CS224792B1

CS224792B1 - Barevné pigmenty s lístkovou strukturou a způsob /jejich přípravy

Info

Publication number: CS224792B1
Application number: CS57882A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Dr Ing Nedorost; Alexander Ing Palffy; Kvetoslava Halamova; Dagmar Ing Jirakova; Linhart Sladecek
Original assignee: Nedorost Miroslav; Palffy Alexander; Kvetoslava Halamova; Jirakova Dagmar; Linhart Sladecek
Priority date: 1982-01-28
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1984-01-16

Description

V posledních letech roste poptávka po perleťových pigmentech na bázi slídy v rozmanitých barvách i odstínech. Současné způsoby přípravy jsou velmi technologicky náročné a neodpovídají zcela požadavkům praktické aplikace.

Prosté přidávání organického barviva při aplikaci perleťových pigmentů v barvách a lacích, plastických hmotách, kosmetice kých přípravcích i jiných průmyslových výrobcích snižuje dosti značné perleťový lesk a zvyšuje množství barviva, což má značný ekonomický dopad na cenu výrobku.

Barvení perleťových pigmentů v suspenzi pouhým přidáváním barviva je rovněž neúčelné, protože část barviva se váže na částice pigmentu. Větší část barviva se nevysráží na částicích, ale většinou zůstává v suspenzi. Kromě toho je barvivo lehce smývatelné vodou i jinými polárními i nepolárními rozpouštědly.

Výhodnější je způsob vybarvování perleťových pigmentů pomocí laků, nejčastěji na bázi nlipiíku, kdy na vrstvičce hydroxidu hlinitého zabudovaného na povrchu pigmentu, jsou vázána organická barviva nebo jiné látky, které lze na barviva převést kopulačními reakcemi (viz Merck Patent GMBH 751 9088, Francie 1975)·

Tímto postupem lze obdržet kvalitní pigmenty, jejichž intenzita vybarvení závisí na množství vysráženého barviva a podmínkách srážení, t.j. pH a teploty.

Nevýhodou tohoto způsobu je poměrně složitý technologický* postup, který vyžaduje obyčejně dvojí srážení i dvojí filtraci.

Poměrně jednodušší je způsob podle ČS patentu AO 207 949, kde se nejprve na povrchu perleťového pigmentu vyloučí gel kyselí-: ny křemičité a na takto upravený pigment je možné adsorbovat kationoidní barviva nebo barviva anionoidní, na kterých jsou anionoidni skupiny blokovány kationoidním tenzidem. Tento způsob, i když je velmi jednoduchý, je dosti choulostivý na tvorbu nežádoucích

-κ

224 792 shluků barviva a oxidu křemičitého*. Taktéž dochází k vymývání barviva v acetonu a alkoholu.

V obou uvedených způsobech převádí se organické barvivo v nerozpustnou formu. V prvém případě chemickou cestou a v druhém případě adsopbcí na gelu oxidu křemičitého.

Zajímavá je příprava šedých perleťových pigmentů podle NSR Pat. spisu 2557 796, při nichž se vychází ze základního perleťového 'pigmentu, na který se nanášejí saze spolu s oxidem hlinitým.

Předmětem vynálezu jsou· barevné pigmenty na bázi slídy nebo šupinek slídy pokrytých vrstvou kovových oxidů, které se dodatečně povlékají organickými barevnými pigmenty a upevňují se na jejich povrch pomocí kovových hydroxidů, nejlépe hydroxidu hlinitého, nebo hydrolýzou alkalického křemičitanu.

Podstata přípravy barevného perleťového pigmentu spočívá v tom, že se vodná suspenze slídy nebo perleťového pigmentu smísí s vodnou disperzí organického barevného pignentu. Nato se suspenze zahřeje na >0 až 30°C, Když se dosáhne reakční teploty, začne se s povlekáním organickým barevným pigmentem. K suspenzi se zvolna dávkuje roztok kovové soli, nebo alkalického křemičitanu. Současně se dávkuje roztok alkalického hydroxidu a pH se udržuje na konétantní hodnotě 3 až 9, u hlinité soli nejlépe v rozmezí pH 6 až 6,5, nebo roztok zředěné minerální kyseliny. Pak se suspenze míchá ještě asi 1 hodinu.Následuje separace pigmentu, dokonalé promytí demineralizovanou vodou a sušení do 160°C.

Pro přípravu vysoce kvalitních barevných perleťových pigmentů platí tyto zásady :

Všeobecně se používá množství organického barevného pigmentu od 1 do 100 mg/g podkladového materiálu. Rozměr částic barevného organického pigmentu nemá přesahovat 0,5 jim. Substrát s velkou měrnou povrchovou plochou přijímá více organického barevného pigmentu než substrát s malou povrchovou plochou. Pro perleťové pigmenty na bázi oxidu titaničitého může být fixováno na povrchu cca 10 až 20 mg organického barevného pigmentu na 1 m² povrchu plochy, čímž se obdrží pigmenty ^vrstvou organického barevného pigmentu od 0,1 až do 15 % vá!L<^^r~^rípadě příliš velkého nadbytku organicz keho barevného pigmentu zůstane část v suspenzi a /Vy sráží se na podkladových částicích, čímž se podstatně snižuje lesk perleťového pignentu.

224 792

Metalické soli, z nichž lze vysrážet hydroxidy, mohou být jakékoliv rozpustné soli, které lze bydrolyzovat zásadami nebo kyselinami. Zvláště vhodné jsou soli hliníku, železa dvojmocného a trojmocného, ohromu, titanu, zirkonu, zinku, cínu, kobaltu a niklu. Ánionty těchto solí se neúčastní reakce, a proto je možné je volit Ovlivňují především rozpustnost kovové soli.

Zvláště výhodnými solemi hliníku mohou být sírany, chloridy, dusičnany ,které lze hydrolyzovat zásadami, nebo také alkalické hlinitany, které lze hydrolyzovat kyselinami. Hoztoky kovových solí se udržují v čiré formě pomocí přebytku kyseliny. Koncentrace použitého roztoku nejsou omezujícími hodnotami, ale zpravidla se pro účelnost udržují v rozmezích od 5 do 500 g/1. Jakmile byla seřízena hodnota pH pro srážení, je nutné ji udržovat na stejné výši po celou dobu srážení, abychom obdrželi pigment s dobrými vlastnostmi barevnými a zpracovatelskými. V případě srážení solí hliníku může být pH v rozmezí 4 až 8, nejlépe 6 až 6,5, soli titanu a zirkonu hydrolyzují při pH od 1,5 do 3, soli cínu od 1,5 do 5, soli železa, mědi, zinku, niklu a kobaltu se nejlépe srážejí při hodnotách pH. od 5 do 10. Při použití alkalického křemičitanu je výhodné srážení zředěnou minerální kyselinou při konstantním pH 3 až 6, nejlépe 4.

Pro srážení lže použít jakékoliv alkalické soli, hydroxid sodný, draselný, čpavek nebo organické zásady. Přidávání roztoku kovové soli se reguluje takovým způsobem, aby se kovový hydroxid kvantitativně vysrážel na podkladovém materiálu a částice organického barevného pigmentu se ukládaly současně s kovovým hydroxidem. Tímto způsobem se částice organického barevného pigmentu vměšují do sraženiny a jsou tudíž pevně fixovány na podkladovém substrátu. £o dokončení srážecího procesu je obdržený pigment zpracován obvyk lým způsobem tak, že se separuje z reakční směsi a promyje vodou.

Podíl organického barevného pigmentu podle tohoto vynálezu se pohybuje od 0,2 do 20 %, nejlépe 3 až 5 %, vztaženo na celkovou -váhat pigmentu.

podíl vysráženého kovového hydroxidu je rozdílný a je závislý na použitém podkladovém materiálu a také na požadovaných vlastnostech hotového výrobku.

224 792

Všeobecně je nejlepší, když krycí vrstva má tloušíku od 0,5 do 40 nm. Ve speciálních případech může být i výhodně jší krycí vrstva. Poměr organického barevného pigmentu a kovového hydroxidu může se pohybovat až 10 : 1, nejlépe 2 : 1 a 3 ί 1.

Jako organické barevné pigmenty se nejlépe osvědčily barevné pigmenty vyráběné ve Východočeských chemických závodech v Bybitví a prodávabé pod obchodní značkou Spoloxylová a versatinová azobarviva. Jsou nerozpustná ve vodě a v běžných organických rozpouštědlech. Jejich předností'je dobrá stálost, zejména na světle, mísí se v libovolném poměru s vodová proto se používají všude tam, kde práškové pigmenty nevyhovují pro svou vysokou odpudivost k vodě.

Jako příklad uvádíme chemické složení použitých barviv :

Spoloxylová Versatinová

Spoloxylová

Spoloxylová modř B červeň KGL žluí G zeleň BG

- Cu - ftalocyanin β fc iwv

- anilid kysv p-hydrox^-4-(2,5-dichlorfenylazo)-2-naftoové

- 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-hydrox.y krotonanilid

- směs 2-(2-nitro-4-metylfenylazoJ-3-hydroxikrotonaniiidu a Cu - ftalocyaninu.

Pro barvení perletových pigmentů je možné používat i jiné organické pigmenty dobře mísitelné s vodou, nerozpustné ve vodě, polárních i nepolárních rozpouštědlech.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá v tom, že tímto způsobem je možné připravit kvalitní barevné perleíove pigmenty ve všech barvách a odstínech jednodušším způsobem nežli je uvedený v současné patentové literatuře.

Příklad 1 g slídy o měrném povrchu 3,5 m /g se rozplaví v 500 ml vody. Takto obdržená suspenze se smísí za míchání s disperzí Cu-ftalocyaninu v množství 1,5 g a zahřeje se na 70°C. Když se dosáhne reakční teploty, započne se se srážením. Za tím účelem se zvolna přidává roztok 2,0 g hexahydrátu chloridu hlinitého ve 100 ml vody. Současným přidáváním 5$ roztoku hydroxidu sodného se udržpje konstantní hodnota pH 6,0 - o,2. Tato směs se míchá asi 1 hodinu.

,ζ*

-δ224 792

Následuje filtrace pignentu, promytí demineralizovanou vodou a sušení do 16O°C.

Barevný pigment obsahuje 96,3 % slídy, 2,9 % organického pigmentu, a 0,81 oxidu hlinitého. Práškový pigment má modrou barvu.

Příklad 2

Postup jako u příkladu 1 jen s tím rozdílem, že se místo slídy použije stříbrný perleťový pigment. Práškový perleťový pigment má modrou barvu s vysokým leskem.

Příklad 3

Postup jako u příkladu 1 jen s tím rozdílem, že se místo slídy použije zlatý perleťový pigment. Práškový pigment má zlatozelenou barvu s dobrým leskem.

Příklad 4

Postup jako u příkladu 2 jen s tím rozdílem, že* se místo Cu-ftalocyaninu. použije anilid kyseliny 3-hydrox^-4-(2,5-dichlorfenylazo)-2-naftoové. Práškový pigment má červenou barvu s vysokým leskem.

Příklad p

Postup jako u příkladu 2 jen s tím rozdílem, že se místo Cu-ftalocyaninu použije směs 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-bydroxjtxrotonanilidu a Cu-ftalocyaninu. Práškový pigment má zelenou barvu s vysokým leskem.

Příklad 6

Postup jako u příkladu 2 jen s tím rozdílem, že se použije 1,5 g směsi skládající se ze 75 dílů 2-(2-nitro-4-metylfenylazo)-3-hydroxykrotonanilidu, 22 dílů anilidu kyseliny 3-hydrox^-4-(2,5-dichlorfenylazo)-2-naftoové a 3 dílů Cu-ftalocyaninu. Perleťový pigment má hnědou barvu· s vysokým leskem.

'-'é ~

Příklad 7

224 792

Postup jako u příkladu 1 s tím rozdílem, že místo chloridu hlinitého se dávkuje roztok 2 g křemičitanu sodného ve 100 ml' vody arniko roztoku hydroxidu sodného se dávkuje 5^ roztok kyseliny sírové.

Práškový pigment má modrou barvu.

Příklad 8

Postup jako u příkladu 1 až 7's tím rozdílem, že se místo *

roztoku chloridu hlinitého dávkuje roztok 2 g hexahydrátu chloridu železitého ve 100 ml vody.

Barevný pigment obsahuje 96 % slídy, 2,9 % organického pigmentu a 1,1 % oxidu -železitého.

jí·

Příklad 9

Postup jako u příkladu 1 až 7 s tím rozdílem, že se místo roztoku chloridu hlinitého dávkuje roztok 2 g heptabydrátu síranu zinečnatého ve 100 ml vody. Barevný pigment obsahuje 96 % slídy, 2,9 % organického pigmentu a 1,1 % oxidu zinečnatého.

Claims

PŽEDMĚT vynálezu

224 792

1. Barevné pigmenty s lístkovou strukturou na bázi slídy nebo šupinek slídy pokrytých kovovými oxidy, vyznačující se tím, že jsou dodatečně povlečeny vrstvou barevných organických azopigmentů v množství 0,1 až 20 %, s výhodou 1 až 3 vztaženo na hmotnost pigmentu jako celku, upevněnou kovovým hydroxidem nebo oxidem křemičitým.
2. Způsob výroby barevných pigmentů s lístkovou strukturou podle bodu 1, vyznačující se tím, že se vodná suspenze slídy nebo šupinek slídy pokrytých kovovými oxidy smísí s vodnou disperzí azopigmentů a pak se přidává roztok kovové soli a roztok alkalického hydroxidu při konstantní hodnotě pH.
3. Způsob výroby barevných pigmentů s lístkovou strukturou podle bodu 1, vyznačující se tím, že se vodná suspenze slídy nebo šupinek slídy pokrytých kovovými oxidy smísí s vodnou disperzí azopigmentů a pak se přidává roztok křemičitanu sodného a minerální kyseliny při konstantní hodnotě pH.