Способ получения пигментов с металлическим блеском

 

Сущность изобретения: получение пигментов различных цветов, в частности с металлическим блеском. Окисление карбонилов металлов, например октакарбонила кобальта, гексакарбонила хрома, гексакарбонила молибдена, кислородсодержащими газами в движущемся кипящем слое частичек чешуйчатой формы, например слюды, алюминия и графита, при 40 100°С, в частности в присутствии инертного газа. Улучшение однородности окраски. 3 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству пигментов, а именно к способам производства пигментов различного цвета с металлическим блеском, представляющих собой мелкодисперсные частицы чешуйчатой формы слюды, алюминия или графита, покрытые тонкими пленками оксидов хрома, кобальта, молибдена или вильфрама, и может найти применение в лакокрасочной промышленности, в парфюмерии, в производстве пластмасс.

Известен способ получения порошков железоокисных пигментов красного цвета путем окисления пентакарбонила железа кислородсодержащим газом при 100-1300^оС [1] Наиболее близким к изобретению является способ получения пигментов на частицах слюды чешуйчатой формы, согласно которому осуществляют окисление карбонилов металлов, например, железа или никеля, в механически перемешиваемом кипящем слое слюдяных частиц кислородсодержащим газом при 150-450^оС. Концентрация пентакарбонила металла в газовой смеси не превышает 5% объемных. В зависимости от количества наносимого на слюду слоя металла получают пигменты различного цвета, например, пигменты со слоем оксида железа на слюде могут быть желтого, красного или фиолетового цвета [2] Однако данный способ не обеспечивает достаточную равномерность окраски пигмента, что ухудшает его качество.

Задачей изобретения является улучшение равномерности окраски пигментов на основе чешуйчатых частиц различной природы, например, из графита, алюминия, слюды с нанесенным пигментным слоем из оксидов различных металлов, а именно оксидов кобальта, хрома, молибдена и вольфрама.

Эта задача решается согласно изобретению способом получения пигментов с металлическим блеском путем окисления карбонилов металлов кислородсодержащим газом в движущемся кипящем слое частиц чешуйчатой формы при 40-100^оС.

При этом в качестве карбонилов металлов берут тетракарбонил кобальта, гексакарбонил хрома, гексакарбонил молибдена и гексакарбонил вольфрама, а частицы чешуйчатой формы используют из слюды, или алюминия, или графита.

Кроме того, процесс окисления в данном способе проводят в присутствии химически инертного газа, используя его в качестве газа-носителя карбонилов металлов.

Данный способ с использованием карбонилов кобальта [Co₂(CO)₈] молибдена [Mo(CO)₆] хрома [Cr(CO₆)] и вольфрама [W(CO)₆] и частиц слюды, алюминия и графита чешуйчатой формы позволяет получить пигменты синего, голубого и зеленого цвета с металлическим блеском. Эта окраска обусловлена тонкими пленками оксидов металлов Со₃О₄, Сr₂O₃, MoO₃ и WO₃ на поверхности чешуйчатых частиц, имеющих соответственно оливково-зеленый, зеленый, темно-синий, и светло-голубой цвета с металлическим блеском.

Проведение указанного процесса окисления при 40-100^оС, а также в присутствии химически инертного газа позволяет получить равномерную окраску пигментов соответствующего цвета.

Проведение процесса вне указанного температурного режима приводит к неравномерной окраске получаемых пигментов и соответственно ухудшает их качество.

Частицы чешуйчатой формы используют на основе слюды мусковита, алюминия и графита с размером частиц 3-300 мкм.

Сущность изобретения поясняется следующим.

Способ получения пигментов различных цветов с металлическим блеском осуществляют преимущественно в вертикально расположенном цилиндрическом реакторе с механической лопастной мешалкой. Стенки реактора обогреваются с помощью электропечи, а температура контролируется с помощью термопары. Кислородсодержащий газ (в том числе и воздух) подается в нижнюю часть реактора после разогрева частиц чешуйчатой формы до необходимой температуры в интервале 40-100^оС. После этого включают механическую мешалку и в реактор подают смесь карбонила металла с инертным газом-разбавителем, в качестве которого используют азот, гелий, аргон, диоксид углерода. Содержание кислорода в реакционной газовой смеси берут в избытке по отношению к карбонилу металла из расчета образования соответствующего оксида металла. Конверсия карбонилов металлов в процессе 100% По окончании процесса и охлаждения полученные пигменты подвергают анализу. Цвет и равномерность окраски пигментов определяют визуально или с помощью электронного сканирующего микроскопа Филипс SEM-505, а фазовый состав с помощью рентгеноструктурного или химического анализа.

П р и м е р. Навеску порошка алюминия чешуйчатой формы с размером частиц 50-120 мкм весом 150 г помещают в реактор, нагревают до 50^оС и включают лопастную мешалку. Снизу в реактор раздельно подают смесь октакарбонила кобальта [Co₂(CO)₈] с инертным газом азотом и кислородсодержащий газ. Соотношение между октакарбонилом кобальта и кислородом в смеси соответствует образованию в процессе окисления оксида СО₃О₄.

Через 30 мин процесс прекращают и после охлаждения до комнатной температуры получают 157,5 г пигмента оливково-зеленого цвета с металлическим блеском. Содержание оксида кобальта в полученном пигменте 5 мас.

Параметры процесса и характеристики получаемых пигментов приведены в таблице.

Пигменты по изобретению могут найти применение в лакокрасочной промышленности при производстве красок, эмалей, в парфюмерной промышленности при производстве губных помад, румян, грима, лаков для ногтей, а также в качестве наполнителей для пластмасс, керамики, цементов.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ путем окисления карбонилов металлов кислородсодержащим газом в движущемся кипящем слое частиц чешуйчатой формы, отличающийся тем, что процесс окисления проводят при 40 100^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частицы чешуйчатой формы используют из слюды, или алюминия, или графита.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что карбонилы металлов берут из группы, включающей октакарбонил кобальта и гексакарбонилы хрома, молибдена и вольфрама.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс окисления указанных карбонилов металлов осуществляют в присутствии инертного газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1