Способ получения пигмента на основе хромата свинца

 

Использование: декоративные и защитные покрытия деревянной, металлической и бетонной поверхности. Сущность изобретения: к суспензии из раствора бихромата натрия с концентрацией 100 г/л СгОз и щелочного гидроалюмосиликата состава Na20 -А120з -3-5 SI02 -4-6Н20 одновременно приливают раствор нитрата свинца с концентрацией 120 г/л РЬО и щелочнокремнеземистый раствор .с концентрацией 90 г/л Ма20общ и 140 г/л SI02. Реакционная смесь содержит (РЬО+Сг20з)/(5Ю2+А120з)1. Смесь перемешивают при , рН доводят до 6. Осадок фильтруют, промывают и сушат, Характеристики пигмента: желтый цвет; со- -став, %: РЬО 39; Сг20з 13; SI02 41,5; А120з 5; HsO 1,5; красящая способность 120%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 09 С 1/20

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4873118/26 (22) 11.10.90 (46) 23,12.92. Бюл. ¹ 47 (71) Институт общей и неорганической химии АН АрмССР (72) А.К.Наджарян, Э.Б.Оганесян, B.Ä.Ãàëстян, С,А.Григорян и Ф,С.Шахназарян (73) Институт общей и неорганической химии АН Республики Армения (56) Европейский патент N. 0130272, кл. С 09 С 1/20, 1985, Патент ФРГ N. 1592943, кл, С 09 С 1/20, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТА НА

ОСНОВЕ XPOMATA СВИНЦА (57) Использование: декоративные и защитные покрытия деревянной, металлической и

Изобретение относится к технологии получения свинецсодержащих пигментов, пригодных для создания декоративных и защитных покрытий на деревянной, металлической, бетонной поверхности, в производстве авто- и сельскохозяйственных э лалей, красок для кожи, а также для получения керамических материалов, стойких к высоким температурам.

Известен способ получения пигментов на основе хро лата свинца путем смешивания и обработки водной суспензии полученного хромата свинца с растворами MgSIF6 и жидкого стекла Na;0 3,82$!02 в течение 3 ч при 70 — 90 С и рН 4,5 — 9,5.

Недостатками этого способа являются: токсичность плгмента, связанная с высоким содержанием свинца в пигменте; сложность процесса, вкл1очающего операции получе„„. Ж „„1784042 АЗ бетонной поверхности. Сущность изобретения; к суспензии из раствора бихромата на. трия с концентрацией 100 г/л СгОз и щелочного гидроалюмосиликата состава

Ка20 AI203 3-5 Я!02 4 — 6Н20 одновременно приливают раствор нитрата свинца с концентрацией 120 г/л Pbo и щелочнокремнеземистый раствор .с концентрацией 90 г/л Иа20рбщ и 140 r/n SION, Реакционная смесь содержит (РЬО+Сг20з)/(SIOz+AI203)=1. Смесь перемешивают при Т:Ж=1;8, рН доводят до 6. Осадок фильтруют, промывают и сушат, Характеристики пигмента: желтый цвет; со.став, %: PbO 39; Сг20з 13; $102 41,5; А!20з 5;

НрО l,5; красящая способность 120%. 1 з.п, ф-лы, 1 табл. ния хромата свинца, фильтрации, промывки, сушки продукта, получение эмульсии хромата свинца, обработки суспензии растворами MgSIFo и жидкого стекла

NazO 3,28SIOz, повторной фильтрации, промывки, сушки пигмента; большие энергозатраты, обусловленные необходимостью нагревания смеси при 70 — 90 С в течение

4 — 5 ч; использование дорогостоящих соединений MgSIFg,ЯЬ20з и NazO 3,2SSIOz; невысокое качество пигмента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения светостойких пигментов на основе хромата свинца, заключающийся в следующем. Сначала получают дисперсию хромата свинца путем перемешивания нитрата свинца с растворами бихромата натрия, сульфата натрия и молибдата натрил с последующим добавлением сульфата натрия и доведением рН смеси до 6-7 при помощи раствора едкого натра. Затем после 30-минутного перемешивания, фильтрации, промывки, сушки при 80 С и повторного перемешивания в воде синтезированного хромата свинца получают пигментную суспензию, Далее к последней добавляют жидкое стекло

Naz0 3,28SIO, смесь перемешивают в тече. ние 4-5 ч при 90 — 95 С, добавляя NaA102, AI2(S04)3, и доводят рН смеси до 6,5-7 при помощи едкого натра, Затем проводят фильтрацию пульпы, промывку и сушку полученного целевого продукта. Процесс формирования пигмента Но данному способу осуществляют при отношении Pb0+

+СггОз/А120з=3-5/1, Т:Ж=1:40-45, рК 3,5—

5,5 (I стадия) и рК 9 — 10 (il стадия).

Недостатками этого способа являются: токсичность пигмента, обусловленная высоким содержанием в нем свинца; сложность и длительность, связанные с необходимостью проведения двукратных процессов: получения хромата свинца путем смешивания исходных материалов, фильтрации, промывки сушки осадка, вновь получения суспензии хромата свинца, которал обрабатываетсл исходными материалами с последующей фильтрацией, промывкой и сушкой полученного целевого продукта; большие затраты энергии, связанные с необходимостью проведения процесса получения пигмента при 90 — 95 С в течение 5,5 ч; использование дорогостоящих компонентов и большого числа материалов: сульфата натрия, сульфата алюминия, сульфата титана, молибдата натрия, едкого натра; низкая производительность реактора, обусловленная необходимостью использования сильноразбавленных исходных водных растворов (употребление очень большого количества воды); невысокое качество пигмента.

Цель изобретения — улучшение свойств пигмента, упрощение и интенсификация процесса его получения, Поставленная цель достигается путем одновременного взаимодействия высокодисперсного пористого гидроалюмосиликата состава Ма20 А1 0з3 — 5SI02 .4 — 6HzO с растворами в г/л: бихромата натрия 100130 СгрОз, нитрата свинца 120 — 150 РЬО и щелочно-кремнеземистого состава 140—

160Sl02, 90 110 Na20p5 и процесс ведут при отношении РЬО+Сг20з, Я102 + А120з=

1- 1,5, температуре 18-25 С, рН 6-7 и

Т:Ж=1:7-9. Из указанной смеси образуется высокодисперсный осадок, который фильт50

5

30 руют, промывают ат растворимых солей и высушивают при 80 С. При этом получается ярко-желтый и оранжевый цветостойкий, высокодисперсный пигмент с размерами частиц 0,1-5 мкм с удельной поверхностью

1 IO — 120 м /r. Указанные пигменты термо2 стабильны до 900 С. Использование пористого, легкого, с удельным весом 1,9-2,1 г/см и развитой удельной поверхностью щелочного гидроал.омосиликата состава

NazO AI20a 3-5SIOz 4-6К О позволяет получать. пигмент с большой удельной поверхностью (110 — 120 м /г) и высокой термо2 стабильностью (до 900 С). Использование данного щелочного гидроалюмосиликата в совокупности с растворами бихромата натрил (100-130 г/л СггОз), нитрата свинца (120 — 150 г/r PbO) и щелочно-кремнеземистого раствора (1ча Ообщ 90-110 г/л, ЯЯ10г

140 — 160 г/л) при отношении (РЬО+СггОз):(Я102+А120з)=- 1-1,5, комнатной температуре, рН 6-7 и Т:Ж=1:7-9 с дальней шей фильтрацией, промывкой и сушкой обеспечивает получение ярко-желтого и оранжевого пигментов.

Повышение концентрации исходных растворов ухудшает условия процесса образованил пигмента, в результате чего наблюдается комкообразование. При понижении концентрации исходных растворов образование пигмента полностью не происходит, Увеличение количества гидроалюмосиликата по АЬОз и $10г указанные за пределы отрицательно влияет на цветовые качества пигмента, а пони>кение количества гидроалюмосиликата приводит к уменьшению удельной поверхности, дисперсности пигмента. Выход рН за пределы значения 6-7 ухудшает условия взаимодействия исходных веществ и уменьшает количество образующегося пигмента. При отношении Т:Ж менее 7 не происходит полного образова-. ния пигмента, Прим Т:Ж более 9 ухудшаются условия взаимодействия исходных веществ, в результате чего получается неоднородный и некачественный пигмент

Пример 1. К суспензии, полученной из 40 мл бихромата натрия, содержащей 100 г/л Cr20a и 25 г щелочного гидроалюмосиликата состава Na20 А1 0з 3-5$10р 4—

6HzO, одновременно приливают 110 мл нитрата свинца (120 г/л PbO) и 20 мл щелочно-кремнеземистого раствора (NagO - 90 г/л, SION — 140 г/л) при отношении (РЬО+Сг20з):(S102+AlgOg)=1, T:)K=1:8, 18 С.

Тщательно перемешивая, при помощи 5%ной соляной кислоты доводят рН от 12 до 6, Образовавшуюся кашицу продолжают перемешивать 20 мин. Полученный пролук

1784042

Стойкость к кислоте

Стойкость к мыльным раствоам

Удельная поверхность, м /r ь, 20% мыльный раствор при

600С, 1 ч

20О/ мыльный раствор при

60ОС, 2,5 ч, 20% мыльный раствор при

60С, Зч

20% мыльный раствор при

60С, 25 ч

1% НС! до испарения сухого состояния

5% HCI до испарения сухого состояния

То же

14,34

110

110

120 фильтруют, промывают при Ж;Т=5:1, высушивают при 80 С, Получают желтый пигмент следующего состава, %: РЬО 39; СггОз

13; Я!02 41,5; А!20з 5; Н20 t,5, с удельной поверхностью 110 м /г с частицами 01 — 5 5 мкм, красящей способностью l20%, укрывистостью 30 г/м2, маслоемкостью 25%.

Пример 2. К суспензии из 60 мл бихромата натрия, содержащей CrzOa

130 r/ë и.30 r щелочного гидроалюмосили- 10 ката состава NazO AlzOa.3 — 5SIOz+4-6 Н20, одновременно приливают 140 мл нитрата свинца (PbO 150 г/л) и 20 мл щелочнокремнеземистого раствора (Ма20общ 1 00 г/л, SIOz 150 г/л) при отношении 15 (РЬО+Сг20з):(Я!02+А!20з).1 — 5, Т:Ж=1:9, 20 С, Тщательно перемешивая, при помощи 5 -ной соляной кислоты доводят рН от

12 до 7. Образовавшуюся кашицу продолжают перемешивать 25 мин. Полученный 20 продукт фильтруют, промывают при

Ж:Т=6:1, высушивают при 80 С. Получают оранжевый пигмент следующего состава, %: PbO 44,5; Сг20з 15; Я!02 33; AtzOa 5,5;

Н20 2 с частицами 0,1 — 5 мк л, с удельной 25 поверхностью 1 IO м /г, красящей способностью 120%, укрывистостью 31 гlм ; маслоемкостью 25%, Пример 3. К суспензии, полученной из 50 мл бихромата натрия, содержащего 30

Сг20з 120 г/л, и 30 r щелочного гидроэлюмосиликата состава NazO А!20з.3=5SiOz 4 — 6HzO, одновременно приливают

120 мл нитрата, свинца (РЬО 140 г/л) и 18 мл щелочно-кремнеземистого раствора (йа2О 35

110 г/л, S IOz 160 г/л) при от ношении (А!20з+

+ Сг20з):($!02+А!20з)=1,25, 25ОС, Т:Ж= !:7.

Тщательно перемешивая 20 мин, при помАщи 5%-ной соляной кислоты доводят рН от

12 до 6,5. Образовавшуюся кашицу фильт- 40 руют, промывают при Ж:Т=6:1, высушивают при 80 С. Получают желтый пигмент следующего состава, %: РЬО 39,5; Сг20з 13,7;

SIOz40,5; А!20з 5,0; Н20 1,3, с частицами

0,1-5 мкм, с удельной поверхностью

120 м /r, красящей способностью 120%, укрывистостью 39 г/м., маслоемкостью 24%.

Физико-химические свойства пигмента в сопоставлении с прототипом приведены в таблице.

Упрощается и интенсифицируется процесс за счет одновременного взаимодейст-. вия гидроалюмосиликата с растворами бихромата натрия, нитрата свинца, щелочно-кремнеземистого раствора; при этом сокращаются энергозатраты, тэк как по изобретению температура взаимодействия

18 — 25 С в течение 30 мин, а по прототипу

70 — 95 С, в течение 4 — 5 ч, Формула изобретения

1, Способ получения пигмента на основе хромата свинца, включающий взаимодействие растворов бихромата натрия и нитрата свинца, а также щелочно-кремнеземистого раствора и алюминийсодержащего соединения, фильтрацию суспензии, промывку и сушку осадка, отличающийся тем, что, с целью улучшения свойств пигмента, упрощения и интенсификации процесса, в.качестве алюминийсодержащего соединения используют гидроалюмосиликат натрия состава КарО Atz03 3 — 5SIOz 4 — 6Н".О и взаимодействие его с указанными растворами осуществляют при отношении реакционной смеси оксидов Pb+CrzOg/А!20з+Я!02=1-1,5 и при рН 6 — 7 и Т;Ж=1:7 — 9.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что растворы бихромэта натрия, нитрата свинца и щелочно-кремнеземистый раствор используют с концентрацией (г/л):

100 — 130 — Сг20з, 120-150 — РЬО, 90 — 110—

ИаОобщ и 140 — 160 — SIOz соответственно.