Пигмент с перламутровым блеском испособ его получения

Пигмент с перламутровым блеском испособ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Сеюэ Советскик

Социиалистическии

Республик рв822757 (61) Дополнительным к патенту (22) Заявлено 21. 05. 76 (21) 2361049/23-26 (51)М. Кл. .

С 09 С 1/36 (23) Приоритет— (32) 22. 05. 75

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (31) Р 25 22 572. 3 (33) ФРГ

Опубликовано 150481.Бюллетень Но 14

Дата опубликования описания 150481 (5З) 4К 667. 622.. 118. 2. 553. 677 (088.8) Иностранцы

Райнер Эссельборн (ФРГ) и Хорст Бернхард (Австрия) (72) Авторы изобретения

54) ПИГМЕНТ С ПЕРЛАМУТРОВЫМ БЛЕСКОМ

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к производству пигментов, в частности к пигментам с перламутровым блеском, которые могут быть использованы в лакокрасочной промышленности, например, для хранения пластмасс, а также в косметике.

Известей перламутровый пигмент на основе слюдяных чешуек, покрытых несколькими слоями окислов металлов, содержащий в качестве внутреннего покрытия на слюде окись титана, а в качестве наружного покрытия — слой из одного или Нескольких окрашивающих окислов металлов, например олова, железа, хрома и никеля. Данный пигмент получают осаждением на слюдяные чешуйки покрытий окислов соответствующих металлов из солянокислых растворов их солей P1 ).

Известен также пигмент с перламутровым блеском на основе слюдяных чешуек с покрытием из последовательных слоев окиси олова и двуокиси титана в количестве 10-60% от веса исходных чешуек при содержании в покрытии окиси олова в предпочтительных пределах 0,5-5 вес.Ъ. Указанный пигмент получают путем осаждс.ния иа слюдяные чешуйки послацовател ных слоев окиси олова и двуокиси титана при нагревании из водных растворов солей этих металлов, а именно из кислого раствора титанилсульфата и раствора хлорида двух- или четырехвалентного олова, с последующей промывкой полученного продукта и его прокаливанием (2).

Недостатком известных пигментов и способов их получения является невысокая свето- и погодоустойчивость перламутровых продуктов, что обусловлено, в частности, состоянием двуокиси титана в .известных пигментах преимущественно в анатазовой форме. Цель изобретения — повышение светостоикости пигмента с перламутровым блеском на основе слюдяных чешуек.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый пигмент с перламутровым блеском на основе слюдяных чешуек с покрытием из последовательных слоев окиси олова и внешнего сло.. двуокиси титана содержит непосредственно на исходных чешуйках слой двуокиси титана в рутильной форме толщиной 0,1-25 нм, затем слоя окиси олова 2-25 нм и вновь рутнльной двуокиси титана 20-200 нм при содержании составляющих компонентов, вес.%;

822757

5 l0!

25

Серебряный .

Ф85

Желтый

Красный

Зеленый

150

60 б5 двуокись титана 7-10

Окись олова 3-25

Слюдяные чешуйки Остальное и способом его получения путем осаждения на исходные слюдяные чешуйки последовательных слоев иэ двуокиси титана, окиси олова и вновь. двуокиси титана из водных растворов солей этих металлов при нагревании, при условии осаждения олова, с целью улучшения гладкости покрытия, в присутствии окислителя с введением в процессе осаждения водорастворимых солей алюминия в количестве 0,01-2 мЬля A) на моль Sn c последующей промывкой полученного продукта и его прокгливанием.

Изобретение позволяет повысить светостойкость перламутровых пигментов на основе слюдяных чешуек на

2-5 баллов с желтым оттенком и на

2-,3 балла с красным оттенком цо сравнению с известным пигментом, что обусловлено полной рутилизацией двуокиси титана в составе предлагаемого* пигмента.

Таким образом, перламутровый пигмент представляет собой слюдяные чешуйки с нанесенным на их поверхность слоем рутильной двуокиси титана толщиной 0,1-25 нм, затем слоем окиси олова 2-25 нм при содержании его 3-25 вес.Ъ, над которым находится покрывной внешний слой из рутильной двуокиси титана толщиной

20-200 нм. Указанное расположение слоев в предлагаемом пигменте может многократно повторяться для достижения требуемого интерференционного света.

Сйособ получения перламутрового пйгмента заключается в том, что осуществляют осаждение на слюдяные чешуйки последовательно гидроокисей титана, олова и вновь титана из растворов солей этих металлов. Покрываемая слюда в данном случае обычно суспендируется в обессоленной воде и нагревается до 40-95 С, первый слой двуокиси титана осаждается из раствора титанилсульфата или хлорида титана до требуемой толщины. После этого осуществляется осаждение гидроокиси олова из растворов сульфатов или хлоридов олова (П) или (И) в присутствии окислителя, например

Н О, воздуха, гипохлоритов и предпочтительно хлората калия в эквивалентном количестве к раствору соли . олова. При этом в осаждаемые растворы возможно введение соляной кислоты до. рН порядка 0,5-3,0 на стадии осаждения первого слоя гидроокиси титана и до рН 0,1-5 на стадии осаждения из солей олова. Концентрация растворов солей олова (1l) при этом составляет порядка 0,1-3 моль/л.

При осаждении по предлагаемому изобретению предусматривается введение в соли титана и олова водорастворимых солей алюминия, например хлористой соли, его ацетата, нитрата или сульфата а также щелочных аммониевых алюминиевых квасцов.Введение солей алюминия предпочтительно в количестве 0,01-2 моля на моль соли Sn .()i).

В процессе указанного осаждения гидроокисей предпочтительно поддержанйе.с рН реакционной смеси на по- стоянном уровне, что обеспечивается добавлением гидроокиси щелочного металла или алюминия, или газообразного аммиака.

Последний третий слой из двуокиси титана,. цветообразующий, наносится аналогично первому из солей титана при рН от 0,5 до 5,0 при 50100 С.

При этом интерференционный свет покрытия в этом случае зависит от толщины. наносимого слоя, что приведено ниже.

Интерференционный Толщина внешнего свет слоя T I 02 нм

Фиолетовый Ф95

Синий х120

Осаждение последовательных слоев по предлагаемому способу предпочтительно осущестВлять без выделения образующихся промежуточных продуктов.

Покрытые укаэанным путем слюдяные чешуйки выделяют из реакционной смеси, промывают водой и высушивают.

После этого их прокаливают от

10 мин до 4 ч при 600- 1100 С.

После этой обработки получают ру-. тилсодержащие пигменты, рентогенограммы которых не содержат линий, характерных для анатаза.

Основой слюдяных чешуек преимущественно является мусковит. Диаметр используемых чешуек составляет 5200 мк, толщина — 0,1-5 мк.

Пример 1. 120 г чешуек мусковита диаметром 10-,50 мк суспендируют в 2 л полностью обессоленной вбды. Полученную суспензию с помощью раЗбавленной соляной кислоты доводят до значения рН=2 и затем нагревают до 75ОС. Помешивая, к ней медленно добавляют 60 мл раствора концентрацией 150 r TiCI4 и 50 HCl и» литр

822757 (раствор 1) одновременно с 15%;ным водным раствором гидроксида натрия, при постоянном значении рН=2,2.Затем к суспензии добавляют 2,52 KC10% и доводят .значение ее рН до 1,4. После этого при перемешивании медленно добавляют бОО мл раствора хлорида

5 олова с концентрацией (19,1 г SnCl<4 2H U на литр 5%-ной соляной кислоты (раствор 11) и одновременно добавляют.

15%-ный водный раствор гидроокиси натрия при поддержании рН постоянным, равным 1,4. Примерно через полчаса добавление укаэанных растворов заканчивают и добавляют .540 мл раствора 1, выдерживая постоянное значение рН=2,2. По завершении этого добавления, значение рН снова доводят до 1,4 и медленно добавляют затем указанного выше раствора хлорида олова (раствор 11 )вместе с раствором гидроокиси натрия. После этого снова 20 добавляют в реакционную суспензию. бОО мл раствора Е при значении pH=

=2,2 и 300 мл раствора II при значении рН = 1,4. Затем еще раз добавляют 800 мл раствора Е при значении g5 рН = 2,2 ° В результате получают пиг мент с фиолетовым интерференционным цветом. .

После этого суспензию пигмента, разделяют на две части и к одной части добавляют дополнительное количество (90 мл) раствора T., и получают пигмент с синим интерференционным цветом. Из обеих частей суспензий отфильтровывают пигмент, промывают их и высушивают. После этого каждую часть полученных пигментов разделя.ют на две части и прокаливают каждую часть полчаса при 700 С или 900 С соответственно.

Таким образом, получают фиолето- 40 вый пигмент, 1V/700, прокаленный . при 700 С, фиолетовый пигмент 1Ч/900Ä прокаленный при. 900 С, синий пигмент .;

1В/700, прокаленный при 700 С, синий пигмент 1В/900, прокаленный при 900 С.45

Для сопоставления приводится пример 2 получения аналогичных цветовых пигментов по известному способу.

Пример 2. Стеклянный стакан емкостью 1 л, оснащенный мешалкой и нагревателем, наполняют 850 мл воды при комнатной температуре. В воду добавляют 40 г чешуек мусковита диаметром 10-50 мк, и суспензию тщательно перемешивают. К этой смеси добавляют 1,5 г SnS04 (технически чистого). Полученную смесь из слюды, соли олова и воды нагревают до 80 С, а .затем добавляют к ней 51 г 78%-ной серной кислоты, Поддерживая температуру при 80 С, добавляют далее 220 г 60 раствора титанилсульфата, содержащего 17 вес.% Т О . Суспензию выдерживают 12 ч при 80 С,,после чего мед ленно в течение 2 ч повышают ее температуру до точки кипения. Далее 65

Iv/70o Анатаз не обнаруживае тся

ЕЧ/900

ЕВ/700

IB/900

ПЧ/700

ПЧ/900

II B/70 О

ПВ/900

Примерно 20% анатаз

Примерно 5% анатаз

Исследование светостойкости указанных пигментов осуществляют при их облучении в тонком слое с последующей визуальной оценкой изменения цвета. . Для этОго готовят пробы красок на основе соответствующих пигментов и лака, содержащего 0,325 кг высоковязкой нитроцеллюлозы, О, 325 кг акриловой смолы, 2,100 кг Н-бутилацетата в виде 85% раствора в н-бутаноле смесь выдерживают 1 ч при температуре кипения с обратным потоком. Затем колбу с содержимым резко охлаждают до бО С. Твердое вещество отфильтровывают от жидкой фазы суспензии, отмывают из него водой оставшуюся кислоту и сушат. Полученный продукт, имеющий фиолетовый интерференционный цвет, делят.на две части и прокалывают соответственно при 700 С или

9000С.

Дополнительно приготовляют вторую пробу пигмента, как описано выше, но при использовании только 30 г исходных чешуек слюды. При этом получают пигмент синего интерференционного цвета, котбрый прокаливают соответственно при 700 С и 900 С.

Таким образом получают фиолетовый пигмент ПЧ/700, прокаленный при

700 С, фиолетовый пигмент ПЧ/900, прокаленный при 900 С, синий пигмент

IIB/700, прокаленный при 700оС синйй пигмент IIB/900, прокаленный при

900 С.

Далее в полученных пигментах исследуют кристаллическую структуру окиси титана с помощью рентгенографии. Для этого строят диаграмму Дебье-Шерера для пигмента. Обработка диаграммы

Дебье-Шерера дает следующие результаты:

1,822757.

Таблица 1

Таблица 2

IV/700 1 желтого

IB/700 4 красного

ПЧ/700 б желтого

320

127

320

ТI01

ПВ/700

IV/900

6 красного

2 желтого

5п0

6О

320 т101

IB/900 2 красного

ПЧ/900 4 желтого

iIB/900 5 красного

824

Sno

5ПОЙ

6() 60

320

r:,0

1,825 кг этилацетата, 0,825 кг толуола и 0,175 кг бутанола.

Эти компоненты в соответствующей пропорции хорошо перемешивают и получают 5,350 кг лака.

4 0 r пробы соответствующего пигмента добавляют к 100 г полученного лака и тщательно перемешивают смесь

15 мин. После этого ее оставляют, стоять 2 ч для удаления пузырьков воздуха и затем наносят слоем толщиной 500 мк на стеклянную пластину.

После сушки при комнатной температуре полученную пленку смачивают водой и отделяют со стеклянной пластинки.

Полученные пленки облучают с помощью обычного прибора. При облучении гладкую сторону соответствующей пленки (сторона, которая при изготовлении прилегала к стеклянной пластинке) поворачивают к источнику света. 20

При освещении пленку покрывают рамкой, которая имеет отверстие около

20 мм шириной, так что только часть пленки подвергают облучению, в то время как другая часть пленки оста- .75 ется защищенной от облучения рамкой и,. таким образом, сохраняет свой первоначальный цвет. Прокаленные при

700 С пробы освещают 127 ч. Прокаленные при 900 С пробы освещают примерно 824 ч.

Изменение цветового тона освещенной пробы оценивают визуально по балльной системе,при этом большая степень изменения цвета оценивается большим количеством баллов. Суммарное изменение цвета выражают суммой баллов.

Такая оценка показывает изменение цвета предлагаемых пигментов и известных пигментов (табл.1). 40

Таким образом, результаты проведенного анализа показывают, что перламутровые пигменты по предлагаемому изобретению содержат двуокись титана постоянно в форме рутила и имеют повышенную светостойкость, что следует из незначительного изменения их окраски по сравнению с известными пигментами.

Пример 3 описывает получение перламутрового пигмента по предлагаемому изобретению с введением в процессе водорастворимых солей алюминия.

Пример 3. 60 r чешуек калиевой слюды диаметром 10-40 мк суспендируют в полностью обессоленной воде, доводят рН до значения, равного 2 с помощью солянокислого раствора титана., содержащего 10% ТIС14, 5% HCI u

10 г А1С13 6H О в расчете на 1 л (раствор I). Суспенэию нагревают до 75оС и медленно приливают к ней

40 мл раствора Х при одновременном добавлении 15%-.ного раствора едкого натра и при поддержании рН суспензии на уровне значения 2,0. Спустя 15 мин к суспенэии добавляют 60 мл раствора 2 с содержанием в нем в расчете на 1. л 200 r SnCI 2Н О, 50 г НСI и 50 г А1С13 6Н О, при одновременном приливании с одинаковой скоростью

60 мл раствора KCIO5 с концентрацией

40 г/л, и 15%-ного раствора едкого натра, при поддержании постоянного значения рН реакционной смеси, равного 2.

После полного добавления раствора

I олова суспенэию выдерживают примерно

30 мин до полного гидролиза солей.

После этого на полученный продукт попеременно наносят акисные слои двуокиси титана TIO< и окиси олова Sno< введением в реакционную суспензию соответствующих вышеописанных растворов

1,2 и 3 по следующей схеме (табл. 2), 10

822757

Формула изобретения

Составитель Л.Романцева

Техред Н.Ковалева Корректор Н.Швыдкая

Редактор А.Наурсков

Заказ .1909/85 тираж 684

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

° ю

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

Подученный пигмент затем промывают, сушат и прокаливают при 900 С в течение 40 мин.

Пигмент обладает интенсивным зеленым интерференционным цветом и хорошим блеском. Рентгенографическое исследование показывает, что двуокись титана в его составе находится полностью в форме рутила. ЛакокрасоЧные покрытия на основе данного пигмента имеют улучшенную гладкость и равномерность.

1. Пигмент с перламутровым блеском на основе слюдяных чешуек с покрытием из последовательных слоев окиси олова и внешнего слоя двуоки-, си титана, о-т л и ч а ю шийся тем, что с целью повышения его светостойкости, он дополнительно содержит непосредственно на.слюдяных чешуйках слой из двуокиси титана при следующем соотношении составляющих компонентов, вес.Ъ:

Двуокись титана 7-70

Окись олова 3-25

Слюдяные чешуйки Остальное

2. Пигмент по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что он содержит двуокись титана в рутильной форме при соотношении слоев двуокиси титана на слюдяных чешуйках, окиси олова и внешнего слбя двуокиси титана по толщине (нм).0,1-25:2-25:20-200. .3 ° Способ получения пигмента с перламутровым блеском, включающий осаждение на слюдяные чешуйки после- . довательных слоев гидроокисей олова и титана из водных растворов солей этих металлов при нагревании, про10 мывку полученного продукта и его прокаливание, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что на-исходные слюдяные чешуйки. предварительно наносят дополнительный слой из гидроокиси титана, .15 а осаждение олова осуществляют в при-. сутствии окислителя.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что, с целью улучшения гладкости покрытия, осаждение проводят в присутствии водорастворимых солей алюминия в количестве

0,01-2 моля А1 на.моль Sn

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ Р 1959998, кл. 22 f 1/00, опублик.1971.

2. Заявка Р 2214545, кл. 22 f 1/00, опублик, 1972.