfor w ilości 0,38% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2) w postaci kwasu fosforowego, potas w ilości 0,15% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2) w postaci roztworu wodorotlenku potasu, glin w ilości 0,35% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu glinu i cer w ilości 0,15% mas. CeO2 (w odniesieniu do TiO2) w postaci azotanu ceru, uzyskaną zawiesinę poddano homogenizacji i następnie ogrzewaniu z szybkością 6°C na minutę stopniowo podwyższając
PL 221 680 B1 temperaturę do 1090°C. Otrzymano modyfikowany rutylowy ditlenek tytanu materiał bazowy zawierający 1,3% mas. anatazu, 0,38% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2), 0,15% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2), 0,35% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) i 0,15% mas. CeO2 (w odniesieniu do TiO2) o fotoaktywności AE* równej 2,5.
P r z y k ł a d VI
Do zawiesiny uwodnionego ditlenku tytanu zawierającej 25% mas. TiO2 i 2,5% mas. zarodków rutylu (w odniesieniu do TiO2) dodano fosfor w ilości 0,17% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2) w postaci kwasu fosforowego, potas w ilości 0,21% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2) w postaci roztworu wodorotlenku potasu, glin w ilości 0,31% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) w postaci siarczanu glinu i cer w ilości 1,2% mas. CeO2 (w odniesieniu do TiO2) w postaci azotanu ceru, uzyskaną zawiesinę poddano homogenizacji i następnie ogrzewaniu stopniowo podwyższając temperaturę do 1090°C. Otrzymano modyfikowany rutylowy ditlenek tytanu materiał bazowy zawierający 1,3% mas. anatazu, 0,17% mas. P2O5 (w odniesieniu do TiO2), 0,21% mas. K2O (w odniesieniu do TiO2), 0,31% mas. AI2O3 (w odniesieniu do TiO2) i 1,2% mas. CeO2 (w odniesieniu do TiO2) o fotoaktywności AE* równej 5,2.
P r z y k ł a d VII
Uwodniony ditlenek tytanu zawierający 39% mas. TiO2 i 3% mas. zarodków rutylu (w odniesieniu do TiO2) ogrzewano stopniowo podwyższając temperaturę do 900°C. Otrzymano rutylowy ditlenek tytanu materiał bazowy zawierający 1,7% mas. anatazu o fotoaktywności AE* równej 21,3.
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Rutylowy ditlenek tytanu zawierający fosfor, potas i glin, znamienny tym, że zawiera 97% masowych rutylu, 0,06 do 1,0% masowych fosforu w przeliczeniu na P2O5, 0,05 do 0,4% masowych potasu w przeliczeniu na K2O, 0,1 do 0,4% masowych glinu w przeliczeniu na AI2O3 oraz 0,05 do 2,5% masowych cyrkonu w przeliczeniu na ZrO2 lub 0,05 do 2,5% masowych ceru w przeliczeniu na CeO2, przy czym % masowe odnoszą się do TiO2, i o fotoreaktywności (AE*) w zakresie od 1,5 do 15.
- 2. Sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu, polegający na dodawaniu do ditlenku tytanu zarodków rutylu oraz fosforu, potasu i glinu, a następnie kalcynacji, znamienny tym, że do zawiesiny lub pasty lub stałego uwodnionego lub bezwodnego ditlenku tytanu zawierającego zarodki rutylowe w ilości od 2,5 do 5,0% masowych wprowadza się fosfor w ilości od 0,06 do 1,0% masowych P2O5, potas w ilości od 0,05 do 0,4% masowych K2O, glin w ilości od 0,1 do 0,4% masowych AI2O3 oraz cyrkon w ilości od 0,05 do 2,5% masowych ZrO2 lub cer w ilości od 0,05 do 2,5% mas. CeO2, przy czym % masowe odnoszą się do TiO2, następnie uzyskaną mieszaninę ogrzewa się stopniowo do temperatury od 950 do 1150°C.
- 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wprowadza się fosfor w postaci kwasu fosforowego lub fosforanów amonu.
- 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wprowadza się potas, glin, cyrkon lub cer w postaci chlorków, siarczanów, azotanów, fosforanów, tlenków, wodorotlenków lub węglanów.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL394479A PL221680B1 (pl) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Rutylowy ditlenek tytanu i sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL394479A PL221680B1 (pl) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Rutylowy ditlenek tytanu i sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL394479A1 PL394479A1 (pl) | 2012-10-22 |
| PL221680B1 true PL221680B1 (pl) | 2016-05-31 |
Family
ID=47076725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL394479A PL221680B1 (pl) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Rutylowy ditlenek tytanu i sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL221680B1 (pl) |
-
2011
- 2011-04-08 PL PL394479A patent/PL221680B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL394479A1 (pl) | 2012-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Masui et al. | Novel and environmentally friendly (Bi, Ca, Zn) VO4 yellow pigments | |
| US4447271A (en) | Pigments and their preparation by coating with oxides of Si-Zr-Al | |
| AU2013312028B2 (en) | Infrared-reflecting pigment based on titanium dioxide, and method for producing it | |
| FI124294B (fi) | Menetelmä hyvin dispergoituvan mikrokiteisen titaanidioksidituotteen valmistamiseksi, tuote ja sen käyttö | |
| RU2458094C2 (ru) | Пигмент на основе диоксида титана и способ его получения | |
| US8454932B2 (en) | Titanium dioxide nanoparticles | |
| ES2595409T3 (es) | Carga de pigmento de pintura a base de caolín de nueva generación | |
| ES2671495T3 (es) | Pigmentos de vanadato de bismuto | |
| JP5136519B2 (ja) | 二酸化チタン粒子とその製造方法 | |
| CN100554338C (zh) | 后处理二氧化钛颜料的方法 | |
| JP5136395B2 (ja) | 二酸化チタン顔料とその製造方法 | |
| PL221680B1 (pl) | Rutylowy ditlenek tytanu i sposób wytwarzania rutylowego ditlenku tytanu | |
| FI91269C (fi) | Menetelmä TiO2-kompositiopigmenttien valmistamiseksi | |
| US3409454A (en) | Alumina coated tio2 pigments | |
| CA3019838A1 (en) | A method for treating titanium dioxide particles, a titanium dioxide particle and uses of the same | |
| DE60206380T2 (de) | Photostabiles titandioxid der modifikation rutil | |
| Gleń et al. | Photostability and optical properties of modified titanium dioxide. | |
| JPS5910705B2 (ja) | 安定な無機顔料組成物の製造法 | |
| US3253939A (en) | Titanium dioxide pigments | |
| RU2382061C1 (ru) | Способ получения изумрудного хромового пигмента | |
| BR102019009051A2 (pt) | processo de obtenção de óxido de ferro roxo a partir de sais inorgânicos de ferro e pectina cítrica para aplicação como pigmento | |
| CZ285249B6 (cs) | Titanová běloba se zvýšenou odolností proti povětrnosti |