Пигмент белого цвета


 


Владельцы патента RU 2613055:

Орлова Ольга Аркадьевна (RU)
Мушенко Василий Дмитриевич (RU)

Изобретение относится к химической промышленности и может применяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент состоит из оболочки и ядра. Оболочка выполнена из диоксида титана. Ядро выполнено из смеси каолина и гидроксида алюминия с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия не менее 98 %. Массовое отношение содержания гидроксида алюминия к массе ядра составляет от 10 до 25 масс.ч. Массовое отношение материала оболочки к материалу ядра составляет от 0,66 до 2,33 при фракционном составе материала ядра от 2 до 5 мкм и материала оболочки от 0,2 до 0,5 мкм. Изобретение позволяет улучшить качество пигмента, увеличить устойчивость к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, хранении и транспортировке. 8 пр.

 

Изобретение относится к химической промышленности и может найти применение при изготовлении пигментов для лаков и красок.

Известен пигмент с ядром из диоксида титана, покрытым оксидом, гидроксидом или оксогидроксидом металла (RU 2162443 C1 МПК C01G23/053, C09D5/32, C09C1/36, A61K7/42).

Недостаток известного пигмента заключается в том, что вследствие покрытия частиц диоксида титана слоем оксидов и гидроксидов металлов повышается химическая устойчивость пигмента, но снижается степень белизны и укрывистости в сравнении с чистым диоксидом титана.

Известен пигмент, состоящий из слюды, являющейся ядром, покрытым слоем диоксида титана (RU 2198191 МПК С09С 1/00, С09С 1/36).

Недостаток известного пигмента заключается в том, что не обеспечивается прочная взаимосвязь между ядром из слюды и диоксидом титана, что приводит к низкому содержанию диоксида титана на поверхности ядра и, как следствие, появлению перламутрового оттенка.

Известен пигмент для красок и эмалей, содержащий ядро из синтетических силикатов кальция, покрытое пигментным диоксидом титана (SU 1837610 A1 МПК C09C 1/02, С09С 1/36).

Недостаток известного технического решения заключается в том, что материал оболочки имеет слабую адгезию к материалу ядра вследствие низкой поверхностной адсорбционной активности материала ядра. Это не позволяет обеспечить прочную взаимосвязь между ядром и оболочкой и обуславливает возможность содержания пигментного оксида титана в оболочке известного пигмента не более 20 масс.ч. по отношению к материалу ядра. Низкая поверхностная адсорбционная активность материала ядра препятствует формированию на его поверхности сплошной оболочки диоксида титана, что негативно влияет на показатели «белизна» и «укрывистость». Низкая поверхностная адсорбционная активность материала ядра приводит также к отслаиванию оболочки и ее разрушению при механических воздействиях в процессе хранения и транспортирования. При взаимодействии с кислотосодержащими атмосферными осадками силикат кальция разрушается и оболочка из диоксида титана отслаивается от ядра, что еще более ухудшает качество покрытия, в котором используется этот пигмент.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в улучшении качества пигмента за счет создания на поверхности ядра плотной оболочки диоксида титана, устойчивой к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, хранении и транспортировании.

Для решения этой задачи в отличие от известного пигмента, содержащего ядро из наполнителя и оболочку из диоксида титана, в предлагаемом пигменте ядро выполнено из смеси каолина и гидроксида алюминия с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия не менее 98 %, причем массовое отношение содержания гидроксида алюминия к массе ядра составляет от 10 до 25 масс.ч., а массовое отношение материала оболочки к материалу ядра составляет от 0,66 до 2,33 при фракционном составе материала ядра от 2 до 5 мкм и материала оболочки от 0,2 мкм до 0,5 мкм.

Состав материала ядра обеспечивает его высокую поверхностную адсорбционную активность.

Гидроксид алюминия выполняет роль связующего, обеспечивая структурную монолитность и поверхностную адсорбционную активность ядра.

Вследствие невысокой твердости гидроксид алюминия способствует взаимному диспергированию диоксида титана и алюмосиликатов, что позволяет улучшить оптические и физико-механические свойства пигмента, необходимые для применения в лакокрасочных покрытиях. Гидроксид алюминия в составе ядра обеспечивает также увеличение рассеивающей способности пигмента.

При суммарном содержании в составе материала ядра силиката и гидроксида алюминия в количестве менее 98 % существенно ослабляются внутренние когезионные контакты в ядре пигмента между составляющими его разнородными частицами материалов. Это приводит не только к потере монолитности и изотропности ядра, но и нарушает адгезионные связи между ядром и оболочкой. Результатом становится существенное падение атмосферостойкости пигмента.

При массовом отношении содержания гидроксида алюминия к общей массе ядра более 25 масс.ч. гидроксид алюминия в значительной степени проявляет свои щелочные свойства, что приводит к возрастанию pH до значений, превышающих рН 10. Такая щелочность пигмента неприемлема для применения в составе лаков и красок.

При массовом отношении содержания гидроксида алюминия к общей массе ядра менее 10 масс.ч. общее соотношение количества частиц алюмосиликата и гидроксида алюминия, обладающих различной степенью исходной дисперсности и твердости не позволяет обеспечить оптимальные условия их совместной термомеханической обработки с формированием равновесной системы монолитное ядро - равномерная оболочка из частиц диоксида титана.

При массовом отношении материала ядра к материалу оболочки менее 0,66.

ухудшаются показатели «белизна» и «укрывистость» вследствие недостаточного содержания диоксида титана в оболочке пигмента.

Массовое отношение материала оболочки к материалу ядра 2,33 является максимально предельным.

При фракционном составе материала ядра менее 2 мкм уменьшается адгезия материала оболочки к материалу ядра, так как само ядро частично утрачивает монолитность и изотропность.

При фракционном составе материала ядра более 5 мкм ухудшается структурная монолитность ядра из-за образования в ядре воздушных микропустот, наличия на поверхности ядра участков с различной плотностью, интегральной твердостью и поверхностной активностью.

При фракционном составе диоксида титана более 0,5 мкм снижается адгезия материала оболочки к материалу ядра из-за стерических факторов, препятствующих укладке микрочастиц диоксида титана в монолитный и равномерный слой по всей поверхности ядра.

При фракционном составе диоксида титана менее 0,2 мкм становится заметной самопроизвольная агрегации микрочастиц диоксида титана с высокой поверхностной активностью, что приводит к появлению на поверхности ядра лабильных структурных агрегатов и нарушению подвижного равновесия в системе ядро - оболочка.

Соблюдение указанных выше количественных и размерных соотношений между частицами веществ, составляющих ядро и оболочку, позволяет достигнуть необходимого уровня и стабильности свойств заявляемого пигмента.

Предлагаемый пигмент получают путем совместной термомеханической обработки в шаровой мельнице материала ядра и материала оболочки. Материал ядра подвергают предварительной термомеханической обработке до получения продукта белого цвета, в котором достигаются заявляемые интервалы размерностей составляющих частиц. Процессу диспергирования способствует слабоосновный характер применяемых компонентов амфотерной природы. В результате достигается подвижное равновесие между ядром и оболочкой частиц пигмента, сдвинутое в сторону стабильных структур, благодаря сочетанию адсорбционных и стерических факторов. После совместной механической обработки получают зерна пигмента размером от 6 до 10 мкм.

В качестве оболочки может применяться диоксид титана как анатазной, так и рутильной формы.

Ниже приведены примеры получения пигмента белого цвета.

Пример 1.

1 кг пигмента содержит 0,7 кг диоксида титана марки Sum Titan R-202 размером частиц 0,2-0,5 рутильной модификации, образующего оболочку зерен пигмента, 0,075 кг гидроксида алюминия с размером частиц 2-5 мкм и 0,225 кг каолина марки «Супер» размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98%. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Полученный пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 93 у.е. и укрывистостью не более 24 г/м2, тонкодисперсную структуру без посторонних включений, рН 8,0. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

Пример 2.

1 кг пигмента содержит 0,7 кг диоксида титана марки CRIMEA TIOX-230 размером 0,2-0,5 мкм рутильной модификации, образующего оболочку зерен пигмента, 0,27кг каолина марки «Супер» размером частиц 2-5 мкм и 0,03 кг гидроксида алюминия с размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98 %. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Полученный пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 93 у.е. и укрывистостью не более 24 г/м2, тонкодисперсную структуру без посторонних включений, рН 7,9. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

Пример 3.

1 кг пигмента содержит 0,4 кг диоксида титана марки Sum Titan-202 размером 0,2-0,5 мкм, рутильной модификации, образующего оболочку зерен пигмента, 0,45 кг каолина марки «Супер» размером частиц 2-5 мкм и 0,15 кг гидроксида алюминия размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98 %. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Полученный пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 90 у.е. и укрывистостью не более 25 г/м2, тонкодисперсную структуру без посторонних включений, рН 8,0. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

Пример 4.

1 кг пигмента содержит 0,4 кг диоксида титана марки Sum Titan-206 размером 0,2-0,5 мкм, образующего оболочку зерен пигмента, 0,06 кг гидроксида алюминия размером частиц 2-5 мкм и 0,54 кг каолина марки «Стандарт» размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98 %. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Полученный пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 90 у.е., тонкодисперсную структуру без посторонних включений, значение рН 8,0 при укрывистости 25 г/м2. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

Пример 5.

1 кг пигмента содержит 0,6 кг диоксида титана марки Sum Titan R-206 размером частиц 0,2-0,5 мкм рутильной модификации, образующего оболочку зерен пигмента, 0,1 кг гидроксида алюминия фракции 2-5 мкм и 0,3 кг каолина марки «Супер» размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98 %. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Полученный пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 92 у.е. и укрывистостью не более 24 г/м2, тонкодисперсную структуру без посторонних включений, рН 8,0. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

Пример 6.

1 кг пигмента содержит 0,5 кг диоксида титана марки Sum Titan R-206 размером 0,2-0,5 мкм рутильной модификации, образующего оболочку зерен пигмента, 0,05 кг гидроксида алюминия размером 2-5 мкм и 0,45 кг каолина марки «Стандарт» размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98 %. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Полученный пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 91 у.е. и укрывистостью не более 24 г/м2, тонкодисперсную структуру без посторонних включений, рН 7,9. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

Пример 7.

1 кг пигмента содержит 0,5 кг диоксида титана марки Sum Titan R-211 размером частиц 0,2-0,5 мкм рутильной модификации, образующего оболочку зерен пигмента, 0,375 кг каолина марки «Супер» размером частиц 2-5 мкм и 0,125 кг гидроксида алюминия размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98 %. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 90 у.е. и укрывистостью не более 24 г/м2, тонкодисперсную структуру без посторонних включений, рН 8,0. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

Пример 8.

1 кг пигмента содержит 0,6 кг диоксида титана марки Sum Titan-205 размером 0,2-0,5 мкм рутильной модификации, образующего оболочку зерен пигмента, 0,04 кг гидроксида алюминия размером частиц 2-5 мкм и 0,36 кг каолина марки «Супер» размером частиц 2-5 мкм. Каолин и гидроксид алюминия образуют ядро зерен пигмента с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия 98 %. Компоненты прошли предварительную термомеханическую обработку. Полученный пигмент имеет белый цвет со степенью белизны не менее 91 у.е. и укрывистостью не более 25 г/м2, тонкодисперсную структуру без посторонних включений, значение рН 8,0. Пигмент устойчив к разрушению в условиях эксплуатации при кислотных атмосферных осадках, не изменяет своих свойств при хранении и транспортировании.

В заявляемом пигменте минимальное содержание диоксида титана составляет 40 масс.ч. в расчете на 100 масс.ч. всего пигмента, что улучшает фотохимическую устойчивость пигмента, устойчивость к истиранию и к действию химических реагентов в составе используемых покрытий. Это достигается благодаря подобранному составу компонентов пигмента, а именно сочетанию диоксида титана, гидроксида алюминия и алюмосиликатов. Размеры частиц применяемых материалов обеспечивают как поверхностную активность, так и способность к взаимному диспергированию в процессе совместной термомеханической переработки.


Пигмент белого цвета, содержащий ядро из наполнителя и оболочку из диоксида титана, отличающийся тем, что ядро выполнено из смеси каолина и гидроксида алюминия с суммарным массовым содержанием алюмосиликатов и гидроксида алюминия не менее 98 %, причем массовое отношение содержания гидроксида алюминия к массе ядра составляет от 10 до 25 масс.ч., а массовое отношение материала оболочки к материалу ядра составляет от 0,66 до 2,33 при фракционном составе материала ядра от 2 до 5 мкм и материала оболочки от 0,2 до 0,5 мкм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к химической промышленности и может применяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент содержит оболочку и ядро.
Изобретение относится к химической промышленности и может примененяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент содержит оболочку и ядро.
Изобретение относится к химической промышленности и может применяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент белого цвета содержит оболочку и ядро.

Настоящее изобретение относится к водорастворимым полиуретанам, применяемым в качестве загустителей для водных составов, способу их получения, а также к композициям, содержащим данные водорастворимые полиуретаны, и водным составам.
Настоящее изобретение относится к покрытию, предназначенному для защиты от ударов, и может применяться для защиты чувствительных деталей кораблей, поездов, самолетов и автомобилей.

Изобретение относится к металлическому листу с предварительным покрытием для применения в автомобилях, который имеет превосходную пригодность в контактной сварке, коррозионную стойкость и формуемость.

Изобретение относится к способу нанесения покрытий с применением композиций полиуретдиона-полиола, включающему стадию низкотемпературного отверждения. Жидкая композиция для покрытий, которая отверждается при 20-70°C содержит: a) полиуретдион, полученный взаимодействием алифатического полиизоцианата, содержащего уретдионовую группу, с мономерным полиолом, b) акриловый полиол и c) аминный катализатор, имеющий структуру формулы I: где R1 является линейным или разветвленным алкилом, предпочтительно трет-бутилом или в сочетании с R4 является соединительным сегментом, выбранным из группы, состоящей из и R2 является Н, линейным или разветвленным алкилом, предпочтительно метилом, диметиламином или в сочетании с R3 является соединительным сегментом, выбранным из группы, состоящей из и R3 является Na, линейным или разветвленным алкилом, предпочтительно метилом, или в сочетании с R2 является соединительным сегментом, выбранным из группы, состоящей из и R4 является линейным или разветвленным алкилом, предпочтительно метилом, или в сочетании с R1 является соединительным сегментом, выбранным из группы, состоящей из и 9 з.п.
Изобретение касается композиции грунтовочного покрытия на водной основе и системы покрытия, которые могут быть использованы для формирования устойчивых к образованию натеков влажных слоев или покрытий на широком диапазоне подложек.
Изобретение относится к износостойким поверхностным отделочным покрытиям на основе синтетических смол и касается прозрачного поверхностного защитного слоя. Слой содержит прозрачные твердые частицы, которые содержат, по меньшей мере, три различные фракции по размеру зерен и которые имеют твердость по Мосу, по меньшей мере, 4, которые вводятся в матрицу синтетической смолы, где фракции по размеру зерен в каждом случае имеют мономодальное распределение по размеру зерен, и прозрачные твердые частицы присутствуют как тримодальное распределение по размеру зерен, содержащее грубую фракцию, среднюю фракцию и тонкую фракцию.

Изобретение относится к водной, жидкой красящей композиции, содержащей не более 50 г/л летучих органических соединений и подходящей для окрашивания архитектурных покрытий на водной основе или на основе органических растворителей и базовых красок.
Изобретение относится к химической промышленности и может применяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент содержит оболочку и ядро.
Изобретение относится к химической промышленности и может примененяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент содержит оболочку и ядро.

Изобретение может быть использовано при получении пластмасс, покрытий или ламинатов. Способ обработки поверхности частиц неорганического пигмента включает получение водной суспензии частиц неорганического пигмента.
Изобретение относится к химической промышленности и может применяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент белого цвета содержит оболочку и ядро.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения диоксида титана включает взаимодействие при перемешивании тетрабутоксититана с органической жидкостью, а затем с осаждающим компонентом с последующими нагревом и выдержкой.

Изобретение относится к минеральным суспензиям, применяемым в бетоне, герметиках, бумаге, краске или пластике. Описывается способ отбеливания поверхности суспензии минеральных веществ.

Изобретение может быть использовано в химической, добывающей, пищевой отраслях промышленности и в медицине. Для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного наноразмерными частицами оксида титана, к исходному СВМПЭ при интенсивном перемешивании добавляют тетрахлорметан-бензольную смесь.

Изобретение относится к получению обработанного диоксида титана, пригодного для получения декоративной бумаги. Способ получения обработанного диоксида титана включает сначала получение водной суспензии необработанных частиц диоксида титана, легированных алюминием, при рН по меньшей мере 8.

Изобретение может быть использовано в производстве формованных полимерных изделий и покрытий. Водный раствор тетрахлорида титана нагревают при 25-75°C с получением взвеси частиц оксида титана рутила.
Изобретение относится к области получения антифрикционных материалов с покрытиями на основе фтортеломеров алкилкетонов, которые могут быть использованы в узлах трения и в составах смазочных композиций для тяжелонагруженных узлов машин и механизмов.
Изобретение относится к химической промышленности и может применяться при изготовлении пигментов для лаков и красок. Пигмент содержит оболочку и ядро.
Наверх