BR0013987B1

BR0013987B1 - pigmento de diàxido de titÂnio, mÉtodo para produzir o mesmo, e, composiÇço de resina.

Info

Publication number: BR0013987B1
Application number: BRPI0013987-4A
Authority: BR
Inventors: Hideo Takahashi; Masaki Shimojo; Toshihiko Akamatu
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2010-02-09
Also published as: BR0013987A; DE60011472D1; CN1374990A; CA2384642A1; WO2001019928A1; AU774558B2; EP1245646A4; ES2218207T3; AU6873500A; EP1245646B1; KR100685196B1; EP1245646A1; DE60011472T2; TW572973B; US6576052B1; KR20020043584A; CN1305976C; ATE268801T1; CA2384642C; JP3992982B2

Description

"PIGMENTO DE DIÓXIDO DE TITÂNIO, MÉTODO PARA PRODUZIRO MESMO, E, COMPOSIÇÃO DE RESINA"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um pigmento de dióxido detitânio tendo excelente estabilidade à luz excelentes propriedadeshidrofóbicas e dispersáveis, e a um método para a produção do mesmo. Maisparticularmente, a invenção refere-se a um pigmento de dióxido de titânioadequado para uso em plásticos e a um método para a produção do mesmo.

TÉCNICA ANTECEDENTE

Pigmentos de dióxido de titânio são geralmente deficientesquanto à estabilidade à luz. Quando pigmentos de dióxido de titânio sãousados em plásticos, tintas (de pintar), tintas (de escrever ou imprimir), etc.estes pigmentos promovem assim a alteração de cor, o desbotamento oudeterioração de componentes orgânicos, tais que resina, óleo e gorduras, etc.,mediante exposição a raios UV. Por esta razão, pigmentos de dióxido detitânio são normalmente revestidos com compostos hidratados de alumínio,silício, zircônio, etc. sobre a superfície das partículas de pigmento paraaperfeiçoar a estabilidade à luz.

Além disso, como os pigmentos de dióxido de titânio possuemuma natureza hidrofílica e quando estes pigmentos são incorporados emplásticos, seguidos pelo processamento especialmente sob a forma de umfilme em camada delgada do tipo poliolefma, tal que polietileno oupolipropileno, o fenômeno de formação de vácuo, que é um assimdenominado problema de entrelaçamento, atribuível à umidade contida empigmentos de dióxido de titânio, ocorre para causar deterioração naspropriedades de processamento, tais que dispersabilidade ou altacompactação.

A JP, 60-3430, B expõe pigmentos de dióxido de titânio tendoexcelente hidrofobicidade e dispersabilidade, que são revestidos comorganossilícios, tais que agentes de acoplamento de silano, polissiloxanos,etc., álcoois poliídricos e óxidos hidratados de alumínio.

De acordo com esta técnica, é conferida hidrofobicidade apigmentos de dióxido de titânio para aperfeiçoar a processabilidade, mas aestabilidade à luz é ainda insuficiente. De modo a conferir estabilidade à luz apigmentos de dióxido de titânio, é necessário revestir a superfície daspartículas de dióxido de titânio com uma quantidade suficiente dos óxidoshidratados de alumínio, silício, zircônio, etc. Então, o teor de umidade nospigmentos de dióxido de titânio aumenta para reduzir a processabilidade. Ouseja, pigmentos de dióxido de titânio conhecidos não poderiam satisfazer àspropriedades de estabilidade à luz e de processamento (resistência deentrelaçamento, etc.) ao mesmo tempo. Além disso, de modo a remover águaligada a partir destes óxidos hidratados e reduzir o teor de umidade nosanidridos resultantes, são requeridos o aquecimento e a queima em altastemperaturas. Entretanto, o aquecimento e a queima em altas temperaturasresultam nos problemas de que a dispersabilidade diminui e os custos deprodução aumentam.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

De modo a superar os problemas da técnica antecedente acimadescrita, foi produzida a presente invenção para prover pigmentos de dióxidode titânio tendo excelente estabilidade à luz, alteração minimizada na cor,propriedade altamente hidrofóbica e excelente processabilidade, incluindodispersabilidade, alta compactação, etc., com menos entrelaçamento, e paraprover um método para a produção dos mesmos.

Os presentes inventores efetuaram estudos extensivos parasolucionar estes problemas. Como um resultado, os inventores verificaramque, pelo uso de um composto de fosfato de alumínio no lugar dos óxidoshidratados de alumínio, silício ou zircônio acima descritos, a estabilidade àluz de pigmentos de dióxido de titânio pode ser aperfeiçoada, até mesmospelo revestimento com um composto de fosfato de alumínio em uma pequenaquantidade, e adicionalmente pelo revestimento com o hidrolisado de umcomposto de organossilano, os pigmentos de dióxido de titânio podem sertornados hidrofóbicos para reduzir o teor de água nos pigmentos de dióxidode titânio resultantes, de modo que pigmentos de dióxido de titânio tendoexcelente estabilidade à luz e processabilidade para plásticos possam serobtidos. Com base nesta verificação, foi realizada a presente invenção.

Ou seja, a presente invenção é dirigida a um pigmento dedióxido de titânio, que compreende partículas de dióxido de titânio, umacamada de revestimento contendo um composto de fosfato de alumínio e umacamada de revestimento contendo o hidrolisado de um composto deorganossilano, formado sobre a superfície das partículas, e caracterizado poruma diferença no teor de água entre IOO0C e 300°C, conforme determinadopelo método de Karl Fischer, não maior do que 1500 ppm. A presenteinvenção é também dirigida a um método para a produção de pigmentos dedióxido de titânio.

MELHOR MODO DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

A partícula de dióxido de titânio, que é o substrato dopigmento de dióxido de titânio da presente invenção, possui preferivelmenteum diâmetro de partícula médio de 0,1 a 0,4 μιη, determinado por fotografiamicroscópica eletrônica. A forma de cristal da partícula de dióxido de titâniopode ser uma estrutura de anatásio, uma estrutura de rutilo ou uma mistura deestrutura de anatásio e de rutilo. Qualquer método está disponível para apreparação das partículas de dióxido de titânio, sem limitação. As partículasde dióxido de titânio podem ser aquelas obtidas por um assim denominadoprocesso de sulfato, que compreende a hidrolisação de uma solução desulfato de titânio, ou por um assim denominado processo de cloreto, quecompreende a oxidação em fase gasosa de um halogeneto de titânio.

O pigmento de dióxido de titânio da presente invençãoadquiriu excelente estabilidade à luz pelo provimento da camada derevestimento, que contém o composto de fosfato de alumínio.

O composto de fosfato de alumínio pode ser qualquer um deortofosfato de alumínio e metafosfato de alumínio. A quantidade derevestimento do compostos de fosfato de alumínio, está preferivelmente nafaixa de 0,1 a 2,0 %, em peso, em termos de AlPO4, com base em dióxido detitânio como o seu substrato. Com a quantidade menor do que o seu limiteinferior, a estabilidade à luz intencionada não é obtida, e quando a quantidadeexcede o limite superior, a água ligada contida no composto de fosfato dealumínio causa a formação de espuma na moldagem plástica, tal que noprocessamento de filmes de camada delgada, etc., que resulta na deterioraçãoda resistência de entrelaçamento.

O pigmento de dióxido de titânio da presente invençãoadquiriu excelente processabilidade, dispersabilidade e hidrofobicidade peloprovimento adicional da camada de revestimento contendo o hidrolisado docomposto de organossilano.

O composto de organossilano é desejavelmente representadopela fórmula geral (1):

<formula>formula see original document page 5</formula>

em que R é um grupo hidrocarboneto tendo não mais do que 10 átomos decarbono, contendo, pelo menos, um de alquila, vinila e metacrila; R' é metilaou etila; e η é um inteiro de 1 a 3, contanto que, quando η é 2 ou 3, R podeum grupo hidrocarboneto igual ou diferente. Quando o número de átomos decarbono do grupo hidrocarboneto R é de 11 ou maior, não apenas é difícilcausar hidrólise, mas a resistência térmica de um tal pigmento de dióxido detitânio revestido com hidrolisado se torna deficiente, os pós de dióxido detitânio se tornam amarelos mediante secagem, após o tratamento derevestimento e aquecimento durante a moagem, o que conduz aoamarelecimento do plástico moldado a partir dos mesmos.O hidrolisado referido na presente invenção é usado paracompreender os produtos de silanol, obtidos através de hidrólise do grupoalcóxi nos compostos de organossilano apresentados pela fórmula acima, osoligômeros ou polímeros contendo ligações siloxano por policondensaçãoadicional entre os compostos de silanol, e uma mistura de, pelo menos, doiscompostos selecionados a partir destes compostos. O hidrolisado pode contercompostos de silano não reagidos. Tendo em vista a hidrofobicidadeeficiente, é particularmente preferido que o revestimento esteja, finalmente,sob a forma de um polímero. Quando o tratamento do revestimento éefetuado em suspensão aquosa, como abaixo descrito, entretanto, é preferidousar um monômero de silanol hidrofilico como um agente de tratamento,adicionado a uma suspensão aquosa, o monômero de silanol hidrofilico érevestido sobre o dióxido de titânio, seguido então por policondensação.

Exemplos específicos do composto organossilano acimadescrito são metiltrietoxissilano, trímetiletoxissilano, metiltrimetoxissilano,viniltrietoxissilano, vinilmetildietoxissilano, viniltrimetoxissilano, n-butiltrimetoxissilano, n-butilmetildimetoxissilano, n-butiltrimetoxissilano,isobutiltrietoxissilano, isobutiltrimetoxissilano, hexiltrietoxissilano,hexilmetildimetoxissilano, hexiltrimetooxissilano, octiltrietoxissilano,octiltrimetooxissilano, desiltrietoxissilano, desiltrietoxissilano,metacriloxipropiltrietoxissilano, metacriloxipropiltrimetooxissilano,metacriloxipropilmetildimetoxissilano, etc.

A quantidade do hidrolisado do composto de organossilano épreferivelmente de 0,05 a 3,0 %, em peso, mais preferivelmente de 0,2 a 2,0%, em peso, quando calculada como o composto de organossilano, com baseno substrato de dióxido de titânio. Quando a quantidade é menor do que olimite mais baixo, excelente hidrofobicidade, dispersabilidade ou resistênciade entrelaçamento não são obtidos, pois o efeito de bloqueio do grupohidroxila sobre a superfície das partículas de dióxido de titânio é deficiente.Por outro lado, quando com uma quantidade maior do que a faixa acima, oefeito correspondente à quantidade de adição do composto de organossilanonão é obtido, e isto é desvantajoso a partir de um aspecto econômico.

Ou a camada de revestimento contendo fosfato de alumínio oua camada de revestimento contendo o hidrolisado do composto deorganossilano podem ser formados sobre o lado mais próximo às partículasde dióxido de titânio. Preferivelmente, as superfícies das partículas dedióxido de titânio são inteiramente cobertas por estas camadas. Entretanto, opigmento de dióxido de titânio da presente invenção pode conter partículasde dióxido de titânio não-revestidas, partículas de dióxido de titânioparcialmente revestidas ou partículas de dióxido de titânio cobertas seja pelacamada de revestimento contendo fosfato de alumínio ou pela camada derevestimento contendo o hidrolisado do composto de organossilano, dentrode uma faixa tal que não prejudique o propósito da invenção.

Preferivelmente, o pigmento de dióxido de titânio da presenteinvenção compreende partículas de dióxido de titânio, a camada derevestimento contendo fosfato de alumínio e a camada de revestimentocontendo o hidrolisado do composto de organossilano. Entretanto, opigmento de dióxido de titânio pode ter uma camada de revestimento, outraque a camada de revestimento contendo fosfato de alumínio e a camada derevestimento contendo o hidrolisado do composto de organossilano, porexemplo, uma camada de revestimento contendo os compostos hidratados dealumínio, silício, zircônio, etc. até agora conhecidos, dentro de uma faixa talque não prejudique o propósito da invenção. A localização destas camadasnão está particularmente restrita, igualmente.

O pigmento de dióxido de titânio da presente invenção deveriaser tal que uma diferença no teor de água entre 100° e 300°, determinado pelométodo de Karl Fischer abaixo descrito, não é maior do que 1500 ppm (teorde água pelo método de Karl Fischer). Quando a diferença no teor de águapelo método de Karl Fischer excede a faixa acima, a resistência aoentrelaçamento ou a propriedade de alta compactação se torna deficiente.

O método para a determinação do teor de água pelo método deKarl Fischer:

Após dióxido de titânio ter sido equilibrado por ter sidodeixado em repouso em temperatura constante de 25°C e umidade constantede 55% de umidade relativa, 1 g da amostra foi determinada em termos doteor de água pelo método de Karl Fischer a IOO0C e 300°C, usando umdispositivo de Karl Fischer para determinar o teor de água e um vaporizadord'água ligado ao dispositivo (ambos manufaturados por Mitsubishi ChemicalCorporation) para calcular a diferença.

Na presente invenção, é preferido ajustar a dispersabilidade a20 kg/cm2 ou menos. A dispersabilidade referida na presente invenção éexpressada por um aumento na pressão de resina pelo seguinte método.

Método para a avaliação da dispersabilidade :

Pigmento de dióxido de titânio, 500 g, é misturado com 500 gde resina de polietileno congelada e moída (Sumikasen L-750, produzida porSumitono Chemical Co., Ltd.) e 20 g de estearato de zinco com ummisturador de suco por 5 minutos. Usando uma extrusora de parafuso duploLabo Plastomill, que é produzida por Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd. e ajustadapara ter uma temperatura de resina de 280°C e uma peneira de malha 1450 nolado de descarga, a mistura sendo extrusada em fusão durante uma hora. Aspressões da resina são medidas no início da extrusão e uma hora após aextrusão e de sua diferença é produzida uma pressão de resina aumentada.

Além disso, a presente invenção é dirigida ao método para aprodução do pigmento de dióxido de titânio, que compreende o estágio depreparar uma suspensão de dióxido de titânio aquosa contendo partículas dedióxido de titânio, o estágio de formação da camada de revestimentocontendo o composto de fosfato de alumínio e o estágio de formação dacamada de revestimento contendo o hidrolisado do composto deorganossilano, sobre a superfície das partículas de dióxido de titânio. Osestágios de formação da camada de revestimento contendo o composto defosfato de alumínio e a formação da camada de revestimento contendo ohidrolisado do composto de organossilano, sobre a superfície das partículasde dióxido de titânio, pode ser em uma ordem inversa.

O teor de sólido do dióxido de titânio na suspensão aquosaestá na faixa preferivelmente de 50 a 800 g/litro, mais preferivelmente de 100a 500 g/litro. Com o teor mais alto do que o limite superior, a viscosidade dasuspensão aquosa aumenta excessivamente, tornando difícil um revestimentouniforme sobre a superfície das partículas de dióxido de titânio. Com o teormais baixo do que a faixa acima, a capacidade operacional em uma escalaindustrial se torna deficiente.

A camada de revestimento contendo fosfato de alumínio éformada pela adição de uma solução aquosa contendo ácido fosfórico ecompostos de alumínio ao interior da suspensão de dióxido de titânio e ajustedo pH para 4,5 a 8,0, preferivelmente de 4,5 a 7,0, com uma solução aquosade um composto básico. Quando opHé mais alto do que 8,0, são formadosóxidos de alumínio em uma fase diferente, na qual o composto de ácidofosfórico não está presente; neste caso, a camada de revestimento docomposto de fosfato de alumínio contemplado na presente invenção não éobtida, pois o ácido fosfórico não está estabilizado. Quando o pH está baixode 4,5, fosfato de alumínio, mesmo se uma vez formado, será novamentedissolvido. E vantajoso para a formação da camada de revestimento, manter asuspensão em um pH de 0 a 4,0 até que o pH seja ajustado à faixa acimadescrita. A camada de fosfato de alumínio pode ser colocada ou como umaprimeira camada sobre a superfície de dióxido de titânio, ou como umasegunda camada após o revestimento do hidrolisado do composto deorganossilano, que será posteriormente descrito. O pigmento de dióxido detitânio pode ser também tratado, na seguinte ordem : primeiro adicionar ouum de uma solução aquosa de composto de ácido fosfórico e uma soluçãoaquosa de composto de alumínio e então adicionar o composto deorganossilano para formar a camada de revestimento do hidrolisado docomposto de organossilano, então adicionar a outra, ajustar o pH e finalmenteformar o revestimento de fosfato de alumínio sobre a mesma. Além disso, opigmento pode ser tratado pela prévia adição, ou da solução aquosa docomposto de ácido fosfórico ou da solução aquosa do composto de alumínio,a seguir adição do composto de organossilano, então adição da outra soluçãoaquosa, ajuste do pH para formar a camada de revestimento de fosfato dealumínio, e então formação da camada de revestimento do hidrolisado docomposto de organossilano.

Quaisquer compostos de ácido fosfórico e compostos dealumínio podem ser utilizáveis sem qualquer restrição particular, desde queestes compostos sejam solúveis em água. Exemplos do composto de ácidofosfórico incluem ácido ortofosfórico, ácido metafosfórico, ácidopirofosfórico e sais dos mesmos. Exemplos de compostos de alumínio sãoaluminato de sódio, sulfato de alumínio, nitrato de alumínio, e os similares.

Para o ajuste do pH, podem ser empregados compostos ácidos, por exemplo,ácidos inorgânicos, tais que ácido sulfürico, ácido clorídrico, etc. ou ácidosorgânicos, tais que ácido acético, ácido fórmico, etc., e compostos básicosinorgânicos, tais que hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, amônia, etc.

Quantidades preferidas dos compostos de ácido fosfórico edos compostos de alumínio usados são apropriadamente selecionadas paraformar de 0,1 a 2,0 %, em peso, de fosfato de alumínio calculado comoAlPO4, baseado em dióxido de titânio como a sua base.

A seguir, o hidrolisado do composto de organossilano podeser formado, por exemplo, por qualquer um de (1) um método, quecompreende a adição do composto de organossilano a uma suspensão aquosade dióxido de titânio tendo um valor de pH ácido ajustado para de 0,5 a 6,preferivelmente de 2 a 4; e (2) um método, que compreende ajustar o pH dadispersão aquosa do composto de organossilano previamente preparado auma faixa ácida de 0, 5 a 6, preferivelmente de 2 a 4. Quando o pH está nafaixa acima descrita, a hidrólise do composto de organossilano prossegue,pelo que tendem a ser formados silanóis hidrofílicos e policondensadoshidrofóbicos de silanóis são formados apenas com dificuldade. Deste modo, amanipulação em uma suspensão aquosa se torna fácil, e como tal é preferida.

Alternativamente, o hidrolisado pode ser também formado pela preparação demonômeros de silanol, revestimento dos monômeros sobre as partículas dedióxido de titânio, ajuste do pH da suspensão a uma faixa neutra ou mais alta,e execução da policondensação para formar oligômeros ou polímeros sobre asuperfície das partículas de dióxido de titânio.

A JP, 5-221640, A e WO 95/23194 expõem um método, quecompreende a adição de um composto de organossilano a uma dispersãoaquosa alcalina de dióxido de titânio, que é diferente do método da presenteinvenção. Entretanto, quando a suspensão aquosa de dióxido de titânio ou adispersão aquosa de um composto de organossilano está inclinada em direçãoa uma região de pH neutro ou alcalino, uma taxa da hidrólise decresce ouocorre a policondensação entre os silanóis para tornar o processamento emuma suspensão aquosa difícil. Em adição, a reatividade com dióxido detitânio é reduzida, o que conduz à falha de aderência suficiente à superfíciedas partículas de dióxido de titânio, para causar um problema tal que aeficiência desejada não seja obtida.

A quantidade do composto de organossilano empregada éapropriadamente selecionada para produzir o hidrolisado em uma quantidadede 0,05 a 3,0%, em peso, preferivelmente de 0,2 a 2,0%, em peso, com baseem dióxido de titânio.

A temperatura para a hidrólise não está particularmentelimitada, mas preferivelmente está situada na faixa de 5 a 40°C. Quando atemperatura é mais alta do que a faixa acima, o composto de organossilano,que não é submetido a hidrólise, tende a se evaporar prontamente ou a sevolatizar, de tal modo que uma taxa fixa do hidrolisado do composto deorganossilano sobre a superfície das partículas de dióxido de titânio se tornabaixa.

O revestimento da superfície da partícula de dióxido de titâniocom o hidrolisado do composto de organossilano pode ser efetuado, porexemplo, pela elevação da temperatura para a hidrólise àquela para otratamento de revestimento. A temperatura para o tratamento de revestimentoestá preferivelmente entre 45 e IOO0C, mais preferivelmente entre 60 e IOO0C.

Quando a temperatura está mais baixa do que a faixa acima, é difícil executaro revestimento, e a temperatura mais alta do que a faixa acima tornaoperações industriais sob pressão normal difíceis.

É desejável preparar uma dispersão por diluição prévia docomposto de organossilano com uma mistura de água e de um álcool inferior,ou preparar uma suspensão de dióxido de titânio usando uma solução mistade água e um álcool inferior, porque a dispersabilidade do composto deorganossilano na dispersão ou suspensão é aperfeiçoada.

Exemplos do álcool inferior incluem álcool metílico, álcooletílico, álcool propílico, álcool isopropílico, álcool butílico, etc. A razão demisturação do álcool inferior pode ser adequadamente exposta.

Após os estágios de revestimento do composto de fosfato dealumínio e do hidrolisado do composto de organossilano serem completados,a suspensão é filtrada, fracionada, secada e submetida á moagem a seco pararecuperar o pigmento de dióxido de titânio. Pelo tratamento térmico mediantesecagem, a policondensação entre os hidrolisados do composto deorganossilano é promovida para reforçar a hidrofobicidade. Portanto, atemperatura de secagem é ajustada preferivelmente a de 50 a 250°C, maispreferivelmente a de IOO0C a 200°C. Quando o tratamento térmico éexecutado em uma temperatura mais alta do que a faixa exposta, o compostode organossilano revestido causa uma alteração indesejada na cor. Qualquermoagem a seco está disponível a partir de moagem a seco convencionalincluindo, pulverização a ar, pulverização por impacto, etc. e não possuirestrição particular.

A presente invenção é adicionalmente dirigida a umacomposição de resina, que compreende a formulação do pigmento de dióxidode titânio acima descrito, que está quase isento de entrelaçamento, poros, etc.ou processabilidade deficiente, tal que partículas fracamente dispersadas dopigmento de dióxido de titânio sejam projetadas para fora da superfície. Acomposição da resina possui excelente lisura e superfície brilhosa, eexcelente estabilidade à luz, quase isenta de alteração, desbotamento ealteração na cor, etc., sob raios UV. Um amassador geralmente disponívelpode ser usado para formular o pigmento de dióxido de titânio na resinaplástica. Exemplos de amassador incluem uma extrusora de parafuso duplo,um misturador Banbury, etc. Como resinas plásticas usadas na composição deresina da presente invenção, estão as resinas termoplásticas, tais que resina depoliolefma, resina de cloreto de vinila, resina de poliestireno, resina de ABS,plásticos de engenharia, etc., resinas de termocura, tais que resina fenólica,resina de uretano, resina de poliéster insaturado, etc.; várias resinas podemser usadas sem qualquer limitação particular. Uma proporção do pigmento dedióxido de titânio na resina plástica não está particularmente restrita, mas opigmento de dióxido de titânio é preferivelmente formulado em umaquantidade de 0,01 a 900 partes, em peso, mais preferivelmente de 0,1 a 200partes, em peso, com base em 100 partes, em peso, de resina plástica. Umavariedade de aditivos, conhecidos para aquele versado na técnica comoaditivos para composições de resina, podem ser incorporados dependendo do uso.EXEMPLOS

A invenção será descrita em maior detalhe com referência aosEXEMPLOS abaixo. Os seguintes EXEMPLOS são fornecidos meramente atítulo exemplificativo, mas não devem ser considerados como limitados a estes.

EXEMPLO 1

Usando um moinho de areia, uma suspensão aquosa dedióxido de titânio de estrutura de anatásio tendo um tamanho de partículamédio de O, 16 μηι foi preparado para conter 300g/litro de dióxido de titânioem uma base em peso. Embora sendo mantida a 30°C, uma solução damistura aquosa de ácido ortofosfórico e de sulfato de alumínio foi adicionadaà suspensão, com agitação, em uma quantidade de 0, 30%, calculada comoAlPO4, com base no peso de dióxido de titânio. Após ajuste o pH para 3,0com ácido sulfurico, 1,0% de hexiltrimetoxissilano foi adicionado à mistura,com base no peso de dióxido de titânio, e a agitação foi continuada por 2horas para hidrolisar hexiltrimetoxissilano. Enquanto a suspensão eramantida sob agitação, a temperatura foi elevada para 70°C, e a agitação foicontinuada a 70°C por 3 horas para revestir dióxido de titânio com ohidrolisado de hexiltrimetoxissilano. A seguir, o pH da suspensão foiajustado para 5,0 com uma solução aquosa de hidróxido de sódio paraprecipitar o fosfato de alumínio e revestir adicionalmente dióxido de titânio.

Depois disso, dióxido de titânio foi filtrado através de uma prensa e filtro eenxaguado. A torta de dióxido de titânio resultante foi secada a 120°C por 20horas e triturada com um moinho a jato para fornecer o pigmento de dióxidode titânio da presente invenção.

EXEMPLO 2

Os procedimentos para adicionar hexiltrimetoxissilano e agitarforam executados como no EXEMPLO 1. O pH da suspensão foi ajustadopara 5,0 como uma solução aquosa de hidróxido de sódio para precipitarfosfato de alumínio e revestir dióxido de titânio com fosfato de alumínio,Enquanto sob aquecimento a 70°C, a agitação foi continuada por 2 horas pararevestir dióxido de titânio com o hidrolisado de hexiltrimetoxissilano. Depoisdisso, filtração, enxaguadura, secagem e moagem foram executados como noEXEMPLO 1 para fornecer o pigmento de dióxido de titânio.

EXEMPLO 3

A suspensão aquosa de dióxido de titânio de estrutura deanatásio usada no EXEMPLO 1 foi mantida a 3 O0C. Enquanto sob agitação,foi adicionado ácido ortofosfórico em uma quantidade de 0,13%, calculadacomo P2O5, baseada no peso de dióxido de titânio, e sulfato de alumínio foiadicionado em 0, 17% como Al2O3, baseado no peso de dióxido de titânio.

Após o pH ser ajustado para 3,0 com ácido sulfurico, 1% dehexiltrimetoxissilano foi adicionado à suspensão, baseado no peso de dióxidode titânio. A agitação foi continuada por mais 2 horas para hidrolisarhexiltrimetoxissilano. Enquanto sob agitação, a suspensão foi aquecida a70°C e agitada a 70°C por 4 horas para revestir dióxido de titânio com ohidrolisado de hexiltrimetoxissilano. O pH desta suspensão foi ajustado para7,0 com uma solução aquosa de hidróxido de sódio para precipitar fosfato dealumínio e dióxido de titânio foi revestido com fosfato de alumínio, seguidopor filtração através de uma prensa de filtro e enxaguadura. A torta dedióxido de titânio resultante foi secada a 120°C por 20 horas e triturada comum moinho a jato para fornecer o pigmento de dióxido de titânio de acordocom a presente invenção.

EXEMPLO 4

Os procedimentos para os estágios de adição dehexiltrimetoxissilano e agitação foram executados como no EXEMPLO 3para hidrolisar hexiltrimetoxissilano. O pH da suspensão foi ajustado para 5,0com uma solução aquosa de hidróxido de sódio para precipitar fosfato dealumínio e dióxido de titânio foi revestido com fosfato de alumínio. Enquantosob aquecimento a 70°C, a agitação foi continuada por 2 horas, e dióxido detitânio foi revestido com o hidrolisado de hexiltrimetoxissilano. Depois disso,filtração, enxaguadura, secagem e moagem foram efetuados como noEXEMPLO 3 para fornecer o pigmento de dióxido de titânio.

EXEMPLO 5

A suspensão aquosa de dióxido de titânio de estrutura deanatásio usada no EXEMPLO 1 foi mantida a 3 0°C. Enquanto sob agitação,ácido ortofosfórico foi adicionado em uma quantidade de 0,13%, calculadacomo P2O5, com base no peso de dióxido de titânio. Após o pH ser ajustadopara 3,0 com ácido sulfurico, 1 % de hexiltrimetoxissilano foi adicionado àsuspensão com base no peso de dióxido de titânio. A agitação foi continuadapor mais 2 horas para hidrolisar hexiltrimetoxissilano. Enquanto sobagitação, a suspensão foi aquecida a 70°C e agitada a 70°C por 3 horas pararevestir dióxido de titânio com o hidrolisado de hexiltrimetoxissilano. Apósaluminato de sódio ter sido adicionado em 0,17% como Al2O3, com base nopeso de dióxido de titânio, o pH foi ajustado para 7,0 com uma soluçãoaquosa de hidróxido de sódio para precipitar fosfato de alumínio e dióxido detitânio foi revestido com fosfato de alumínio. A suspensão foi filtrada atravésde uma prensa de filtro e enxaguada. A torta resultante de dióxido de titâniofoi secada a 120°C por 20 horas e triturado com um moinho a jato parafornecer o pigmento de dióxido de titânio de acordo com a presente invenção.

EXEMPLO 6

Os procedimentos para os estágios de adição dehexiltrimetoxissilano e agitação foram executados como no EXEMPLO 5.

Após aluminato de sódio ser adicionado em 0, 17% comoAl2O3, com base no peso de dióxido de titânio, o pH foi ajustado para 5,0com uma solução aquosa de hidróxido de sódio para precipitar fosfato dealumínio e dióxido de titânio foi revestido com fosfato de alumínio. Manteve-se a agitação a 70°C por 4 horas para revestir dióxido de titânio com ohidrolisado de hexiltrimetoxissilano. Depois disso, filtração, enxaguadura,secagem e moagem foram executados como no EXEMPLO 5 para fornecer opigmento de dióxido de titânio.

Pela análise de Al e P nos pigmentos de dióxido de titânioobtidos nos EXEMPLOS 1 a 6, a cobertura de fosfato de alumínio foiverificada como sendo de 0,30%, em peso, calculada como AlPO4, em todasas amostras. De modo similar, o teor de Si foi calculado, de tal modo que acobertura do hidrolisado do composto de organossilano foi verificada comosendo de 0,8%, em peso, em todas as amostras, quando calculadas como ocomposto de organossilano.

EXEMPLO COMPARATIVO 1

A suspensão aquosa de dióxido de titânio de estrutura deanatásio usada no EXEMPLO 1 foi mantida a 3 O0C. Enquanto sob agitação,ácido sulfurico foi adicionado para ajustar o pH para 3,0. Então,hexiltrimetoxissilano foi adicionado à suspensão em uma quantidade de 1%,com base no peso de dióxido de titânio. A agitação foi continuada por mais 2horas para hidrolisar hexiltrimetoxissilano. Embora sob agitação, a suspensãofoi aquecida a 70°C e adicionalmente agitada a 70°C por 3 horas para revestirdióxido de titânio com o hidrolisado de hexiltrimetoxissilano. À suspensão,foi adicionado aluminato de sódio em 0,30% como AI2O3, com base no pesode dióxido de titânio., Após o pH ser ajustado para 7,0 com uma soluçãoaquosa de hidróxido de sódio para precipitar o óxido hidratado de alumínio erevestir hidróxido de titânio. Por filtração através de uma prensa de filtro eenxaguadura, a torta resultante de dióxido de titânio foi secada a 120°C por10 horas e moída com um moinho a jato para fornecer o pigmento de dióxidode titânio revestido com o composto de silano e o óxido hidratado dealumínio.

EXEMPLO COMPARATIVO 2

O procedimento foi executado como no EXEMPLOCOMPARATIVO I5 exceto que o silicato de sódio foi usado em vez dealuminato de sódio. O pigmento de dióxido de titânio revestido com ocomposto de silano e óxido hidratado de sílica foi obtido.

EXEMPLO COMPARATIVO 3

Os procedimentos foram executados como no EXEMPLOCOMPARATIVO 1, exceto que o sulfato de zircônio foi usado em vez dealuminato de sódio. O pigmento de dióxido de titânio revestido com ocomposto de silano e o óxido hidratado de zircônio foi obtido.

EXEMPLO COMPARATIVO 4

O pigmento de dióxido de titânio foi obtido como noEXEMPLO COMPARATIVO I5 exceto que aluminato de sódio não foiadicionado.

Os resultados de medição das amostras obtidas noEXEMPLOS 1 a 6 e nos EXEMPLOS COMPARATIVOS 1 a 4 sãoapresentadas na TABELA 1. Estes resultados de medição foramdeterminados pelos seguintes procedimentos.

(1) Teor de água

O teor de água foi determinado pelo método de Karl Fischer5acima descrito.

(2) Dispersabilidade

A dispersabilidade foi avaliada pelo método para a avaliaçãode dispersabilidade descrito acima, em termos de um aumento na pressão daresina.

(3) Resistência de Entrelaçamento

Na verificação da dispersabilidade acima descrita, uma matrizde cordão foi montada em Labo Plastomiil no lado de descarga e a matériafundida liberada a partir do cordão foi visualmente observada para avaliar oestado dos vácuos. O critério para a avaliação é como se segue:

Θ: Não é observado qualquer vácuo.O: Vácuos são ligeiramente observados.

Δ : Vácuos são parcialmente observados.

X: Vácuos são inteiramente observados.

(4) Estabilidade à luz :

Usando 2 rolos de 10 g de uma amostra, 40 g de resina depolietileno (Sumikasen L-705, produzida por Sumitomo Chemical Co., Ltda.)e 0,4 g de estearato de zinco foram amassada a 140°C por 5 minutos emoldadas a 180°C, sob pressão, para produzir uma folha (6 χ 6 cm ) tendouma espessura de 1 mm.

Esta folha foi exposta a um medidor de desbotamento(produzido por SUGA TEST INSTRUMENTS Co., Ltd. ) por 5 horas eavaliada por um medidor de diferença de cor (produzido por SUGA TESTINSTRUMENTS Co., Ltd.) em termos de indicação de cor Hunter (L, a, b)para calcular um grau de descoloração [ΔΕ = {(AL)2 + (Aa) 2 + (Ab)2} 1A]para a avaliação de estabilidade à luz.

Os resultados avaliados por (1) a (4) são apresentados naTABELA I.<table>table see original document page 20</column></row><table>APLICABILIDADE INDUSTRIAL

O pigmento de dióxido de titânio da presente invençãocompreende partículas de dióxido de titânio, a camada de revestimentocontendo o composto de fosfato de alumínio e a camada de revestimentocontendo o hidrolisado do composto de organossilano sobre a superfície daspartículas nas quais uma diferença em teor de água de entre IOO0C e 300°C,determinada pelo método de Karl Fischer, não é maior do que 1500 ppm, e éassim excelente em estabilidade à luz, hidrofobicidade e dispersabilidade. Emparticular, o pigmento de dióxido de titânio da invenção é extremamentevantajoso como um colorante para plásticos, que requer estabilidade à luz(resistência à descoloração, resistência de entrelaçamento e dispersabilidade,em um alto grau.

Claims

1. Pigmento de dióxido de titânio, caracterizado pelo fato decompreender partículas de dióxido de titânio, uma camada de revestimentocontendo um composto de fosfato de alumínio e uma camada de revestimentocontendo o hidrolisado de um composto de organossilano, sobre a superfíciedas referidas partículas, nas quais uma diferença no teor de água de entre-IOO0C e 300°C, determinada pelo método de Karl Fischer, não é maior do que-1500 ppm.

2. Pigmento de dióxido de titânio de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido composto deorganossilano é representado pela fórmula geral (1) :Rn - Si - (OR')4-n (1)em que R é um grupo hidrocarboneto tendo não mais do que 10 átomos decarbono contendo, pelo menos, um dentre alquila, vinila e metacrila; R' émetila ou etila; e η é um inteiro de 1 a 3, contanto que, quando η é 2 ou 3, Rpossa ser um grupo hidrocarboneto igual ou diferente.

3. Pigmento de dióxido de titânio de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade do referidocomposto de fosfato de alumínio está na faixa de 0,1 a 2,0%, em peso, emtermos de AlPO4, com base nas partículas de dióxido de titânio.

4. Pigmento de dióxido de titânio de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade do referidohidrolisado do composto de organossilano é de 0,05 a 3,0%, em peso,calculada como o composto de organossilano, com base nas partículas dedióxido de titânio.

5. Pigmento de dióxido de titânio de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dispersabilidade não é maiordo que 20 kg/cm2.

6. Método para produzir um pigmento de dióxido de titânio,caracterizado pelo fato de compreender :o estágio de preparar uma suspensão aquosa de dióxido detitânio contendo partículas de dióxido de titânio;o estágio de formar uma camada de revestimento contendo umcomposto de fosfato de alumínio e o estágio de formar uma camada derevestimento contendo o hidrolisado de um composto de organossilano, sobrea superfície das partículas de dióxido de titânio.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que o estágio de formar a camada de revestimento contendo ohidrolisado do composto de organossilano é efetuado entre 40 e 100°C.

8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de incluir adicionalmente o estágio de secagem a de 50 a 250°C.

9. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de que o estágio de formar a camada de revestimento contendo ohidrolisado do composto de organossilano envolve o estágio de preparar ohidrolisado do composto de organossilano e o estágio de formar a camada derevestimento contendo o referido hidrolisado, o referido hidrolisado épreparado pela adição do composto de organossilano à suspensão aquosa dedióxido de titânio tornada ácida.

10. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o estágio de formar a camada de revestimento contendo ohidrolisado do composto de organossilano envolve o estágio de preparaçãodo hidrolisado de organossilano e o estágio de formar a camada derevestimento contendo o referido hidrolisado, o referido hidrolisado épreparado tornando-se uma dispersão aquosa do composto de organossilanoácida.

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que o pH da suspensão aquosa de dióxido de titânio é ajustadopara de 0,5 a 6.

12. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que o pH da dispersão aquosa do composto de organossilano éajustado para de 0,5 a 6.

13. Método de acordo com a reivindicação 9 ou 10,caracterizado pelo fato de que o hidrolisado do composto de organossilano épreparado entre 5 a 40°C.

14. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que a suspensão aquosa de dióxido de titânio contém dióxido detitânio, água e um álcool inferior.

15. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que a dispersão aquosa do composto de organossilano contémum organossilano, água e um álcool inferior.

16. Composição de resina, caracterizada pelo fato decompreender o pigmento de dióxido de titânio como definido nareivindicação 1 e uma resina plástica.