Способ получения пигментного диоксида титана

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1) C 09 С 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21). 4787175/26 (22} 29.01.90 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (72) А.А. Гузаирова, Л.М. Ленев, Н.А. Ситко,и P.А. Почековский (53) 667.622.118.22 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 604863. л. С 09 С 1/36, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТНОГО, ДИОКСИДА ТИТАНА (57) Изобретение относится к способам получения пигментного диоксида титана. Цель изобретения - улучшение разбеливающей способности и диспергируемости пигмента. Поставленная цель достигается путем парофазного окисле,ния тетрахлорида титана кислородсодерИзобретение относится к способам получения пигментного диоксида титана, применяемого в лакокрасочной промышленности для производства эма-

- лей и красок.

Известны способы получения пигментного диоксида титана путем окисления тетрахлорида титана в паровой фазе кислородсодержащим газом в присутствии различных неорганических добавок.

Недостатком указанных способов являются низкие физико-химические свойства пигмента.

Известен способ получения. пигментного диоксида титана путем парофазного окисления тетрахлорида титана кислородсодержащим газом в присутствии добавок неорганических сое„„SU„„1700027 А I жащим газом в присутствии хлоридов алюминия и кремния с последующим микроизмельчением полученного продукта в пароструйной мельнице в присутствии 20-30ь-ного водного раствора аммиака и полиэтиленгидридсилоксана, который вводят в количестве 0,3

0,6 мас.3 к массе пигмента при массовом соотношении полиэтилгидридсилоксан: аммиак = 1:(0,3-0,4) в расчете на 1004-ные вещества. Предлагаемый способ позволяет получить пигментный диоксид титана, разбеливающая способность которого на 100-.150 усл.ед. выше, чем у прототипа, с диспергируемостью, улучшенной по сравнению с прототипом на 3-4 мкм. 1 табл. динений с последующим микроизмельчением в пароструйной мельнице в при Ф сутствии водного раствора аммиака, что позволяет снизить агрегацию частиц в пигменте и улучшить его оптические свойства (1) .

Недостатком указанного способа яв; ляются недостаточно высокие разбелива- ющая способность и диспергируемость пигмента.

Целью изобретения является улучшение разбеливающей способности и диспергируемости пигментного диоксида 3 титана. Ъ

Поставленная цель достигается способом получения пигментного диок" сида титана, включающим парофазное окисление тетрахлорида титана кислородсодержащим газом в присутствии

1700027 хлоридов алюминия и кремния с rlocледующим микроизмельчением пигмента в пароструйной мельнице в присутствии водного 20-303-ного раствора ам5 миака, причем в процессе микроизмельчения вводят полиэтилгидридсилоксан (ПЭГС) в количестве 0,3-0,6 мас.3 к массе пигмента при массовом соотно;шении полиэтилгидридсилоксан:аммиак 10 = 1: (0,3-0,4) в расчете на 100ь-ные вещества, а водный раствор аммиака, используют в количестве 0,3-1,2мас.ь

:. к массе пи гмента .

Поверхность частиц диоксида тита на в присутствии аммиака приобретает ,основные свойства и благодаря этому

1обесйечивается химическое взаимодействие активного водорода молекул

ПЭГС с основными центрами поверхности пигмента.

Химически адсорбированные молекулы ., .ПЭГС благодаря расклинивающему дейст,,вию обеспечивают эффективное микро измельчение в пароструйной мельнице и 2 . улучшение разбеливающей способности пигмента. !

Кроме того, адсорбция ПЭГС обуслав.ливает гидрофобизацию поверхности частиц диоксида титана, лучшее сов мещение со связующим и улучшение диспергируемости.

Оптимальное количество ПЭГС опре1 делено путем исследования процессов ! структурообразования и дисперсионно-

35 го распределения пигмента в связуюем.

Введение ПЭГС в количестве 0,3 0,6 мас.Ф по отношению к диоксиду ти,тана .соответствует образованию моно- 40 молекулярного слоя ПЭГС на поверхности частиц пигмента и обеспечивает максимальное улучшение его разбеливаащей способности и диспергируемости

Введение ПЭГС в количестве менее

0,3 мас.3 не обеспечивает образование мономолекулярного слоя и не дает желаемого эффекта (см.таблицу, пример 7).

Увеличение количества ПЭГС более

0,6 мас.Ф не приводит к дальнейшему улучшению свойств пигмента (пример 8):50 и поэтому нецелесообразно, Основной характер поверхности час1 тиц диоксида, титана, необходимый для химической адсорбции ПЭГС, достига" ется путем напыления на поверхность . частиц водного 7.0-303-ного раствора аммиака в количестве 0,3-1,2 мас.Ф к массе пигмента.

Использование водного раствора аммиака в количестве менее 0,.3 мас.g недостаточно для а кт ива ции поверхности частиц и адсорбции оптимального количества ПЭГС, в связи с чем, не происходит эффективного улучшения свойств пигмента (пример 11) . Использование раствора аммиака в количестве более.1,23 не приводит к дальнейшему улучшению свойств пигмента (пример 12).

Оптимальное соотношение ПЭГС: аммиак = 1:(0,3-0,4) обеспечивает химическую адсорбцию ПЭГС и эффективность его влияния на качество пигмента. При изменении указанного соотношения в сторону уменьшения доли аммиака ухудшаются свойства пигмента (пример 9), а изменение соотношения в сторону увеличения доли аммиака свыше оптимального Не приводит к дальнейшему улучшению свойств пигмента (пример 10).

Таким образом, только предлагае.мая совокупность признаков предлагаемого технического решения и экспериментально подтвержденные параметры приводят к достижению поставленной цели.

Существенность отличий предлагаемого технического решения от извест-ных способов заключается в усовершенствовании условий микроизмельче-. ния пигментного диоксида титана в присутствии аммиака и полиэтилгидридсилоксана в оптимальных количествах и при оптимальном соотношении с достижением лучших качественных показателей.

Пример 1 (по предлагаемому способу), Парообразный тетрахлорид титана окисляют кислородсодержащим газом при 1150 С в присутствии о

2,5 мас.4 хлорида алюминия и

0,3 мас.3 хлорида кремния.

На полученный диоксид титана наносят распылением 0,45 мас. ia водного 7.03-ного раствора аммиака и проводят микроизмельчение в пароструйной мельнице при температуре пара .280-300 С и давлении 8-10 атм.

В процессе микроизмельчения в пароструйную мельницу вводят полиэтилгидридсилоксан в количестве 0,3 мас.Ф к массе, пигмента. При этом соотношение полиэтилгидридсилоксан:аммиак =

= 1:0 3 в расчете на tOOi-ные вещества.

1700027

Формула изобретения

Способ получения пигментного диоксида титана, включающий пароФазное окисление тетрахлорида титана кисло-, родсодержащим газом в присутствии .хлоридов алюминия и кремния с последующим микроизмельчением полученно10 го поодукта в пароструйной мельнице в присутствии 20-303-ного водного раствора аммиака, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения разбеливающей способности и диспергиру15 емости пигмента, в процессе микроизмельчения вводят полиэтилгидридсилоксан в количестве 0,3-0,6 мас.Ф к ,массе пигмента при массовом соотношении полиэтилгидридсилоксан:аммиак =

= 1:(0,3-0, 4) в расчете на 1003-ные вещества.

Условия обработки

Физико-химические свойства диоксида титана

При- . мер

Количество аммиака в пересчете на 1003йое веще ст во, ь к Т О

Водный раствор аммиака

Соотношение

ПЭГС:ам,миак (в, расчете на

1ООЖ-ные вещества

Количество ПЭГС, Ж к Ti01

Разбели- вающая способность, усл.ед. диспергируемость, мкм

Количество раствора, к TiO

Концент" рация,3

По предлагаемому способу

1:0ь3

0,45

0 09

0,3

0 3

О,C9

0,,3

0,6

1:0,3

1:0,4

0,12

0,18

n,24

0,24

0,08

0,28

0,3

0,6

0,6

0,6

0, 9

0,8

5,6

11

14

1f

13

11

14

1,2

0,4

0,93,7

0,2

0,7

0,6

0,6

0,6

1790

0,12

0,3

0,04

0,36

10

1,0

0,7

1,8-.

0 3

0,6

Полученный пигмент имеет разбеливающую способность 1750 усл.ед. и диспергируемость 12 мкм.

В примерах 1-12 приведенных в таблице, представлены данные по свойствам пигментного диоксида титана, обработанного по предлагаемому способу в присутствии различных количеств аммиака и полиэтилгидридсилоксана (ПЭГС), в примерах 13-15 по известному способу.

Из данных таблицы следует, что по сравнению с известным предлагаемый способ получения пигментного диоксида титана обеспечивает повышение разбеливающей способности на

100-150 усл.ед. и улучшение диспергируемости на 3-4 мкм.

Внедрение разработанной технологии позволит получить пигмент высокого качества.

1:0,3

1 0,4

1:0,4

1:0,4

1:0,4

1:0,2

1:0,5

1:0,13

1:0,6

18СО

1800

1700027

Продолжение таблицы

Условия обработки . а.

Физико-химические свойства диоксида титана

При- . мер

О» Г

ВоднЫй раствор аммиака

Кол иче ство ПЭГС, 3 к т102

Количество аммиаПо известному способу

13

1 4

30 0,3

20 0,9

15

1,2

15

Составитель

Редактор С. Пекарь Техред Л.Сердюкова- Корректор С. Шекмар

Заказ 4442 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Гагарина, 101

Кон цент- Колирация, ь че ство раствора, Ф к т102 ка в пересчете а 1000ное вещество,Ф к т102

0,09

0,18

0,24

Соотношение

ПЭГС:аммиак (в расчете на

1003-нце вещества

Разбеливающая способ" ность усл.ед.

1650

Диспергируемость, мкм