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Verfahren zur Nachbehandlung eines Caleiumsilicatpigments In der USA.-Patentschrift
2 573 677 ist die Herstellung von Caldumsilica:tpigrrienten, beschrieben,
die durch eine Reihe von Verfahrensstufen erfolgt, nämlich erstens Herstellen. einer
wäßrigen Lösung eines Calciumc#hlori#d-Stärke-Gemisehes, zweitens Verdünnen dieser
Lösung mit Wasser und drittens Vermischen der verdünnten Lösung mit einer wäßrigen
Natriumsilicatlösung, wodurch das Pigment ausfällt. Die nach diesem Verfahren hergestellten
Pigmente und Füllstoffe sind für viele Zwecke verwendbar, einschließlich der Verarbeitung
als Zusätze für Kautschukmassen, in Farben, in Papier und in keramischen Erzeugnissen..
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Es wurde nun. gefunden, daß man diese Pigmente in solche mit einzigaxtigen
und für gewisse Zwecke einschließlich der Papierherstellung vorteilhaften Eigenschaften
umwandeln kann, indem man die nach dieser Patentschrift hergestellten Pigmente mit
Muminiumsulfat nachbehandelt. Durch die Nachbehandlung mit Aluminiumsulfat erhält
man ein Endprodukt, dessen wäßrige Aufschlämmung einen pl,-Wert zwischen
3,5 und io hat.
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Die nachfolgenden Beispiele zeigen. Einzelheiten der an. sich bekannten
Herstellung des Calciunisilicatpigments und seiner erfindungsgemäßen Nachbehandlung,
jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
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Beispiel i In. diesem Beispiel wird ein Verfahren erläutert, nach
dem das verbesserte Pigment in einer üblichen Papierfabrik hergestellt und verarbeitet
werden kann,#.
363 kg Calciumch-lo,rid in Flockenform wurden
in Wasser zu einer 45gewichtsprozentigen, Lösung gelöst, die man danach
auf 251 abkühlen- ließ. Weiter wurden 13,6 kg Kairtoffelstärke in
ebensoviel Wasser dispergiert. Diese., Aufschlämmung gab man zu der gekühlten CaJciumchloridlö.sung
und rührte das Gemisch. so lange, bis die Stärke völlig verkleistert war, worauf
man die Mischung ohne Rühren während. 20 Stunden ausreagieren ließ. Danach wurde,
das Gemisch in. ein. großes, für rasches Rühren eingerichtetes Gefäß gefüllt und
mit so viel kaltem Wasser versetzt, daß die entstehende Lösung io Gewichtsprozent
Calciumehlorid, berechnet als die, ursprünglich zugegebene- Menge und bezogen auf
die, Gesamtlösung, enthielt.
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2130 kg einer üblichen Wasserglaslö#sung mft einem Verhältnis
von Na,20 zu Si0, = 1 :3,25
und 39 Gewichtsprozent Feststoffen
(Na,2 0 + Si 02) wurden in einen gesonderten Behälter gegeben und
mit Wasser zu einer iogewichtsprozentigen. Lösung verdünnt. Diese Natriumsilicatlösung
wurde langsam und, unter möglichst starkem Rühren zu der c-alciumchlaridhaltigen
Lösunggegeben. Nach Abschluß der Natriumsilicatzugabe-- wurde das Rühren noch 45
Minuten lang fortgesetzt.
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Zu diesem nach. dem Verfahren der USA.-Patentschrift hergestellten
Ca.Iciumsilicatpigmentschlamm gab, man unter fortgesetztem Rühren noch eine 54 bis
60' waXme, 4ogemielitsprozentige, wäßrige Alumin,iumsuJfatlösung, die 45
kg Aluminiumsu-Ifat enthielt, wodurch ein Pigment nach vorliegender Erfindung
erhalten wurde. Beim Dispergieren dieses Pigments in Wasser erhielt man. ein Gemisch
mit einem pl,-We-rt von 9,5.
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Die, nachfolgenden B0iSpie10 2 bis 5 erläutexn die an sich
bekannte Herstellung und die erfindungsgemäße Nachbehiandlung des Pigments in einer
VersuchsanJage.
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Beispiel 2 I,43kg wasserfreies Calaiumchlorid wurden in 1,75
1 Wasser zu einer 45gewichtsprozentigen Lösung gelöst, die man dann. auf
Zimmertemperatur abkühlen ließ. Ferner schlämmte man oo7 kg
Karto-ffelstärke
in ioo cem 49' warmen Wassers auf und gab diese Aufschlämmung zu der gekühlten Caleiumchloridlösung.
Das. Ganze ließ man dann etwa 2o Stunden lang stehen und verdünnte zuletzt mit'
143 1 Wasser.
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Weiterhin wurde ein Gemisch aus .28,6 kg
Wasser und 10,3
kg üblicher Wasserglaslösung mit einem Verhältnis von Na2 0 zu Si
02 = 1 :3,25 und mit einem Feststoffgehaft (N% 0 + S'02) Von
37,5 Gewichtsprozent hergestellt. Dieses Gemisch wurde langsam unter kräftigem
Rühren der obengenannten, Lösung beigemischt, die das Calciumchlo,rid-Stärke-Gemisch
enthielt, das aus d:er wäßrigen Calciumchloridlösung und der wäßrigen St#irkeaufschlämm=g
bereitet worden war. Bei d.,'iesem Verfahren, entstanden etwa. 4,54 kg eines
Pigments, wie es, in der USA.-Patentschrift 2 573 677 beschrieben ist. Dem
dieses Pigment enthaltenden Schlamm gab man nun unter kräftigem Rühren 4,1
kg lufttrockenes Aluminiumsulfat in Form einer 40gewichtsprozentigen wäßrigen
Lösung zu. Nach Zuga,be der Aluminiumsulfatlösung zeigte das Gemisch einen pH-Wert
von, 3,6. Das Pigment wurde dann, von. der Flüssigkeit abgetrennt und mit
so viel Wasser gewaschen., wie etwa. dem Dreifachen des Wassers in dem Reaktionsgeinisch
entsprach, aus dem das Pigment gefällt worden war. Nach Trocknen und. erneutem Dispergieren
' des Pigments in Wasser zu einem Brei mit ioGewichtsprozent Feststoffen
erhielt man einen Schlamm mit dem PH-Wert 3,95.
Beispiel 3
Da,s in diesem
Beispiel angewandte Verfahren war dasselbe, wie bei Beispiel 2, nur daß hier das
Aluminiumsulfat in Form eines trockenen Pulvers sta.tt einer 4ogewichtsprozentigien
wäßrigen Lösung zugegeben, wurde, und zwar in einex Menge von 2,95 kg. Das
Reaktionsgemisch, in. dem das Pigment durch Umsetzung zwischen dem Aluminiumsulfat
und dem Stär-ke-Caleiumsilica.t-Gemisch. entstand, hatte einen p1,-Wert von 4,5.
Nach dem Waschen, Trocknen und, erneuten Dispergieren in Wasser zu einem iogewichtsprozentigen
Brei zeigte dieses Gemisch einen, p],-'vVert von. 5,05.
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Beispiel 4 In diesem Beispiel wurde das Verfahren, des BeisPiels
3 wiederholt, mit dem Unterschied, daß die Menge, des verwendeten AluminiUMSUlfatS
2,55 kg
betrug. Der pjl-Wert des Gemisches, in dem das Pigment nach der Umsetzung
mit dem Aluminiumsulfat vorlag, betrug vor dem Waschen 6,4- Nach dem Waschen und
erneutem Dispergieren des Pigments zu einem io Gewichtsprozent Feststoffe enthaltenden
Brei hatte das Gemisch den pH-Wert 6,58.
Beispiel 5
Bei diesem Beispiel
wurde das Verfahren des BeisPiels3 wiederholt, jedoch betrug die Menge &s angewandten
Aluminiumsulfats 2,27 kg. Der pn-Wert des Gemisches, in dem das Pigment nach
der Umsetzung mit Aluminiumsulfat vorlag, betrug vor dem Waschen 8, nach
dem Waschen und Dispergieren. des, Pigments zu. einem io Gewichtsprozent Feststoffei
enthaltenden Brei 8,42.
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Zur Herstellung anderer, in dien, Rahmen, der vorliegendien Erfindung
fallender Pigmente kann. man die vorstehend beschriebenen besonderen, Arbeitsweisen.
noch in verschlie&ner Art abändern. Derartige Pigmente erhält man, indem man
als -Ausgangsstoffe die in der USA.-Patentschrift 2 573 677
beschriebenen
Stoffe wählt. Im allgemeinen werden die Pigmente nach jenem Patent dadurch hergestellt,
daß man zuerst aus. CoIciumeWorid und Stärke in wäßrigem Medium bei etwa 2o bis
:25'
ein CalciumchloTid-Stärke-Gemisch herstellt, das mindestens etwa
25 Gewichtspro-zent Caleiumchlorid, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Wassers
und des CaJciumchlorids, und etwa, 1,58 bis etwa 15,8 Gewichtsprozent Stärke, bezogen
auf das Gewicht des Caleiumchlorids, enthält. Das Reaktionsgemisch wird. dann, mit
Wasser verdünnt, bis es nicht mehr als 7,:z Gewichtsprozent gebund.enes CaJcium,
bezogen auf das Gewicht des an# gewandten CaIciumchlorids und Wassers, enthält.
Das verdünnte Gemisch. wird dann mit einer wArigen,Natriumsilicatlösung umgesetzt,
die nicht mehr als 3o. Gewichtsprozent gebundenes Natriumoxyd und, Siliciumdioxyd
in einem solchen Verhältnis zueinander enthält, daß die sich umsetzenden Geinische
im wesentlichen i Grammatorn gebundenes Caleium auf 3 MOI gebundenes Siliciumdioxyd
ergeben, wobei ein Pigment entsteht, wie es in der USA.-Patentschrift beschtrieben
ist. Die #,erwendete Stärke kann sehr verschieden sein; beispielsweise kann man
Kartoffel-, Mais-, Weizen-oder Reisstärke usw. dafür nehmen.
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Bei der Erzeugung eines Pigments nach der USA.-Patentschrift 2
573 677, das als Ausgangsstoff für die Weiterverarbeitung zu den erfind.ungsgemäßen
Pigmenten und Füllstoffen geeignet ist, wird, das Calciumchlorid-Stärke-Gemisch,
jedoch vorzugsweise aus Reaktionsgemischen mit minde:-stens etwa 35 Gewichtsprozent
CaJciumchlorid, bezogen, auf das Gesamtgewicht des Wassers und des CaJciumschlorids,
und mit etwa 3J5 bis 6,3Gewich-tsprozent Stärke, bezogen auf das Gewicht des CaJciumscihlorids,
hergestellt. Das Gemisch wird mit Wasser verdünnt, bis es zwischen 48 und 5,4Gewichtsprozent
gebundenes Caleium, bezogen auf das, Gewicht des verwendeten Calciumchlorids und
des Wassers, enthält Dieses verdünnte Gemisch wird dann mit einer wäßrigen Natriumsilicatlösung
umgesetzt, die ein molares Verhältnis von Na2 0 ZU Si 0, von mindestens etwa
1 :3 aufweist und 5 bis 15 Gewichtsprozent ge'-bundenes Natriumoxyd
und Siliciumdioxyd enthält.