Способ получения красного перламутрового пигмента

 

Изобретение касается синтеза неорганических пигментов для лакокрасочной целлюлозно-бумажной и парфюмерной промышленности. Цель изобретения - улучшение перламутрового блеска пигмента и исключение побочных отходов производства. Постэегепнг цель достигается путем нанесения чг чешуйки слюды пигментной оболочки из оксигидроксидов железа ( с массовой долей в пересчете на . Полученный продукт отмывают от водорастворимых солей, вводит добавки водорастворимых соединений бс ра в количестве 0,05-5,00 мае.9 к и подвергают термообработке на воздухе при 600 903°С. мент, полученный предложенным , - бом, имеет более высокий перламу сс вый блеск и яркость по сравнение с известным, Исключение стадии пои.мнения щелочных агентов позволяет создать безотходный и бессточный процесс синтеза пигмента. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социмистичесн их

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1699930 д1) С 01 О 49/02

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

r ь

1 ь ь

1 - .

1;- ==ь ь @се

11 и с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4788023/26 (22) 31.01.90 (46) 23.12.91. Бюл. N 47 (72) Г.H.Kðàñíîáàé, И.В.Коптев, Д,Г.Клещев, Ю.Г.Распопов, С.Л.Белопухов, Н.А.Леонтьева, P.Б.Калинина, В.А.Квинт и Б.А,Попов (53) 667.622(088.8) (56) Авторское свидетельство ЧССР

N 207944, кл. C 09 C 1/36, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРАСНОГО ПЕРЛАМУТРОВОГО ПИГМЕНТА (57) Изобретение касается синтеза неорганических пигментов для лакокрасочной целлюлозно-бумажной и парфюмерной промышленности, Цель изобретения — улучшение перламутрового блеска пигмента и исключение побочИзобретение относится к синтезу неорганических пигментов для лакокрасочной, целлюлозно-бумажной и парфюмерной промышленности, производства пластмасс, химволокон и т.д.

Известен способ получения красных композиционных пигментов на основе каолина, частицы которых покрыты островковой пленкой °

Недостаток данного способа — отсутствие у пигментов перламутрового блеска.

Известен способ получения красных перламутровых пигментов на основе чешуек слюды, которые получают осаждением на поверхность слюды из растворов оксидных соединений титана (IV), олова (IV) и железа (II) с поных отходов производства. Гоставле:-:на.; цель достигается путем нанесения на чешуйки слюды пигментной оболочк из оксигидроксидов железа (III,. с массовой долей в пересчете на Fe О;

15-403. Полученный продукт отмываю r от водорастворимых солей, ввод i добавки. водорастворимых соединений Cc" ра в количестве 0,05-5,00 мас.".

В 0> к Ге О и подвергают термообр=-ботке на воздухе при 600-900 С. "1:.г= мент, полученный предложенным спос;,бом, имеет более высокий перлам„ тс:.. вый блеск и яркость по сравнению с известным, Исключение стадии прим=. åния щелочных агентов позволяет cveäeò= безотходный и бессточный процесс синтеза пигмента. 1 табл. следующей термообработкой полу..ен,;o го продукта на воздухе.

Недостатком данного способа я.-,.-.яется сложность технологического пр,"..— цесса синтеза многокомпонент IGt.o ко позиционного пигмента, наличие ipv ноутилизируемых отходов производства.

Известен способ получения красного перламутрового пигмента, ссгласно которому пигмент получают гутем окисления водной суспензии гидро-,".:а=железа (II) e присутствии чешуек слюды раствором перхпората калия пс

90-100 С. В процессе окислени.-;, ро .сс ходит образование кристаллов окс:;да железа (III), которые осаждаютс на поверхность чешуек слюды, корми-р

1699930

- а них островковую поликристаллическую пленку.

Недостатками данного способа являются наличие трудноутилизируемых отходов производства в виде сточных вод, содержащих сульфаты щелочных металлов, а также низкие физико-технические показатели пигмента, в частности перламутровый блеск. 10

Цель изобретения — улучшение пер,ламутрового блеска и яркости пигмен та и исключение побочных отходов про изводства.

Указанная цель достигается тем, что на чешуйки слюды сначала наносят пигментную оболочку из оксигидроксидов железа (III) с массовой долей в пересчете на Fe<0 > от 15 до 403 путем окисления кислородсодержащим агентом реакционной среды, включающей водный раствор соли железа (II), тонкоизмельченную слюду и металлическое железо. В полученный продукт, отмытый от водорастворимых солей, 25 вводят добавки водорастворимых соединений бора в количестве 0,05-5 мас.<р

В О к Fe<0> и подвергают прокалке на воздухе при 600-900 С.

Улучшение физико-технических показателей красного перламутрового пигмента по сравнению с известным способом объясняется следующим: при массовой доле пигментной оболочки

15-40 мас.3 при синтезе композицион35 ного желтого пигмента на поверхности чешуек слюды формируется сплошная поликристаллическая пленка из оксигидроксидов железа (Т:П); при термообработке композиционного пигмента на воздухе в отсутствие борсодержао щих добавок при 600-900 С протекают процессы дегидратации и рекристаллизации, s результате которых на поверхcJllogbl формируется островковая 4 поликристаллическая пленка, причем данный пигмент имеет перламутровый блеск и яркость на уровне пигмента, полученного известным способом; борсодержащие добавки активируют процес50 сы сгекания кристаллов Fe<0> в островковой пленке и способствуют формированию сплошных моно- или поликристаллических пленок из F O> на поверхность чешуек слюды, что приводит к увеличению перламутрового блес55 ка и яркости пигмента.

Отказ от применения щелочных агентов на стадии синтеза композиционноro желтого пигмента позволяет создать безотходный и бессточный процесс синтеза этого пигмента. Проведенные исследования показывают, что при прокалке композиционного пигмента с борсодержащими добавками они входят в состав пигментной оболочки и, следовательно, перламутровый пигмент после прокалки не содержит водорастворимых солей, что дает возможность разработки безотходного и бессточного технологического процесса синтеза красного перламутрового пигмента на основе чешуек слюды.

Нижний предел массовой доли оксигидроксидов железа (III) в композиционном желтом пигменте на основе слюды (15 мас.3 обусловлен тем, что при меньшем содержании Fe<0 формируется островковая пленка из оксигидроксидов железа (III) на поверхности слюды, что приводит к ухудшению перламутрового блеска и яркости пигмента; при содержании Ренэ в композиционном пигменте более 40 мас.3 (верхний предел) кристаллы FezO> присутствуют в пигменте в виде самостоятельной инородной фазы, что также приводит к уменьшению перламутрового блеска и яркости пигмента.

Нижний предел массовой доли добавки оксидных соединений бора (О, 05 мас. 4 В Оз к Ге 0 ) обусловлен тем, что при меньшем содержании борсодержащих добавок они не оказывают эффективного влияния на процессы спекания Ре 0 при термообработке, вследствие чего перламутровый блеск пигмента и яркости уменьшается, верхний предел (5 ма с. 1 В О к Fe <0> ) связан с ухудшением гранулометрического состава пигмента и его физикотехнических показателей из-за спекания частиц пигмента при термообработке.

Нижний предел температуры термообработки (600 С) обусловлен торможением процессов спекания кристаллов

Fe 0 при более низких температурах, что проявляется в уменьшении перламутрового блеска и яркости, при температурах выше 900ОС (верхний предел) наряду с формированием сплошных монокристальных пленок происходит спекание частиц пигмента между собой и ухудшение его физико-технических показателей).

1699930

Существенность отличий предлагаемого способа от известных заключается как в использовании в качестве исходного материала для получения перламутрового пигмента желтого композиционного пигмента на основе слюды с определенной массовой долей сплошной пигментной оболочки из оксигидроксидов железа (III), так и в применении на стадии прокалки модифицирующих борсодержащих добавок, активирующих процессы спекания в оксидной пленке и способствующих формированию моно- или поликристаллических пленок из Fe<0 на поверхности чешуек слюды. Положительный эффект достигается лишь при одновременном выполнении указанных условий, невыполнение любого одного из них приводит к ухуд- 20 шению перламутрового блеска и яркости пигмента.

Для определения блеска и яркости образцов пигмент перемешивают стеклянной палочкой в фарфоровом стакан- 25 чике с раствором глицерина и желатины до жидкой консистенции. Полученную смесь мягкой кистью в два слоя с промежуточной сушкой на воздухе наносят на ватман. Измерение блеска З0 и коэффициента яркости желатиновых накрасок слюды и пигментов на ееоснове проводят на блескомере ФБ-2 под углом в 45

На фиг. 1 и 2 показан красный перламутровый пигмент, полученный известным и предлагаемым способами соответственно.

Пример 1 (известный). В стакан из нержавеющей стали емкостью 40

2 л вводят 100 г чешуек слюды (мусковит) с размером кристаллов 2045 мкм, заливают воду от отметки 1 л, при перемешивании загружают 48 г (в пересчете на Fe<0>) гептагидрата 45 сульфата железа (II), по окончании растворения соли повышают температуру в реакторе до 90 С, подают концен0 трированный раствор (400 г/л) гидроксида калия до. создания рН реакционной среды 8,7-8,8 и при перемешивании подают расчетное количество для полного окисления гидроксида железа (II) концентрированного раствора перхлората калия. По окончании окис0 ления суспензию выдерживают при 90 С в течение 1 ч,охлаждают, образовавшийся продукт отделяют от маточного раствора, промывают, высушивают и механически измельчают. Полv чаю

125 г красного перламутровсго лис;-;.. " та с массовым содержанием,", 20 мас.4.

Пример 2. 50 г компсзиц:лонного желтого пигмента полученного н чешуйках слюды (мусковит) с размером кристаллов 20-45 мкм и содержащего 20 мас.В оксигидроксидов желез=, (III) (e пересчете íà Fe>0-), помещают в алундовую чашку, добавляют

9 мл 1В-ного раствора борной кислоты (0,53 В О к Fe 0>), добиваясь его равномерного распределения в композиционном желтом пигменте, и после этого подвергают термообработке на воз0 духе при 750 С в течение 1 ч. По окончании прокалки полученный продукт охлаждают и механически измельчают.

Примеры 3-18 выполнены по аналогии с примером 2. При этом варьируют температуры прокалки, вид и массовую долю борсодержащих добавок, массовую долю оксигидроксидов железа в композиционном желтом пигменте на основе слюд и вид слюды.

Параметры процесса и качест".åíные показатели красного перлам„ трового пигмента показаны в таблице.

Как следует из таблицы, красный перламутровый пигмент, полученный предлагаемым способом, по сравнению с известным имеет более высокий перламутровый блеск и яркость. Его можно выпускать без побочных отходов производства. формула изобретени

Способ получения красного перламутрового пигмента на основе чешуек слюды и оксида железа (III), включающий осаждение из водных суспензий оксидных соединений железа (?Т1) на поверхность чешуек слюды, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения перламутрового блеска пигмента и исключения побочных отходов производства, на чешуйки слюдо, сначала наносят пигментную оболочку из оксигидроксидов железа (III) с массовой долей в пересчете на Ге-, Л;

15-40ь, полученный продукт отмывают от водорастворимых солей, вводят добавки водорастворимых соединений бора в количестве 0,05-5 мас,3 В О к Ре 0 и подвергают термообработке на воздухе при температуре б00-900 С.

1 . арактеристика

Показатели для способа по принеру

1 изве-, стнога 2 предлагаемого! 3

M Ф М

M М М М М

М М М

М М

M M

20 15 40 11

БК БК БК БК

42 3а

38 45 40 39 36

40 3с

34 37

3т

36 35 39 39 41 та, Массовая доля

ВЕЕОя В ПЕрпамуьровом пигменте

20 20 15 40 11

25 25

П р и н е ч а н и е. М вЂ” мусковит; Ф вЂ” флогипит; Б — бура; БК - борная кислота, Вид слюды

Массовая доля

Fe20 а в комле. зиционном желтом пигменте в пересчете на

" ""3

Вид борсодержащих добавок

Массовая доля борсодержащих добавок (020а

В"гвз) К

7емпергтура пров кагк:, Г

Перламутровый б.-еск пигента, Яркость пигмент г

4 5 J 6 f 7 f 8 ) 9 f 10 1 11 ) 12 i 13 f 14 15 f 16 1 \7 18

45 25 25 25 25 25 25 25 25 20 30 20

БК БК БК БК БК БК БК БК БК БК БК Б

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,05 5,0 0.03 5,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,3 0,5 0,7

750 750 750 750 750 750 750 750 750 600 900 550 950 750 800 750 650

9,8 12,0 10,5 10,2 9,8 10,5 1,2 9, 0,2 10,5 :0,6 9,6 10,1 9,8 10,1

25 25 25 25 25 25 20 30 20 25

1699930

V z 2

Составитель Г.Сальникова

Техред И,Дидык Корректор A.ÎE5ðó÷ÿр

Редактор E.Кравцова

Заказ 4682 Тираж Подписное

HEIIMIIEI 1 осудар; тве .ш,>го ком г:ета по изобретенннм ь.: 1ткрьгп нм прн ÅEI1 СГ01

113035, 1 оква, Ж-35, Рауьк кан нaG.,:r .. /5

Произв к; гвенн з —. адате.инокине комбинат Пате:н1.", г. жкороп, уп. 1 агарина, 01