DE1046223B - Verfahren zur Herstellung von Farbkoerpern, Fuellstoffen u. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Farbkörpern, Füllstoffen u. dgl. Die als Farbkörper, Füllstoff u. dgl. am meisten verwendeten Zinkverbindungen sind Zinkoxyd und Zinksulfid. Das Zinkoxyd (Zinkweiß) gestattet auf Grund seiner reaktionsfreudigen Oberfläche die Herstellung wetterbeständiger, ,hochglänzender Anstrichfilme. Kautschuk wird durch Einarbeiten von Zinkweiß verstärkt, ebenso ist Zinkoxyd ein vorteilhaftes Füllmittel für Kunststoffe. Weiter findet es ausgeclehnte Anwendung in Form von Zinksalben, -gasten, -krems in der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie. Auch in der Emailindustrie findet es als Füllkörper Verwendung. In allen diesen Fällen spielt die Reaktionsfähigkeit des Zinkoxyds eine wesentliche Rolle. Andererseits wird in manchen Fällen das gegenüber Zinksulfid geringere Färbevermögen und geringere Deckvermögen als Mangel empfunden. Obwohl, wie gesagt, das Zinksulfid höheres Färbevermögen und bessere Deckfähigkeit aufweist als Zinkoxyd, zeigt es z. B. bei der Verwendung in Emails, Kautschuk, Kunststoffen und auch in pharmazeutisclien und kosmetischen Zubereitungen nicht die spezifischen -\-orteile des Zinkoxyds.
• Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Vorzüge von Zinkoxyd und Zinksulfid zu vereinigen. Diese Versuche beschränkten sich jedoch darauf, mechanische Gemische von Zinkoxvd und Zinksulfid verschiedenster Zusammensetzung herzustellen. Da bei diesen Gemischen die einzelnen Zinkoxyd- und Zinksulfidteilchen nebeneinanderliegen, ist es verständlich, daß sich unter diesen Verhältnissen sowohl Vor- wie \Tac.hteile bemerkbar machen.
• Bei der Oxvdation von Zinksulfid erhält man bekanntlich Zinkoxyd neben Schwefeldioxyd. Wird beim Glühen von z. B. Lithopone die Einwirkung von Luftsauerstoff nicht sorgfältig ausgeschlossen, so enthält das Glühprodukt einen gewissen Anteil an Zinkoxyd. Es ist auch vorgeschlagen worden, Calciumsulfid enthaltende Lithopone in einem bemessenen Luftstrom zu glühen, um das Calciumsulfid zu Calciumsulfat zu oxydieren. Um sicherzugehen, daß das Calciumsulfid restlos zu Sulfat oxydiert ist, soll die Oxydation so weit durchgeführt werden, daß auch ein Minimum an Zinkoxyd entsteht.
• Gegenstand der Erfindung Zinkoxyd ein Verfahren zur Herstellung von Farbkörpern, Füllstoffen u. dgl. durch oxydative Behandlung von Zinksulfidfarbkörpern, das darin besteht, daß Zinksulfidfarbkörper in innigem Gemisch mit einer solchen Menge eines gasförmigen Oxydationsmittels, daß auf jedem Zi:nksulfidteilchen eine Schicht von Zinkoxyd erzeugt wird, auf eine Temperatur zwischen etwa 300 und etwa 800° C, vorzugsweise zwischen 350 und 700° C, erhitzt werden.
• Die so erhaltenen Stoffe sind Farbkörper, Füllstoffe u. dgl., die aus mit Zinkoxyd überzogenem Zinksulfid bestehen. Bei diesen Stoffen sind in nahezu idealer Weise die Vorteile des Zinksulfids mit denen des Zinkoxyds kombiniert, ohne daß die Nachteile der beiden Verbindungen in Erscheinung treten. So ist überraschenderweise das Färbevermögen eines solchen im Kern aus Zinksulfid, an der Oberfläche aus Zinkoxyd bestehenden Körpers praktisch das gleiche wie das des Zinksulfids, natürlich unter der Voraussetzung, daß die Oberflächenschicht nicht abnorm diel: ist. Div Reaktionsfähigkeit der oberflächlichen Zinkoxydschicht ist die gleiche wie bei reinem Zinkoxyd, so daß die Eigenschaften, die das Zinkoxyd als Farbkörper, Füllstoff u. dgl. besonders geeignet machen, voll erhalten sind.
• Bei der Herstellung der Farbkörper, Füllstoffe u. dgl. können als Oxydationsmittel Sauerstoff, Stickoxyde u. a. dienen, vorzugsweise wird Luft verwendet. Die Oberflä.dhenoxydation des Zinksulfides kann in der verschiedensten Weise durchgeführt werden. Zinksulfid und Oxydationsgas können im Gleich-oder im Gegenstrom miteinander umgesetzt werden im Drehofen oder im Wirbelstromofen. je nach Einstellung der Reaktionsdauer kann man mehr oder weniger dicke Oxydschi.chten erzielen; für die meisten Verwendungszwecke werden verhältnismäßig dünne Oxydschichten vorgezogen. Da gemäß der Gleichung ZnS+1,502=Zn0+S02 als Nebenprodukt Schwefeldioxyd erhalten wird und dieses nach der Gleichung S02+Zn0+O=ZnS04 mit dem gebildeten Zinkoxyd und Sauerstoff Zinksulfat bilden kann, ist es vorteilhaft, die Konzentration an SO, niedrig zu halten, indem man z. B. mit einem großen Überschuß an Oxydationsgas, z. B. Luft. arbeitet oder indem man unter Unterdruck arbeitet. Natürlich kann man beide Verfahrensweisen auch vereinigen. Das oberflächenoxydierte Zinksulfid wird vorteilhafterweise nach der Oxydation einem Erhitzen in nichtoxydierender Atmosphäre oder im '\'ahrum unterworfen, um etwa gebildetes Zinksulfat zu zersetzen gemäß den Gleichungen Zn S 0a = Zn O -f- S03 ZnS+3ZnS04=4Zn0+4S02 Nach dem neuen Verfahren wird ein neues Produkt erhalten, dessen Einzelteilchen im Kern aus Zinksulfid bestehen, während die Oberflächenschicht aus Zinkoxyd besteht. Die Erzeugung einer Schicht von Zinkoxyd auf einem Zinksulfidpigment ist im Schrifttum bis heute nicht erwähnt worden, und noch weniger sind Verfahren beschrieben worden, mit denen dieses Ziel erreicht werden könnte. Bei den bekannten Verfahren, bei denen unerwünscht Ober absichtlich Zinksulfid der Oxydation unterworfen wird, z. B. in Pfannen, Retorten od. dgl., also in ruhendem Zustand, wird die obere Pulverschicht, die dem Angriff des oxydierenden Gases ausgesetzt ist, völlig oxydiert und in Zinkoxyd übergeführt, während die darunter befindliche Masse unverändert bleibt.
• Um erfindungsgemäß eine Oberflächenschicht von Zinkoxyd auf einem unveränderten Kern von Zinksulfid zu erzeugen, muß man die gestellte Aufgabe im Auge behalten und dafür Sorge tragen, daß jedes Zinksulfidteilchen allseitig mit dem oxydierenden Gas bei der Reaktionstemperatur in Berührung kommt, wie es im Wirbelofen oder im entsprechend schnell laufenden Drehofen möglich ist, wobei dafür Sorge getragen werden muß, daß die Oxydation nicht zu weit geht. Beispiel 1 Durch einen Drehofen wird Zinksulfidpigment bei einer Temperatur von 550° C geführt, und gleichzeitig werden im Gegenstrom 10 1 Luft pro Minute durchgeleitet. Aus den Abgasen kann das Schwefeldioxyd gewonnen werden, z. B. durch alkalische Wäsche. Das den Ofen verlassende, anoxydierte Zinksulfid wird in einem nachfolgenden zweiten Drehofen bei Temperaturen von 450 bis 550° C in einer Stickstoffatmosphäre nachgeglüht. Das fertige Produkt hat einen Zn O-Gehalt von 5 °/n.
• Beispiel 2 In einem Wirbelstromofen wird unten auf 650° C erhitzte Luft eingelassen und von der Seite Zi.nksulfidpigment dem Luftstrom zugeführt. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt 60 cm/sec. Das austretende Zinksulfid ist an der Oberfläche mit einer Oxydschicht versehen. Der Galt des Endstoffes an Zinkoxyd beträgt 5 bis 8 %.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Farbkörpern, Füllstoffen u. dgl. durch oxydative Behandlung von Zinksulfidfarbkörp-ern, dadurch. gekennzeichnet, daß Zinksulfidfarbkörp,er in innigem Gemisch mit einer solchen Menge eines gasförmigen Oxydationsmittels, daß auf jedem Zinksulfidteilchen eine Schicht von Zinkoxyd erzeugt wird, auf eine Temperatur zwischen etwa 300 und etwa 800° C, vorzugsweise zwischen 350 und 700° C, erhitzt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die oberflächliche Oxydation das erhaltene Produkt in nichtoxydierender Atmosphäre erhitzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 170 478, 235 015, 254 639, 383 565, 439 974, 603 113, 618 868, 660 891; französische Patentschrift Nr. 727 687; britische Patentschrift Nr. 651820; USA.-Patentschrift Nr. 2 259 484.