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Verfahren zur Vernunderung der Löslichkeit von Zinkgelben Ein Nachteil
der handelsüblichen Zinkgelbe besteht darin, daß sie merklich wasserlöslich .sind.
In Wasser aufgeschlämmt, ergeben sie mehr oder weniger stark gelb gefärbte Lösungen.
Es besteht daher ein Bedürfnis, die Zinkgelbe in dieser Hinsicht zu verbessern.
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Es wurde nun gefunden, daß die schwer löslichen Phosphate der Ortho-,
Pyro- oder Metaphesphorsäure des Bariums, Bleies, Strontiums und Calciums,wenn sie
den Zinkgelben einverleibt werden, deren Wasserlöslichkeit weitgehend herabsetzen
und gegebenenfalls derart vermindern, daß die wässerige Phase von Aufschlämmungen
der Fertigprodukte nahezu oder ganz ungefärbt ist.
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Der Grad der Löslichkeitsverminderung des Zinkgelbes ist dabei von
der Art der Base und der Art der mit ihr jeweils verbundenen Phosphorsäure sowie
von der Bemessung der Mengen der einzuverleibenden Phosphate abhängig, wobei sich
durch Vorversuche ohne Schwierigkeiten feststellen läßt, wie hoch der Wirkungsgrad
im Einzelfall ist.
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Eine verminderte Löslichkeit der Zinkgelbe durch Einverleiben von
Phosphaten bis zur praktischen Unlöslichkeit kann sowohl auf nassem als auch erforderlichenfalls
auf trokkenem Wege Herreicht werden.
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Bei Anwendung des nassen Weges ist es am zweckmäßigsten und vorteilhaftesten,
wenn man unter Rühren in die Suspension von Zinkgelb die beiden Lösungen, nämlich
einerseits die Phosphatlösung, z. B. Tri-, Di- oder Mononatriumphosphatlösung bzw.
eine Pyro-oder Metaphosphatlösung, und andererseits die Metallsalzlösung gleichzeitig
,einlaufen läßt. Man kann aber auch derart verfahren, daß man in die Suspension
des Zinkgelbes zuerst die Phosphatlösung und dann die Metallsalzlösung einführt
oder umgekehrt. Weiterhin kann man zuerst das lösliche Metallsalz
mit
dem Phosphat in wässeriger Lösung umsetzen und dann das Zinkgelb einrühren. Schließlich
kann man auch das für sich ausgefällte Phosphat, gegebenenfalls nachvorheriger Abtrennung
von der Mutterlauge, mit der Suspension des Zinkgelbs vereinigen usw. In jedem Fall
kann man jeweils die Art der Ausfällung nach Maßgabe der besten Wirkungen auswählen.
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Es hat sich ferner überraschenderweise gezeigt, daß schon ein trockenes
Vermischen der ausgefällten, schwer löslichen Phosphate mit den Zinkgelben zu dem
Effekt führt, die zu große Löslichkeit des Zinkgelbes weitgehend zu vermindern.
Hierfür eignen sich insbesondere die Metallphosphatverbindungen, die auch bei der
Ausfällung jeweils die besten Ergebnisse zeigen. In diesem Fall ist es zweckmäßig,
ein nicht gealtertes, vorsichtig getrocknetes Phosphat zu verwenden, da andernfalls
die Wirkung ungenügend sein kann.
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Im vorstehenden ist bereits gesagt worden, daß der zu erzielende Grad
der Löslichkeitsverminderung durch die Art der verwendeten Base, aber auch im Zusammenhang
mit der Art der verwendeten Phosphorsäurekomponente und der Menge der einverleibten
Phosphate und der Herstellungsart bis zu einem gewissen Grad beeinflußt wird.
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Beispielsweise werden bei Bariumphosphaten besonders gute Wirkungen
bei Einverleibung von Ortho- und Pyrophosphaten erzielt, aber auch durch Meterphosphat
wird die Löslichkeit des Zinkgelbs nahezu ebenso stark herabgesetzt. Auch trocken
hergestellte Kombinationen von Ortho- oder Pyro- oder Metanatriumphosphat mit Zinkgelb
ergeben sehr gute Wirkungen. Sehr günstig verhalten sich auch die Bleiphosphate
in jeder Form. Von Strontiumphosphaten ist insbesondere das Pyrophosphat zu empfehlen,
das sich wie die entsprechende Bariumverbindung verhält. Gute Wirkungen werden auch
mit Meter- und Orthophosphat .erreicht. Bei Calciumphosphaten werden mit den Pyro-
und Meterphosphaten starke Löslichkeitsverminderungen des Zinkgelbes herbeigeführt.
Bei Verwendung von Mono- oder Diorthophosphaten werden zuweilen durch einen Zusatz
von Alkali, z. B. in Form von Soda, bessere Wirkungen erzielt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Verminderung der Löslichkeit
des Zinkgelbes Bariumwolframat zu verwenden. Wolframate besitzen jedoch einen so
hohen Eigenwert, daß es wünschenswert ist, an ihrer Stelle andere Verbindungen zu
benutzen. Weiterhin ist zu bemerken, daß nicht alle schwer löslichen Metallphosphate
brauchbar sind, um eine weitgehende bis praktisch vollständige Sch-,verlöslichkeit
des Zinkgelbes herbeizuführen. So werden z. B. mit Magnesium- und Aluminiumphosphaten
praktisch keine Wirkungen erzielt.
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Die nach vorliegendem Verfahren behandelten Zinkgelbe können für sich
als Farbpigment benutzt werden und zeigen im Farbton kaum einen Unterschied gegenüber
den unbehandelten Zinkgelben. Die mit Bleiphosphaten erzeugten Produkte weisen einen
etwas tieferen, kräftigeren gelben Farbton auf. Die neuen Produkte können ferner
mit den hierfür üblichen Verschnittmitteln versetzt werden.
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Die Verfahrensprodukte sind weich bzw. zerfallen sehr leicht beim
Zerkleinern und können deshalb schon durch leichtes Vermahlen in ein genügend feines
Farbpulver übergeführt werden, wobei ihre Schwerlöslichkeit vollkommen erhalten
bleibt. In Fällen, in denen .eine etwas höhere mechanische Beanspruchung erfolgt,
z. B. bei der Herstellung von Misch- und Substratfarben, wie u. a. von Grün, durch
Ausmischen von Gelb mit Blau und Schwerspat, empfiehlt es sich, die gleichzeitig
am schwersten löslichen und mechanisch stabilsten Produkte zu verwenden, da scharfkantige,
harte Substrate, wie Schwerspat u. dgl., besonders hohe Ansprüche an die Stabilität
der Zinkgelbe stellen. Die Stabilität kann erforderlichenfalls durch Steigerung
der Menge der bei der Herstellung der Produkte verwendeten Phosphate günstig beeinflußt
werden, so daß man in der Lage ist, vorzugsweise die jeweils schwer löslichen und
mechanisch stabilsten, insbesondere mit Bariumphosphaten hergestellten Zinkgelbe
für die Verwendung zur Erzeugung von derartigen Mischprodukten zu benutzen. Die
schwer löslichen Zinkgelbe haben ferner noch die vorteilhafte Eigenschaft, wesentlich
widerstandsfähiger gegen Erhitzen zu sein als die unbehandelten Zinkgelbe.
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In folgendem werden ,einige Beispiele angeführt, die,es jedem ermöglichen,
auf Grund der angegebenen Regeln schwer lösliche Zinkgelbe herzustellen: i. In eine
Suspension von 5o kg Zinkgelb in ioool Wasser l.äßt man während ungefähr 5 Minuten
3o kg Bariumchlorid, gelöst in Zoo 1 Wasser, und 31,2 kg Trinatriumphosphat, gelöst
in Zoo 1 Wasser, mit gleicher GeschwindigkeitunterRühreneinfließen. Man rührt sodann
noch 15 Minuten weiter, wäscht das Produkt mit Wasser aus und trocknet es wie bei
Zinkgelb üblich. Man erhält ein hochbeständiges, für die Herstellung von Grünmischungen
geeignetes Zinkgelb. Das behandelte Zinkgelb wurde ferner i Stunde auf etwa 2oo°
erhitzt, ohne daß es den Farbton wesentlich änderte. Das nicht behandelte Zinkgelb
zeigte im Vergleich hierzu, unter
den gleichen - Bedingungen erhitzt,
einen sch'mutzigbraunen Farbton.
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2. In eine Suspension von 5o kg Zinkgelb in ioool Wasser läßt man
unter Rühren eine Lösung von 30 kg Bariumchlorid in 2001 Wasser sowie eine
Lösung, ,enthaltend 29,4kg Dinatriumphosphat und 4,35 kg Soda, in Zoo 1 Wasser während
etwa 30 Minuten einfließen. Man setzt das Rühren noch 15 Minuten fort und
behandelt das Produkt weiter wie in Beispiel i. Man erhält ebenfalls ein für Grünmischungen
geeignetes Zinkgelb.
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3. In eine Suspension von 5o kg Zinkgelb in i ooo 1 Wasser läßt man
innerhalb i o Minuten unter Rühren 12,5 kg Bariumchlorid, gelöst in Zoo 1 Wasser,
sowie i 2, i 5 kg Dinatriumphosphat, ebenfalls gelöst in Zoo 1 Wasser, @einfließen.
Man rührt noch 15 - Minuten, wäsc'h't und trocknet das Produkt wie in Beispiel i.
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4. In eine Suspension von 5o kg Zinkgelb in ioool Wasser läßt man
unter Rühren 16,6kg Bleinitrat, gelöst in 4001 Wasser, und io,2 kg Natriummetaphosphat,
ebenfalls gelöst in 4001 Wasser, während etwa io Minuten einfließen. -Man rührt
noch 15 Minuten und wäscht und trocknet das Produkt wie in Beispiel i.
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5. In eine Suspension von 5o leg Zinkgelb in ioool Wasser läßt man
unter Rühren i 6, 6 kg Bleinitrat, gelöst in 2001 Wasser, und i3,okg Trinatriumphosphat,
gelöst in 2001 Wasser, während etwa io Minuten einfließen. Man rührt noch ungefähr
15 Minuten und wäscht und trocknet das Produkt wie in Beispiel i.
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6. In eine Suspension von 5o kg Zinkgelb in 8oo1 Wasser gibt man eine
Lösung von 13,7 kg Strontiumchlorid, gelöst in Zoo 1 Wasser, hinzu und läßt sofort
unter Rühren i 1,4 kg Natriumpyrophosphat (Na4P20z # io H20;), gelöst in 4001 Wasser,
während etwa 5 Minuten .einfließen. Man setzt das Rühren noch 15 Minuten fort, wäscht
und trocknet das Produkt, wie in Beispiel i angegeben.
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7. Zu -einer Suspension von 5o kg Zinkgelb in 8ool Wasser gibt man
eine Lösung von 5,7 kg Calciumchlorid, gelöst in Zoo 1 Wasser, hinzu und läßt sofort
unter Rühren 11,4 kg Natriumpyrophosphat, gelöst in 4001 Wasser, während etwa i
o Minuten einfließen. Man rührt noch 15 Minuten, wäscht und trocknet das Produkt,
wie in Beispiel i angegeben.
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B. Zu einer Lösung von 13 kg Trinatriurnphosphat in Soo 1 Wasser werden
innerhalb von i o Minuten i 2, 5 kg Bariumchlorid, gelöst in 2001 Wasser, unter
Rühren zugesetzt. Alsdann gibt man eine Aufschlämmung von 5okg Zinkgelb in 5ool
Wasser hinzu und rührt noch 30 Minuten. Man wäscht und trocknet das Produkt,
wie in Beispiel i angegeben.
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9. Zu einer Lösung von 15,6 kg Mononatriumphosphat in 5001 'Wasser
gibt man unter Rühren innerhalb von io Minuten 12,5 kg Bariumchlorid, gelöst
in 2001 Wasser, hinzu. Man läßt eine Aufschlämmung von 5o kg Zinkgelb in 5001 Wasserunter
Rühren einfließen und setzt das Rühren noch etwa 30 Minuten fort. Man wäscht
und trocknet das Produkt wie nach Beispiel i.
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i o. i o kg eines :frisch gefällten, ausgewaschenen und bei etwa.
5o° getrockneten Tribariumphosphates werden mit i o kg eines handelsüblichen Zinkgelbs
in trockenem Zustand innig vermischt.
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Wie bereits im vorstehenden erläutert wurde, sind nicht alle Phosphate
geeignet, eine weitgehende Löslichkeitsverminderung herbeizuführen. Die folgenden
Vergleichsversuche zeigen, daß hier recht erhebliche Unterschiede bestehen: Die
Löslichkeit der Produkte wurde in der Weise ermittelt, daß i Teil Substanz mit io
Teilen Wasser 3 Stunden lang gerührt wurde. Alsdann wurde abfiltriert. i oo ccm
der Lösung wurden in .einer Platinschale eingedampft und der Rückstand i Stunde
bei i i o° getrocknet.
| Rückstand |
| Ausgangsprodukt im Liter |
| Zinkgelb ........ » ............ 2,0 |
| - + Magnesiumphosphat . . 314 |
| - + Aluminiumphosphat. . 1,z7 |
| - -j- Bariumphosphat nach |
| Beispiel e . . . . . . . . . . 0,17 |
| - -f- Bariumphosphat nach |
| Beispiel 1o ......... 0,17 |
Die Herstellung der zweiten und dritten Probe unter Verwendung von Magnesium- bzw.
Aluminiumphosphat wurde wie folgt vorgenommen.: Zu einer Suspension von- 5o kg Zinkgelb
in ioool Wasser wurden unter Rühren 24,8 kg Magnesiumsulfat, .gelöst in Zoo 1 Wasser,
und 26 kg Trinatriumphosphat, gelöst in 200 1 Wasser, gegeben. Nacheiner weiteren
Rührdauer von etwa 1/4 Stunde wurde das Produkt gewaschen und getrocknet.
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Zu einet Suspension. von 5o kg Zinkgelb in i ooo 1 Wasser wurde unter
Rühren eine Lösung von 22,8 kg Aluminiumsulfat in 4001 Wasser und eine solche von
26 kg Trinatriumphosphat in 4001 Wasser gegeben. Nacheiner weiteren Rührdauer von
etwa 1/4 Stunde wurde das Produkt gewaschen und getrocknet.
Auch
hinsichtlich der Entfärbungswirkung zeigen die einzelnen Phosphate ein sehr unterschiedliches
Verhalten, wie aus folgenden Versuchen hervorgeht: Ausgangsprodukt Färbung der Lösung
Zinkgelb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . stark gelb
gefärbt - -I- Magnesiumphosphat . . . . . . . . . . . . - - -- -f- Aluminiumphosphat.
. . . . . . . . . . . sehr - - -- + Bariumphosphat nach Beispiel 2 . . farblos -
-f- Bleiphosphat nach Beispiel q.. . .
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- -f- Bariumphosphat nach Beispiel zo wenig gelbstichig