Способ получения минеральных пигментов

Способ получения минеральных пигментов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

И 62245

Класс 22f, 7, 22f, 10

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С. Г. Рублев, ° п4

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПИГМЕНТОВ

Заявлено 8 июня 1940 г. за М 302466 в Народный Комиссариат химической промышленности СССР

Настоящее изобретение касается получения минеральных пигментов путем обработки смеси водных растворов кислого ортофосфата кальция и хлористого железа мелом, окисления полученной суспензии и выделения осадка пигмента с последующим его прокаливанием или без прокаливания.

Предлагаемый способ получения красок заключается в следующем.

К водному раствору Са (Н РО4)2, извлеченному из суперфосфата, при бавляют раствор хлористого железа и мел, после чего жидкость нагревается до кипения. При этом выпадает голубовато-серый осадок при незначительном выделении из раствора СО . К горячей жидкости прибавляют окислитель (бертолетовую соль) и жидкость кипятят 5—

10 мин. При кипячении выделяется СО2 и образуется объемистый пушистый белый осадок .краски. Осадок легко отфильтровывается и отпрессовывается. В случае замены бертолетовой соли раствором хлорной извести окисление необходимо производить при температуре 20 — 30 .

Полученная краска (Ф-1) в сухом порошке имеет белый цвет, в масляной выкраске — серовато-песочный. Краска содержит довольно большое количество связанной воды, 75 /о которой уходит при нагревании до температуры 100, при этом краска утрачивает свою кроющую силу. Прокаленный при 600 — 700"- совершенно обезвоженный фосфат снова приобретает свойства кроющей краски. Прокаленная фосфатная краска (Ф-2) представляет собой белый порошок в масле светло-кремового цвета или цвета слоновой кости (в зависимости от режима прокаливания).

В воздушно-сухом фосфате на 3 моля FePO< приходится 8 молей

Н О, из них 6 молей отщепляются при температуре 60 — 100, а 2 моля связаны с фосфатом очень прочно, вероятно, в виде гидроксила и водородов. Формула фосфата железа до прокаливания (в общем виде):

l3Fe "РО4 2Н20) бН20-+-после прокаливания (Fe" РО4) № 62245

О

Fe (НРО ), ОН

В ероятнее всего

3Fe и 3НР, связаны в одно соелннение (НРО,) ез - OH

Анализ показал наличие трех водородов, реагирующих с газообразным NH3. Из трех водородов только один водород титруется щелочью (индикатор-фенолфталеин), что связано, по-видимому, с его более удаленным положением по отношению к основной группе ОН. Осо( бое положение одного атома водорода можно было бы объяснить следующей структурой:

Г

НО4 Р РО4 Н

1 г е — Π— Г- е l

Р04Н

Краски Ф-1 и Ф-2, помимо фосфата железа, содержат небольшое количество фосфата кальция. В зависимости от рецептуры синтеза можно получать разные комбинации фосфатов железа и кальция.

Увеличение Саз (РО4) 2 в краске снижает стоимость краски, но вместе с тем несколько уменьшает ее кроющую силу. Обычно комбинируют 10 — 20 молей фосфата железа с одним молем Саз (РО4)2.

Следует отметить, что до прибавления окислителя только половина железа переходит в осадок; очевидно при этом образуется промежуточное соединение фосфата железа и кальция, необходимое для получения после окисления полноценной фосфатной краски.

По своим свойствам прокаленная фосфатная краска Ф-2 резко отличается от обычного фосфата железа, полученного реакцией взаимодействия растворимых солей трехвалентного железа и ортофосфорной кислоты. Краска Ф-2 кроет в масле и обладает в сухом порошке белым цветом, а в масле светло-кремовым; обычный фосфат железа после прокаливания представляет собой вещество желто-бурого цвета, совершенно не кроющее в масле.

Как указывалось выше, непрокаленная фосфатная краска Ф-1 помимо кристаллизационной воды содержит еще воду, прочно связанную с фосфатом, вероятно в виде гидроксила и водородов. Поскольку цвет фосфатной краски Ф-1 не соответствует цвету разбеленного желтого марса, а при прокал1ивании краски не образует красный марс, нельзя представить непрокаленный фосфат железа как смесь. № 62245

Краска Ф-2 имеет разные оттенки в зависимости от температуры и длительности прокаливания: от серовато-песочного до цвета слоновой кости. Прокаливать можно при температурах 600 — 700 — 800 в течение

1 — 2 — 3 час. Ни высокая температура (температура выше 850 не изучалась), ни длительность прокаливания не вызывает разложения краски и образования красных окислов железа. Во избежание опекания краски при высокой температуре прокаливания, достаточно ввести в краску

5 — 10% талька или другого наполнителя. Кроющая сила краски Ф-2 составляет 100 — 110 г/мз.

Фосфатные краски можно применять для грунтовок (Ф-1) для окраски в цвет слоновой кости или в кремовый цвет (Ф-2). Кроме того, фосфатные краски могут найти широкое применение в комбинации с разнообразными органическими и неорганическими красителями для получечия масляных в эмалевых колерных (цветных) красок: желтых, оранжевых, красных, молочно-кофейных, зеленых и т. д. Краска Ф-2 дает более чистые тона, чем краска Ф-I.

Для получения любого цвета необходимо прибавлять к фосфатной краске сравнительно небольшие количесгва красителей, так как фосфатные краски обладают очень малой разбеливающей силой; фосфаткые краски черезвычайно легко закрашиваются небольшими количествами красителя, приобретая при этом интенсивную окраску и вместе с тем сохраняя хорошую укрывистость.

Результаты сравнительных испытаний свойств фосфатных красок и литопона и цинковых белил дают основание утверждать, что фосфатные краски являются не только допустимыми заменителями цинковых пигментов для производства цветных красок, но по своим антикоррозионным свойствам они во много раз превосходят как литопон, так и цинковые белила.

Для получения краски типа Ф-1 или Ф-2 можно подобрать ряд ре цептур, в зависимости от количества вводимого Саз (РО4)з, Ниже приводится примерное уравнение получения фосфатных красок:

6Са (НзРО4) з+ 10РеС1з+ 7СаСОз + 1,7КС10з + 14,6НзО->— - { 3, (3) (3FePO4+8НзО) ) Ca> (Р04)з+ 7СОз+ 10СаС1з+ 1,7KCI

Синтез Ф-2

{ 3, (3) (31. еРО48Н20) I Саз (РО4) з->"

-+- 26,6Нз О+ (IOFePO4) Саз (РО4)

Для проведения этого синтеза необходимо следующее количество сырья на 100 частей Ф-2 (или 127,0 части Ф-1): 37,0 части РзОз, 24,3 части Fe, 30,0 части СаСОз и 8,9 части КСIз.

Кроющие фосфатные краски светлого тона могут давать кроме железа и кальция и другие элементы. Вместо железа можно применять

М и другие аналоги железа: вместо сородственные ему двухвалентные металлы. Для производственных целей целесообразнее всего применять соединения железа и кальция как наиболее дешевое и доступное сырье.

Предмет изобретения

1. Способ получения минеральных пигментов путем обработки смеси водных растворов кислого ортофосфата кальция и хлористого железа мелом, окисления полученной суспензии и выделения осадка пигмента с последующим его прокаливанием или без него, отличающийся

*), Или другой окислитель, например, СаОС12. № 62245

Редактор В. Н. Денисов Техред А. А. Камышникова Корректор H. В. Шербакова

Объем 0,35 изд. л.

Цена 5 коп.

Формат бум. 70 X 108 / 6

Тираж 200

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/б.

Поди. к печ. 10/IX — 62 г

Зак. 2758/б

Типография, пр. Сапунова, 2. тем, что процесс ведут в присутствии такого количества хлористого железа, которое достаточно для получения фосфата железа с примесью небольшого количества фосфата кальция.

2. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся, тем,что окисление хлоратом ведут на кипу, а белильной известью или другими быстродействующими окислителями при температуре 20 — 30 .

3. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что прокаливание пигмента ведут при температуре не ниже 600, предпочтительно в присутствии минеральных наполнителей.

4. Видоизменение способа по пп. 1 — 4, отличающееся, тем, что соль кальция заменяют солью другого щелочно-земельного металла, а соль железа — солью марганца или другими аналогами железа.