SU865131A3 - Способ получени цветных пигментов на основе соединений титана - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к пигментной технике, в частности к технологии получени  цветных пигментов на основе соединений титана желто-зеленой гаммы, 1 оторые могут быть исполь . зованы дл  приготовлени  красок и в производстве лластмасс. Известны пигменты желтовато-зеле ной гаммы на основе окиси хрома и соединений на ее основе И . Недостатком таких пигментов  вл  етс  их токсичйость. Известен способ получени  пигментов на основе соединений титана путем их смешивани  с окислами или окиснообразующими соединени  щелочноземельных металлов, например кальци , и соединений из группы никел , марганца и кобальта до мол рного отношени  каждого из этих окислов и двуокиси титана 2:1 с последующим прокаливанием полученной смеси при 800-900°С. В качестве исходных соединений указанных компонентов исполь зуют двуокись или гидроокись титана и окислы или разлагающиес  при прока ливании до окислов соединений указанных металлов, например солей-хлоридов , карбонатов 2 . Недостаток этого способа определ етс  ограниченной цветовой гаммой получаемых при этом пигментов. Так получаемые по этому способу продукты на основе титана, кальци  и кобальта состава (2 СаО - TiO/j) (2СоО TiOg) имеют в основном гр зно-зеленый цвет, близкий к черному. Целью изобретени   вл етс  получение цветного пигмента на основе соединений титана с улучшенными цветовыми характеристиками в области зеленой гаммы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  цветных пигментов на основе соединений- титана путем прокаливани  при 1000-1150°С смеси из окислов или окиснообразующих соединений титана, кобальта и кальци  при содержании соединений последних в количестве 2-12и 4-20 вес. % в расчете на окислы кобальта и кальци  от количества двуокиси титана в смеси. Причем с целью снижени  температуры прокаливани  процесс провод т в присутствии добавки окиси алюмини , или образующего ее соединени  в количестве , обеспечивающем мол рное отношение , : Со 0,01-0,20. Кроме того, при содержании алюмини  в смеси, соответствующего мол рному отношению AirjO : Со 0,01 0 ,10 и 0,10 - 0,20, прокаливание осу ществл ют соответственно при 10001150 и 950-1150° С. Предложенный способ позвол ет по лyчить пигменты желто-зеленой гаммы. с преобладающими длинами волн 530560 ммк Таким образом, предложенные пигменты имеют длину волны,.аналогичную длине волны технических зеленых окислов хрома, дл  которых харак терна длина волны 554 NWK. Предложен ные пипленты характеризуютс  кругловатой частиц с размером 0,53 , О ммк. Преобладающей кристаллической фазой данных пигментов  вл етс  рутиль на  двуокись титана и, кроме того, они состо т из моноклинической кристаллической структуры перовскита Титаната кальци  CaTiOj и тригональной кристаллической структуры титана та кобальта СоТ i О,,. Алюминий не про вл ет  вно выраженной фазы, что.сви детельствует о веро тном его внедрении как добавки в кристаллическую решетку Т i O/j. Обоснование используемого количества составл ющих компонентов каль ци , кобальта и алюмини  в исходной смеси определ етс  следующим. Количество процентного интервала содержани  кальци  ниже 4% не способно обеспечить величину доминирующей длины волны, сдвинутую в указанный интервал 530-5бО ммк. При содержании кобальта ниже 2% полученный тон  вл етс  слишком светлым, в то врем  как использование Со более чем ,12% повышает стоимость пигмента. Величина содержани  кальци  свыше 20% не обеспечивает необходимой степени чистоты тона. При мол рном соотношении между окисью алюмини  и кобальтом свыше 0,20 не удаетс  получить желтоватозелёный цвет. При неизменном содержании кобальта в случае возрастани  содержани  алюмини  в интервале 0,01 Oj20 происходит уменьшение длины вол ны, сдвигающее окраску к голубоватозеленой . . . Содержание .алюмини , привод щее к достижению величины упом нутого мол рного соотношени , превышающей 0,20, оказываетс  нежелательным, поскольку длина волны может уменьшатьс  до уровн , который составл ет менее 530 ммк. Предпочтительна  величина мол рного соотношени  находитс  в пределах 0,10 - 0,20. Приготовл ют смесь из соответствующих соединений титана, кобальта, кальци  и алюмини  в количествах, ко торые подбирают в зависимости от необходимого оттенка желтовато-зеленой гаммы целевой пигментной композиции. Двуокись титана или соединени , которые способны ее образовьшать в ходе проведени  операции кальцинировани , спользуют следующего, типа: двуокись титана рутильиой или анатазной структуры со средним диаметром частиц в пределах 0,2 - 0,4 мк; гидратированные формы двуокиси титана , предпочтительно в виде гел  метатитановой кислоты; TiOji . , очищенного от железа, который получают в качестве промежуточного продукта в,ходе проведени  процессов получени  пигментов на основе двуокиси титана через титанил-сульфат. В качестве соединений кальци , кобальта и алюмини  помимо их окислов примен ют разлагающиес  с образо7 ванием соответствующих окислов при температуре не выше указанной темпе- . ратуры прокаливани , например сульфат , нитрат, ацетат и сульфид кобальта , нитрат к карбонат кальци  и сульфат алюмини . Смешение исходных соединений обычно осуществл ют в воде, например, при комнатной температуре. Эту операцию провод т в течение промежутка времени, достаточного дл  достижени  хорошей гомогенизации, преимущественно в течение 10-60 мин. Полученную смесь сушат при 110-130С, а затем гомогенизируют измельчен ием и подвергают прокаливанию. При прокаливании в печи, обеспечивающей перемешивание материала, операци  сушки не  вл етс  необходимой и в печь загружают пасту непосредственно после смешени . Прокаливание провод т при 950-1150°С в воздушной атмосфере, преимущественно в течение 1-3 ч. Прокаливание выше 1150°С нежелательно .ввиду тенденции к укрупнению образующихс  частиц пигмента, а температура ниже указанного интервала не обеспечивает требуемого колористического оттенка зеленой гаммы. Температуру прокаливани  в пределах подбирают в зависимости от требуемого цветового тона целевого пигмента.Прокаленный и охлажденный продукт последовательно измельчают до такйй степени/ что его остаток при просеивании на сите с размерами  чеек 325 меш. не превышает 0,1 вес. %. Пример 1. К61г гел  ме татитановой кислоты, содержащего 32,8% двуокиси титана, очищенного от железа и полученного из титанилсульфата с общим содержанием примесей D,02%, добавл ют 11,85 г гексагидрата нитрата кобальта, растворенного в 20 МП воды,и 6 г и 10 мл раствора соответственно октадекагидрата сульфата алюмини  и карбоната кальци  с концентрацией 259 г/л. Полученную пасту гомогенизируют перемешиванием, а затем высушивают при - 110°С. Сухой продукт измельчают в ступке, помещают в тигель и прокаливают в муфельной печи в присутствии воздуха при в течение 1ч. Прокаленный продукт охлаждают и вновь измел чают в ступке. Х-лучевой дифрактометрический анализ показывает наличие в составе целевого продукта рутильной двуокиси титана, перовскитного титаната кальци  и тригонального титаната ko бальта с содержанием. 11,4, 12 и 1,0 кобальта, кальци  и алюмини  -соотве ственно. Колориметрические характеристики продукта определ ют на сухой пленке краски,приготовленной на основе сле дующей смеси,%: Смесь из технической алкидной смолы (68 вес.%) и соевого масла (32 вес.%) 76,3 Вареное льн ное масло 19,0 Сиккативна  смесь, состо ща  из нафтенатов кальци , циркони  и кобальта и уайт-спирита соответственно , вес.%: 1,77 5,31f 6,9 и 86,02 4f7 Hat сухой пленке краски толщиной 50 мк, содержащей 50 вес. % пигмента , измер ют значени  трех констант света в сравнении со стандартом, ка либрованным на окись магни  с помощью дифференциального колориметра Дьюголор. Полученные значени  обрабатывают по системе МКС и определ ют доминантную длину волны, котора  дл  полученного выше пигмента составл ет 552 ммк. В таблице представлены результаты цветового анализа пигментов, полученных аналогично примеру 1, с ук занием вли ни  на цветовую длину волны отдельных компонентов, вариации их содержани  и температуры прокаливани . Средний диаметр частиц получаемых пигментов, например, по опытам 19, 20, 21 и 22 составл ет соответственно 1,0; 1,3; 1,0 и 0,5 мк. Желто-зеленые пигменты по данному изобретению обладгиот хорошей диспергируемостью ,сравнимой с диспергируемостью зеленого оксида хрома и  вл ютс  достаточно светостойкими. Последний показатель дл  предложенных пигментов  вл етс  высоким. Это указывает на то, что разница в отражательной способности пленки исследуемого пигмента по картотеке цветов до и после вьщержки под воздействием фейдометра состгшл ет не более 0,1-0,2 условных единиц.

11,4 11,4 11

4

4

11

п

8 н

20

il

11

11 . ||

11

2

4

11

20

4

11

1

495

1100 498

1000 536

1100 554

1000 536

11 11 555 534

1100 554

,1

1100 551 1

950 551

1000 548

1100 558

,36

1000 552

Продолжение таблицы

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ получения цветных пигментов на основе соединений титана, дд включающий прокаливание смеси из окислов или окиснообразующих соединений титана, кобальта и кальция, отличающийся тем, что, с целью получения пигментов с улучшенными цветовыми характеристиками в 45 области зеленой гаммы, исходные соединения кобальта и кальция берут в количестве соответственно 2-12 и 420 вес. % в расчете на окисел металла от содержания в смеси двуокиси тита- 50 на и процесс проводят при 1000 1150°С.
2. 2. Способ поп. 1, отличаю- щийся тем, что с целью снижения температуры прокаливания, процесс 55 проводят в присутствии добавки окиси алюминия или образующего ее соединения в количестве, обеспечивающем молярное отношение А1₀Оа : Со = 0,01 0,20.
3. 3. Способ поп. 1, отличающийся тем, что при содержании алюминия в смеси, соответствующего молярному отношению : Со =

   0,01 - 0,10 и 0,10 - 0,20, прокаливание осуществляют соответственно при 1000-1150 и 950-1150°С.