close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12024

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 09C 1/00
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ ПИГМЕНТОВ
(21) Номер заявки: a 20071392
(22) 2007.11.19
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт общей и
неорганической химии Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Кошевар Василий Дмитриевич; Шкадрецова Валентина Георгиевна; Потронникова Ирина Николаевна (BY)
BY 12024 C1 2009.06.30
BY (11) 12024
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт общей
и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) RU 2182160 C2, 2002.
US 6911073 B2, 2005.
DE 10120179 A1, 2002.
US 5228912 A, 1993.
EP 0117522 A2, 1984.
JP 59-86662 A, 1984.
RU 2106372 C1, 1998.
SK 280047, 1999.
(57)
1. Способ получения цветного пигмента путем нанесения на поверхность ядрообразующего вещества тонкого слоя водной дисперсии цветообразующего агента и связующего вещества с последующей сушкой, отличающийся тем, что предварительно смешивают
водную дисперсию цветообразующего агента и связующего вещества, в качестве цветообразующего агента используют антрахиноновые, фталоцианиновые или азосодержащие
красители в количестве 6-15 мас. %, в качестве связующего используют дисперсию стиролакрилового сополимера в количестве 6-14 мас. %, ядрообразующее вещество и смешанную дисперсию берут в соотношении 1 : (1,3-1,4), а сушку проводят при 40-80 °С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ядрообразующего вещества используют диоксид кремния, слюду, мел или оксид цинка.
Изобретение относится к технике получения цветных пигментов и может быть использовано в лакокрасочной промышленности и в строительстве для производства воднодисперсионных красок, колеровочных паст, сухих строительных смесей и т.д.
Известен способ получения пигмента [1], заключающийся в том, что пигментные частицы имеют ядро, состоящее из плоских частиц толщиной 1 нм - 1 мкм, чаще 1-300 нм оксидов металлов, кремнезема, графита, Fe2O3, MoS2, талька, стекла и полимерного
покрытия, состоящего на 6-95 % из атомов С и на 5-25 % из N, баланс до 100 % дополнен
атомами Н, О, S, а процесс получения пигментных частиц включает следующие этапы: а)
создание суспензии частиц в жидкости; б) добавление к суспензии поверхностного модификатора, катализатора полимеризации отдельно или вместе; в) перед этапом (б) или после него добавление полимера, содержащего атомы N и С или мономеры, способные
полимеризоваться в названный полимер; г) получение полимерного покрытия на поверхности плоских частиц; д) выделение плоских частиц с покрытием из суспензии; е) нагрев
плоских частиц с полимерным покрытием при 100-1000 °С в газовой среде.
BY 12024 C1 2009.06.30
Недостаток этого способа заключается в том, что процесс получения имеет длительные и энергоемкие технологические операции.
Известен способ получения цветных пигментов [2], заключающийся в том, что на частицы слюды, стекла, Аl2О3, SiO2 или TiO2 пластинчатой формы наносят покрытие из материала с показателем преломления n>1,8 толщиной 20-200 нм, бесцветное покрытие с
показателем преломления n≤1,8 толщиной 10-100 нм; бесцветное покрытие с n>1,8 толщиной 20-200 нм; покрытие, пигментированное органическими пигментами, берлинской
лазурью, ванадатом Bi, гетитом, алюминатом Со или магнетитом с размерами частиц 1500 нм, и защитный слой. Пигмент в форме гранул, хлопьев или брикетов получают, осаждая на частицы пластинчатой формы покрытие в водной среде, а затем высушивая и гранулируя или брикетируя.
Недостатком этого способа является сложная технология получения, в частности требуются нанесения промежуточных слоев со строго определенными толщиной и оптическими свойствами.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является
способ получения пигментов путем нанесения на поверхность частичек слюды тонкого
слоя цветообразующего агента при использовании связующих веществ для его отверждения и достижения необходимой адгезии к поверхности частичек слюды - цинковых белил
или оксида цинка, натриевого жидкого стекла или натрия кремневокислого [3] - прототип.
Нанесение тонкого слоя красящего агента на поверхность частичек слюды осуществляется
при интенсивном перемешивании водной суспензии, имеющей состав в мас. %: цинковые
белила или оксид цинка - 2-3, пигмент - 2-5, полифосфат натрия - 0,3-0,6, натриевое жидкое
стекло или натрий кремневокислый в пересчете на Nа2SiO3 - 2-5, частички слюды - 20-35,
вода остальное. Частички слюды с нанесенным жидким слоем пигмента и связующих
веществ, отделяют от водного раствора фильтрацией, высушивают при температуре не
выше 35 °С в течение не менее 12 ч, термически обрабатывают при 100-110 °С в течение 2 ч,
затем их охлаждают при температуре окружающей среды, измельчают, отмывают водой
от избытка пигмента и связующих веществ и высушивают при 20-110 °С.
Недостатком этого способа является многостадийный и длительный технологический
процесс получения пигмента, требующий утилизации промывных вод.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в создании безотходной энергосберегающей технологии получения, расширении цветовой гаммы пигментов с заданной
химией поверхности. Технический результат достигается способом получения пигментов
путем нанесения на поверхность ядрообразующих веществ (диоксида кремния, слюды,
мела или оксида цинка) предварительно смешанной водной дисперсии, включающей цветообразующие агенты и связующее. В качестве цветообразующих агентов используют органические красители - атрахиноновые, фталоцианиновые или азосодержащие - в количестве
6-15 мас. %, в качестве связующего - дисперсию стиролакрилового сополимера в количестве 6-14 мас. %. Соотношение ядрообразующего вещества и смешанной дисперсии составляет 1 : (1,3-1,4), сушку проводят при 40-80 °С.
Пример 1.
Для изготовления пигмента голубого цвета использовали аэросил (диоксид кремния)
ТУ РБ 400069905.025-2005 дисперсностью 0,5-15 мкм, дисперсию пигмента фталоцианинового голубого ТУ 2463-125-05800142-2003, стиролакриловый сополимер - дисперсию
"Липатон АЕ 4620".
Для изготовления смешанной дисперсии цветообразующего агента и связующего взвешивали компоненты: 35 г дисперсии "Липатон АЕ 4620", 35 г дисперсии фталоцианинового
голубого и 430 г воды (пример 1 таблицы). Все компоненты помещали в диспергирующую
установку, работающую в режиме дисольвера, и перемешивали в течение 20 мин. Затем
взвешивали 370 г аэросила (соотношение аэросила и дисперсии 1 : 1,35) и медленно засы2
BY 12024 C1 2009.06.30
пали в смешанную дисперсию цветообразующего агента и связующего, находящуюся в
диспергирующей установке. Диспергирование продолжали в течение 30-40 мин.
Полученную таким образом смесь помещали в поддон-упариватель и высушивали, периодически перемешивая, при температуре 80 °С до порошкообразного состояния.
Пример 2.
Для изготовления пигмента желтого цвета использовали мел по ГОСТ 17498-72, дисперсию желтого пигмента ТУ 2463-125-05800142-2003, стиролакриловый сополимер дисперсию "Липатон АЕ 4620".
Для изготовления смешанной дисперсии цветообразующего агента и связующего
взвешивали следующие компоненты: 50 г дисперсии "Липатон АЕ 4620", 75 г дисперсии
желтого пигмента и 375 г воды (пример 2 таблицы). Все компоненты помещали в диспергирующую установку, работающую в режиме дисольвера, перемешивали в течение 20 мин.
Потом взвешивали 360 г мела (соотношение аэросила и смешанной дисперсии 1 : 1,39) и
медленно засыпали в смешанную дисперсию цветообразующего агента и связующего, находящуюся в диспергирующей установке, и диспергировали в течение 30-40 мин. Полученную таким образом смесь помещали в поддон-упариватель и высушивали, периодически
перемешивая, при температуре 60 °С до порошкообразного состояния.
Пример 3.
Для изготовления красного пигмента использовали слюду ТУ 5725-005-4070-56842001, дисперсию красного пигмента по ТУ 2463-125-05800142-2003, стиролакриловый сополимер - дисперсия "Липатон АЕ 4620".
Для изготовления смешанной дисперсии цветообразующего агента и связующего взвешивали следующие компоненты: 35 г дисперсии "Липатон АЕ 4620", 50 г дисперсии красного
пигмента и 415 г воды (пример 3 таблицы). Все компоненты помещали в диспергирующую
установку, работающую в режиме дисольвера, перемешивали в течение 20 мин. Потом
взвешивали 380 г слюды (соотношение слюды и дисперсии 1 : 1,32) и медленно засыпали
в смешанную дисперсию цветообразующего агента и связующего, находящуюся в диспергирующей установке. Продолжительность диспергирования - 30-40 мин. Полученную таким
образом смесь помещали в поддон-упариватель и высушивали, периодически перемешивая, при температуре 40 °С до порошкообразного состояния.
В примере 5 (таблица) в качестве ядрообразующих веществ использовали оксид цинка
марки БЦОМ по ГОСТ 202-84, а в примере 6 (таблица) - диоксид титана пигментный марки Р-02, изготовление пигмента проводили так же, как в примерах 1-3.
Остальные примеры получения пигментов выполнялись аналогичным образом. Для
оценки свойств цветных пигментов были выбраны следующие параметры: оптическая
плотность, визуальная оценка внешнего вида полученного пигмента, устойчивость к действию горячей воды.
Оптическую плотность определяли на денситометре X-Rite серии 500.
Оценку внешнего вида определяли визуально.
Для определения устойчивости окраски пигментов и адгезии оболочки к ядрообразующему веществу их подвергали кипячению в воде в течение 2 ч. Устойчивость окраски
определяли визуально, сравнивая с образцами, не подвергавшимися кипячению.
Результаты влияния различных технологических параметров на свойства пигментов
приведены в таблице.
В результате проведенных опытов было установлено, что для создания пигментов с
хорошей насыщенностью цвета количество цветообразующего агента должно составлять
6-15 мас. %, увеличение их количества свыше 15 мас. % не приводит к значительному увеличению оптической плотности пигментов. При уменьшении концентрации цветообразующего вещества менее 6 % пигменты получаются недостаточно насыщенного цвета (с
малой оптической плотностью).
3
BY 12024 C1 2009.06.30
Количество цвеПри- тообрамеры зующего
агента,
мас. %
1
2
Соотношение
Колиядрообра- Темпечество
ратура
зующего
связуювещества и сушки,
щего,
смешанной
°С
мас. %
дисперсии
3
4
5
Внешний вид
Устойчивость
к кипячению
в воде
6
7
Мелкодисперсный
Устойчив
порошок, цвет голубой
Оптическая
плотность
8
1
7,0
7,0
1:1,35
80
2
10,0
15,0
1:1,39
60
Мелкодисперсный
Устойчив
порошок, цвет желтый
-
3
6,0
10
1:1,32
40
Мелкодисперсный
Устойчив
порошок, цвет красный
1,65
4
5,0
7,0
1:1,4
80
Мелкодисперсный
порошок, цвет розовый Устойчив
бледный
1,44
5
10,0
7,0
1:1,4
80
Мелкодисперсный
Устойчив
порошок, цвет красный
1,85
Мелкодисперсный
порошок, цвет красный Устойчив
насыщенный
2,08
6
15,0
7,0
1:1,4
80
7
20,0
7,0
1:1,4
80
8
7,0
3,0
1:1,4
60
9
7,0
5,0
1:1,4
60
10
7,0
6,0
1:1,4
60
11
7,0
10,0
1:1,4
60
12
7,0
14,0
1:1,4
60
4
Мелкодисперсный
порошок, цвет красный Устойчив
насыщенный
Неустойчив,
Мелкодисперсный
наблюдапорошок, цвет голубой ется изменение
окраски
Неустойчив,
наблюдается неМелкодисперсный
значипорошок, цвет голубой
тельное
изменение окраски
Мелкодисперсный
Устойчив
порошок, цвет голубой
У стой
Мелкодисперсный
ЦТЛ
порошок, цвет голубой
DTHD
Визуально незначительно увеличиваются
Устойчив
размеры частиц порошка, цвет голубой
-
2,08
-
-
-
-
BY 12024 C1 2009.06.30
1
2
3
4
5
13
7,0
15,0
1:1,4
60
6
7
Порошок липкий, размеры частиц заметно Устойчив
увеличиваются
8
-
14
10
7
1:1,4
90
Мелкодисперсный
порошок, наблюдается
Устойчив
незначительное изменение цвета
15
10
7
1:1,4
100
Мелкодисперсный
порошок, наблюдает- Устойчив
ся изменение цвета
1,7
-
-
16
7
7
1:1,28
80
Мелкодисперсный
порошок светло-желтоУстойчив
го цвета, много белых
неокрашенных частиц
17
7
7
1:1,42
80
Мелкодисперсный
Устойчив
порошок желтого цвета
1,75
Для создания тонкой прочной оболочки с необходимой адгезией на поверхности ядрообразующих веществ концентрация связующего должна составлять 6-14 %. Так, увеличение концентрации свыше 14 % приводит к увеличению толщины оболочки пигментов
(увеличению размера частиц). Уменьшение его концентрации менее 6 % приводит к созданию весьма тонкой оболочки, что отрицательно сказывается на прочности и ее адгезии
к ядрообразующему веществу (устойчивости к действию горячей воды).
При увеличении массового соотношения ядрообразующего вещества и смешанной дисперсии цветообразующего агента и связующего 1 : 1,29 не удалось получить равномерно
окрашенный качественный продукт, встречаются белые неокрашенные частицы. Уменьшение этого соотношения экономически нецелесообразно, так как дисперсия имеет низкую вязкость и требуется более длительный процесс сушки, что приводит к расходу
цветообразующих агентов и связующего, а также увеличению затрат электроэнергии.
При увеличении температуры сушки выше 80 °С могут происходить процессы, искажающие цветотон и снижающие интенсивность окраски пигментов по сравнению с цветом
пигментов, высушенных при оптимальной температуре. Проведение сушки при температуре ниже 40 °С значительно увеличивает продолжительность процесса получения пигментов.
Предлагаемые пигменты-наполнители могут быть получены на типовом оборудовании
цехов лакокрасочной промышленности.
Источники информации:
1. Патент ЕПВ 0982376, МПК 7 С 09 С 1/00
2. Заявка Германии 10120179, МПК 7 С 09 С 1/00.
3. Патент России 2182160, МПК 7 С 09 С 1/00 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
101 Кб
Теги
патент, by12024
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа