вещество для поверхностной обработки пигментов

Изобретение относится к области неорганической химии и предназначено для модификации пигментов, преимущественно двуокиси титана, а также свинцового крона, железоокисных пигментов, может быть использовано при производстве лакокрасочных материалов, пластмасс и других веществ, потребляющих пигменты. Вещество для поверхностной обработки пигментов в качестве соединений алюминия содержит, мас. %: AlO(OH) 3-75, AlO(OH)+Al 2 O 3 аморфный 3-50, -Al 2 O 3 3-85. При этом вещество может дополнительно содержать одно или несколько соединений кальция в количестве 0,05-3 мас.% в пересчете на СаО от Al 2 O 3 , при этом вещество может дополнительно содержать одно или несколько соединений магния в количестве 0,05-3 мас.% в пересчете на MgO от Al 2 O 3 . Изобретение позволяет повысить химическую активность вещества для поверхностной обработки пигментов, уменьшить абразивные свойства обработанного пигмента, а также существенно снизить его фотохимическую активность, уменьшить показатель укрывистости, улучшить диспергируемость в связующем. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения

1. Вещество для поверхностной обработки пигментов, содержащее соединения алюминия, отличающееся тем, что в качестве соединений алюминия оно содержит, мас. %: AlO(OH) - 3-75 AlO(OH)+Al 2 O 3 аморфный - 3-50 -Al 2 O 3 - 3-85 2. Вещество по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит одно или несколько соединений кальция в количестве 0,05-3 мас. % в пересчете на СаО от Al 2 O 3 .

3. Вещество по п. 1 или 2, отличающееся тем, что дополнительно содержит одно или несколько соединений магния в количестве 0,05-3 мас. % в пересчете на MgO от Al 2 O 3 .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области неорганической химии и предназначено для модификации пигментов, преимущественно двуокиси титана, а также свинцового крона, железоокисных пигментов; может быть использовано при производстве лакокрасочных материалов, пластмасс и других веществ, потребляющих пигменты.

Наиболее распространенными веществами, используемыми для модификации пигментов с целью снижения их фотохимической активности (изменение цвета в течение времени, меление), улучшения диспергируемости в различных связующих, а также снижения показателя укрывистости являются вещества, содержащие соединения алюминия, в частности гидроксиды алюминия.

Известно вещество, содержащее гидроксиды алюминия и кремния, см. патент Франции 2005630, 1970.

Недостатками этого вещества является то обстоятельство, что оно содержит, как минимум, два основных модифицирующих соединения, необходимых для того, чтобы сбалансировать соотношение гидрофильных и гидрофобных свойств поверхности пигментов; кроме того, гидроксиды имеют недостаточно тонкодисперсную структуру, что приводит к ухудшению диспергируемости обработанных гидроксидами пигментов в связующем, а также обусловливает повышенные значения показателя укрывистости.

Известно также вещество для модифицирования пигментного диоксида титана, содержащее оксиды алюминия и кремния при соотношении 0,55-0,65/ 0,35-0,45, см. патент РФ 2042693 по классу С 09 С 1/36 от 19.06.93.

Недостатком этого вещества является, в первую очередь, то, что пигмент под его воздействием приобретает абразивные свойства.

Известно вещество для поверхностной обработки пигмента из двуокиси титана, включающее соединения алюминия в виде оксида алюминия, см. патент РФ 2162869 по классу С 09 С 1/36, от 28.04.1998.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Его недостатками являются: - малая химическая активность, вследствие чего увеличивается длительность процесса обработки пигмента; - придание пигменту абразивных свойств вследствие высокой твердости Аl 2 О 3 ; - малое влияние на снижение фотохимической активности обработанного пигмента; - недостаточная диспергируемость обработанных веществом пигментов в связующем; - высокие значения показателя укрывистости.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи повышения химической активности вещества для поверхностной обработки пигментов, уменьшение абразивных свойств обработанного пигмента, а также существенное снижение его фотохимической активности, уменьшение показателя укрывистости, улучшение диспергируемости в связующем.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что вещество для поверхностной обработки пигментов, содержащее соединения алюминия, в качестве соединений алюминия содержит, в мас.%: АlO(ОН) - 3-75 АlO(ОН)+Аl 2 О 3 аморфный - 3-50 -Аl 2 О 3 - 3-85 при этом вещество может дополнительно содержать одно или несколько соединений кальция в количестве 0,05-3 мас.% в пересчете на СаО от Аl 2 О 3 ; при этом вещество может дополнительно содержать одно или несколько соединений магния в количестве 0,05-3 мас.% в пересчете на MgO от Аl 2 О 3 .

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

Заявленное вещество имеет весьма большую химическую активность, благодаря чему его можно применять для поверхностной обработки пигментов в виде сухого порошка, тогда как все остальные вещества этого назначения могут быть использованы только в жидких средах. Благодаря этому значительно упрощается и удешевляется процесс обработки пигмента, т.к. исключается необходимость фильтрационного оборудования при обработке пигмента, а также для последующей сушки обработанного пигмента. Поскольку оксид алюминия представлен в аморфном виде и в виде -Аl 2 О 3 , резко снижаются абразивные свойства.

Высокая химическая активность вещества обусловливает его твердофазное взаимодействие с активными центрами на поверхности пигмента, что обеспечивает значительное снижение фотохимической активности пигмента; в противном случае эти центры реагировали бы с квантами светового излучения. Тонкодисперсная структура вещества обеспечивает хорошую диспергируемость обработанных им пигментов в связующем и, соответственно, снижение значений показателя укрывности.

Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Вещество в конкретном примере может быть получено следующим образом.

В стакан емкостью 1 л заливают раствор алюмината натрия с концентрацией 100 г/л. Через раствор пропускают углекислый газ в количестве 10 л в течение 1 часа. Осадок фильтруют и промывают небольшим количеством дистиллированной воды - 20 мл до достижения остаточного содержания водорастворимых солей 0,2 мас.% по отношению к сухому веществу. Осадок подвергают термообработке в течение 1 часа при температуре в диапазоне от 300 до 900 o С в присутствии карбоната магния, после чего охлаждают до 20-25 o С. Варьируя температуру термообработки осадка, можно получать то или иное содержание фаз получаемого вещества для поверхностной обработки пигментов, содержащего соединения алюминия. При более низких температурах преобладает Аl(ОН) - бемит, при более высоких - -Аl 2 О 3 , при средних значениях температур преобладает АlO(ОН)+Аl 2 O 3 аморфный.

Пример 1 Термообработку производили при 300 o С. Полученное вещество для поверхностной обработки пигментов, содержащее соединения алюминия, содержало, в мас. %: AlO(OH) - 75 АlO(ОН)+Аl 2 O 3 аморфный - 20 -Al 2 O 3 - 5 Пример 2 Термообработку производили при 550 o С в присутствии карбоната кальция. Полученное вещество содержало, мас.%: AlO(OH) - 30 АlO(ОН)+Аl 2 O 3 аморфный - 39 -Аl 2 О 3 - 30 СаСО 3 в пересчете на СаО от Аl 2 О 3 - 1 Пример 3 Термообработку производили при 850 o С в присутствии карбоната кальция и карбоната магния. Полученное вещество содержало, мас.%: AlO(OH) - 5 АlO(ОН)+Аl 2 O 3 аморфный - 12 -Al 2 O 3 - 80 СаСО 3 в пересчете на СаО от Аl 2 О 3 - 1,5 MgCO 3 в пересчете на MgO от Аl 2 О 3 - 1,5 Веществом по примерам 1-3 была обработана двуокись титана марки Р-1 с размером частиц менее 20 мкм. Обработка происходила в сухом виде, при этом обрабатываемый пигмент не подвергался ни промывке на фильтре, ни сушке.

Показатели пигмента, обработанного заявленным веществом по примерам 1-3, приведены в таблице.

Предложенное вещество включает недефицитные и недорогостоящие компоненты, для его производства используется стандартное химическое оборудование, что обусловливает соответствие изобретения критерию "промышленная применимость".