WO2021154123A1 - Металлические пигменты с антикоррозионными покрытиями - Google Patents
Металлические пигменты с антикоррозионными покрытиями Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021154123A1 WO2021154123A1 PCT/RU2021/050020 RU2021050020W WO2021154123A1 WO 2021154123 A1 WO2021154123 A1 WO 2021154123A1 RU 2021050020 W RU2021050020 W RU 2021050020W WO 2021154123 A1 WO2021154123 A1 WO 2021154123A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- pigment
- aluminum
- metal
- coating
- metallic
- Prior art date
Links
- 239000000049 pigment Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 60
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 60
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 56
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 3
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 27
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 21
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 13
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 phosphoric acid compound Chemical class 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 2
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 description 2
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 description 2
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical class [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical class OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N chromium(3+) Chemical compound [Cr+3] BFGKITSFLPAWGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- WMWXXXSCZVGQAR-UHFFFAOYSA-N dialuminum;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] WMWXXXSCZVGQAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L molybdic acid Chemical compound O[Mo](O)(=O)=O VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- TWWDDFFHABKNMQ-UHFFFAOYSA-N oxosilicon;hydrate Chemical compound O.[Si]=O TWWDDFFHABKNMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N titanium(III) oxide Chemical compound O=[Ti]O[Ti]=O GQUJEMVIKWQAEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
- B22F1/0551—Flake form nanoparticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
- B22F1/056—Submicron particles having a size above 100 nm up to 300 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
- B22F1/068—Flake-like particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
- B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/62—Metallic pigments or fillers
- C09C1/64—Aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/62—Metallic pigments or fillers
- C09C1/64—Aluminium
- C09C1/644—Aluminium treated with organic compounds, e.g. polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
- C09C3/063—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
- C09D5/082—Anti-corrosive paints characterised by the anti-corrosive pigment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
- C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
- C09D5/103—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Al
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0408—Light metal alloys
- C22C1/0416—Aluminium-based alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0812—Aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
Definitions
- the invention relates to metal pigments based on aluminum and / or its alloys, methods for their production, which have a core / shell structure and have additional protection against various types of corrosion, a method for their production and the use of pigments of such a structure.
- the deposition of coatings on aluminum particles is associated with a number of difficulties due to the presence of a strong oxide film on their surface, which prevents satisfactory adhesion of the deposited coating to aluminum.
- the most used methods for preparing the surface of aluminum for coating are the contact method, the electrochemical method, and through the deposition of oxide films.
- Both organic and inorganic components can act as coatings for aluminum flakes.
- the aluminum flakes are subjected to a second treatment with a phosphoric acid compound to form phosphoric films on the previously treated aluminum flakes.
- the phosphoric acid compound used as the second processing agent includes its inorganic or organic compounds and their salts.
- the property of phosphoric acid compounds as an agent for improving the corrosion resistance of an aluminum pigment is known.
- the amount of the resulting phosphoric film is in the range from 0.05 to 1 wt.%, In terms of P.
- a known method for obtaining a colored aqueous aluminum powder pigment coated with iron oxide (III) with low glossiness, color from grayish-green to khaki with improved anticorrosive characteristics for use in water-soluble paints.
- the method includes the following stages: adding aluminum paste and isopropanol to the reaction container and stirring at a temperature of 40 to 50 ° C for 0.5-2 hours; adding an aqueous solution of H2O2 with a mass fraction of 5.0 to 8.0% dropwise at a constant rate; then adding an aqueous solution of a mixed salt of Fe 3+ and Fe 2+ dropwise at a constant rate for 3-6 hours and adding dilute ammonia water dropwise to control the pH value, which should be in the range from 4.4 to 5.4; and stirring is continued for 3 to 6 hours. Then, filtration is carried out and a colored aluminum pigment coated with iron oxide (III) is obtained.
- a method for producing an aluminum pigment coated with silica gel includes a step of dispersing aluminum particles in a solution containing a hydrolysis catalyst, water and a hydrophilic organic solvent, and a step of adding a solution containing a Si-containing compound to the dispersion, while the maximum deposition rate of a silica film is ⁇ 3 nm / h ...
- Known metallic lustrous pigment which includes aluminum plates with a thickness in the range of 1-50 nm, having a monolithic structure, optionally passivated and surrounded by at least a coating B consisting of a metal oxide having a refractive index of at least 1.9.
- Coating B has a thickness of at least 50 nm and consists of a metal oxide selected from the group consisting of iron (III) oxide, chromium (III) oxide, vanadium (V) oxide, titanium (III) oxide, titanium dioxide and / or zirconium oxide.
- the plates contain an additional coating C, which differs from the underlying coating B and consists of silicon dioxide, silicon oxide hydrate, aluminum oxide, aluminum oxide hydrate, zinc oxide, tin oxide, titanium dioxide, zirconium oxide, iron (III) oxide or chromium (III ).
- the method makes it possible to obtain a metallic lustrous pigment with a high hiding power, to reduce its combustibility and explosion hazard. These pigments can be used for the preparation of varnishes, printing inks, inks, polymeric materials, glasses, ceramics and decorative cosmetics compositions.
- Known pigment consisting of a lamellar metal core and a homogeneous synthetic resin coating covering the specified lamellar metal core, and the synthetic resin coating contains polyacrylate and / or polymethacrylate and organofunctional silane.
- the resulting pigment is resistant to chemicals and corrosive effects, as well as electrical conductivity.
- pigments are known (see WO 2013/064643), which contain at least one layer of a metal oxide, which is different from aluminum oxide, and an enveloping organic polymer layer. These pigments are stable to oxidation in an aqueous medium while maintaining optical properties that do not change over time, which, in particular, ensures color stability.
- the described method makes it possible to obtain pigments with increased stability and improved optical properties, while the pigment contains a metal substrate and at least one inorganic / organic hybrid layer, and the hybrid layer contains at least one metal oxide, at least one compound forming a network (setevik ), and at least one organic polymer, and at least one metal oxide is not a product of oxidation of a metal substrate, and the term metal oxide includes oxides, hydroxides and oxide hydrates of metals and semimetals, at least partially covalently bonded to a metal oxide and an organic polymer , wherein the ratio of surface area to cover the metal oxide uncolored metallic pigment is in the range from 16.1 mg / m 2 to 25 mg / m 2, and the ratio of the organic polymer inorganic / organic hybrid layer to a particular surface
- the method includes the following steps: obtaining a monolithic metal plate having an average thickness of 1 to 40 nm, and a ratio of average size to average thickness of at least 80, coating the plate with a transparent layer consisting of at least one metal oxide and / or a hydrate of a low index metal oxide having a refractive index less than 1.8, coating the metal plate with at least one interference layer in the form of coating B, consisting of at least one high index metal oxide having a refractive index, at least 1.8, coatings are applied by hydrolytic decomposition of one or more organometallic compounds and / or by precipitation of one or more dissolved metal salts, then calcining such a coating at 550 to 1200 ° C, preferably at 600 to 1200 ° C, in for 4 hours to 12 hours.
- a polymer coating is known (see US patent 5104922), where a phosphated acrylic polymer is used as a film-forming polymer, neutralized with ammonia or a primary, secondary or tertiary amine, and containing metal flocculent pigments in a mass ratio of pigment and binder of about 30 / 100-1000 / 100 and not reactive with the binder, the dispersion having a pH of about 7-9.
- a thin lamellar metal pigment highly resistant to corrosion and a method for its production, as well as colored glossy pigments based on it (see WO 2006/066825), which is obtained by applying several protective coatings. These coatings are obtained by treating the surface of a thin flake of a metallic pigment with phosphoric and / or boric acid compounds, as well as applying an additional layer of silicon oxide. The pigment thus treated is subjected to an additional treatment step to increase corrosion resistance, which includes applying a hydrated tin oxide layer by adding an aqueous solution of tin salts to the precoated aqueous pigment dispersion.
- This pigment and the method for its production are taken as the prototype of the present invention.
- the disadvantages of the described invention are, firstly, the need for pretreatment of the pigment to apply additional subcoats to the surface of the pigment to protect it from corrosion, and secondly, the application of the last protective layer of hydrated tin oxide occurs in an aqueous medium. All this leads to an increase in the degradation (dissolution) of the processed pigment, which in turn affects the optical properties of the final product, as well as a decrease in its corrosion resistance. Disclosure of invention
- the objective of the present invention is to obtain metal pigments based on aluminum and its alloys, which have increased resistance to various types of corrosion due to the coating of the pigment with an additional protective layer, which increases the chemical resistance of the pigment when used in coatings for external use in highly aggressive environments, as well as in water-based paints and varnishes and the use of these varnishes and paints as paint coatings.
- the technical result of the invention is to solve the problem posed, to increase the corrosion resistance of metal pigments based on aluminum and its alloys when used in coatings for external use in highly aggressive environments, which is achieved by applying a continuous transparent corrosion-protective layer on the surface of the metal pigment in an organic environment. solvent using specially selected organic salts and additives.
- the use of coatings with a refractive index from 1.4 to 1.8 includes a technical solution to the problem of obtaining a metallic pigment and its use for matte coatings while maintaining a metallic shade.
- the distribution of the lamellae by size is important in the case of matt finishes.
- Aluminum and / or its alloys are used as the material of the metal pigment, and the initial pigment blank has an aluminum content of at least 85% by weight, while the plates themselves have a thickness of 1 to 300 nm, at the same time, the plates have an elliptical shape, with the diameter 1 (the characteristic longitudinal size of the ellipse, equal to twice the value of the semi-major axis) is from 2 to 50 ⁇ m, and the diameter 2 (the characteristic transverse dimension of the ellipse, equal to the double value of the semi-minor axis) is not less than 70% and not more than 100% of the diameter 1.
- a protective layer is applied to the surface of aluminum particles by hydrolytic decomposition of one or more organic metal compounds (for example, Al n -R m , where R is C x O y H z N w S v ) and / or by deposition of one or more dissolved metal salts in a solvent medium (for example, isopropyl alcohol), while the thickness of the coating is at least 3 nm, in the range from 1 to 250 nm, with an oxygen content of at least 52%, phosphorus, at least 25%, and aluminum, not less than 22%, or silicon. It is also possible additional treatment, at least one layer, with a surfactant for surface modification.
- organic metal compounds for example, Al n -R m , where R is C x O y H z N w S v
- a solvent medium for example, isopropyl alcohol
- particles based on aluminum and / or its alloys obtained by separating a fraction of a certain size from powders obtained by spraying an aluminum melt or its alloy in a flow and in an inert gas medium.
- Metallic matte pigment based on aluminum and / or its alloys is used in compositions for use in external coatings in highly aggressive environments; for this, the paint and varnish material is prepared, which includes the stage of mixing the pigment with a solvent, adding active components that increase it stability during dispersion, as well as improving its adhesion properties, including the use of components leading to an improvement in the spreading of the composition on the surface to be coated. Water can be used as the basis for the outer coating.
- FIG. 1 The structure of the metallic matte pigment with an anti-corrosion coating according to the present invention.
- the aluminum "core” is surrounded by a continuous layer of aluminum phosphate.
- FIG. 2 Results from Test A (described below) of various metallic pigments with various types of coatings. Determination of the release of the volume of gas from time to time under specified conditions.
- FIG. 3 Results from Test B (described below) of various metallic pigments with various types of coatings. Determination of the release of the volume of gas from time to time under specified conditions.
- FIG. 4. Results from Test B (described below) of various metallic pigments with various types of coatings. Determination of the release of the volume of gas from time to time under specified conditions.
- FIG. 5 Test results for Test D (described below) of various metallic pigments with various types of coatings. Determination of the release of the volume of gas from time to time under specified conditions.
- FIG. 6 Photographs of colors of various metallic pigments based on aluminum and its alloys with various types of coatings obtained as a result of the optical tests described below.
- Example 2 the same conditions were used as in Example 1, except that 316.8 g was used instead of 39.6 g of aluminum isopropylate, and the amount of phosphoric acid was 310.4 ml.
- the resulting product was subjected to an assessment of its chemical resistance to aggressive environments and an assessment of its optical characteristics, as described below.
- an aluminum pigment with a SiC coating> 2 was obtained.
- a metal pigment based on aluminum was used, as in Example 1.
- tetraethoxysilane was used, which was added in an amount of 20 g to 562 ml of isopropyl alcohol, brought to a boil and 58 g of aluminum plates according to Example 1 were added.
- 22.5 ml of dilute ammonia solution was added gradually.
- the resulting suspension was filtered and dried at 100 ° C. The resulting product was subjected to an assessment of its chemical resistance to aggressive environments and an assessment of its optical characteristics, as described below.
- Example 2 the same conditions were used as in Example 1, except that instead of aluminum plates, plates based on an alloy were chosen aluminum with an aluminum content of at least 85%.
- the resulting product was subjected to an assessment of its chemical resistance to aggressive environments and an assessment of its optical characteristics, as described below.
- This test used the same conditions as Test A, except for the use of 350 ml sodium hydroxide solution with a concentration of 10 M NaOH.
- This test used the same conditions as Test B, except for the use of sodium hydroxide solution with a concentration of 10 M NaOH.
- FIG. Figures 3, 4 and 5 show the averaged gas evolution results of the products obtained as a result of the experiments carried out on Test B, C and D, respectively.
- the obtained products according to examples 1, 2 and 4 did not show gas evolution within 2 hours, as a result of tests B and C, during the experiments according to Test D, the beginning of a small amount of gas evolution was shown 70 minutes after the start of the experiment.
- the pigments obtained according to example 3 begin to release gas, which means that they react with the reaction solution in all tests performed, after 40 minutes during Test B, after 15 minutes during Test C and after 2 minutes according to the results of Test D ...
- the products according to example 3 have a lower chemical resistance to more aggressive environments, compared to the pigments according to examples 1, 2 and 4. This is due to the fact that the silicon oxide layer is removed under the influence of concentrated sodium hydroxide and attacks occur through the formed cavities on the aluminum "core” with a solution of the corresponding alkali, while the resulting coating according to Examples 1, 2 and 4 allows for a longer time to keep the "core” of the pigment from external interaction.
- the obtained metal pigments based on aluminum and / or its alloys according to the proposed invention show increased resistance to various types of corrosion.
- paints and varnishes of the following composition were prepared: 15% pigment (obtained according to examples 1, 2, 3 or 4), 9.25% Solvesso 150 solvent, 0.75% surfactant, 52.5% binder , the rest is thinner.
- a paint composition was prepared with the same ratios as described above, except for the use of an aluminum pigment without any coating. The colors were made with an RDS 20 applicator on thick paper.
- Figure 6 shows the obtained colors on the basis of the obtained paints and varnishes. It can be seen that, compared to the pigment of Example 3 and the uncoated test aluminum pigment, the pigments of Examples 1, 2 and 4 do not give a metallic sheen.
- a metal pigment based on aluminum and / or its alloys with an anticorrosive coating in the form of a shell characterized in that: the aluminum plates distributed in the pigment contain at least 85 wt% aluminum, have a thickness in the range from 1 to 300 nm, preferably from 30 to 250 nm, have a predominantly elliptical shape, with the diameter (1) - the characteristic longitudinal size of the ellipse, equal to twice the value of the semi-major axis, is from 2 to 50 ⁇ m, and the diameter (2) - the characteristic transverse size of the ellipse, equal to twice the value of the semi-minor axis, is not less than 70% and not more than 100% of the diameter (1); the coating in the form of a shell is obtained by keeping the metal core of the pigment in a non-aqueous solution of an organic salt of the metal or metals, has a refractive index from 1.4 to 1.8, preferably from 1.45 to 1.65.
- Metallic pigment on and. 1 characterized in that the coating is made on the basis of compounds of non-metals, in particular, such as phosphorus, chlorine, fluorine, oxygen, with metals, in particular, such as aluminum, potassium, sodium, which have a refractive index from 1.48 to 1 , 58.
- metallic pigment on and. 2 characterized in that the coating based on the compound of non-metals with metal is made with a phosphorus content of at least 25 wt%, oxygen at least 52 wt% and aluminum at least 22 wt%.
- the metal pigment according to claim 2 characterized in that the coating is made on the basis of an oxygen compound with a silicon content of at least 46 wt.%.
- a metal pigment according to any one of claims. 1-4 characterized in that the coating has a thickness of up to 250 nm, preferably in the range from 5 nm to 200 nm.
- Metallic pigment on and. 1 characterized in that the aluminum plates in the pigment have a thickness in the range from 35 nm to 150 nm, and the coating is made on the basis of aluminum phosphate and has a thickness in the range from 10 nm to 200 nm.
- a metal pigment according to any one of claims. 1-6 characterized in that the coating surface contains at least one surfactant from the group: phosphoric acid esters, alcohols, ketones or mixtures thereof.
- a method of producing a metal pigment based on aluminum and / or its alloys with an anticorrosive coating in the form of a shell characterized in that a metal pigment according to any one of pi is obtained. 1-7, wherein the method comprises the step of obtaining a pigment core in the form of metal pigment plates by grinding in an organic solvent medium of particles based on aluminum and / or its alloys obtained by separating a fraction of a given size from powders obtained by spraying an aluminum melt and / or alloy in a stream and in an inert gas environment.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлическим пигментам на основе алюминия и/или его сплавов, способам их изготовления, имеющие строение ядро/оболочка и дополнительную защиту от коррозии, методу их получения и к применению пигментов такого строения. Техническим результатом является повышение коррозионной устойчивости металлических пигментов на основе алюминия и его сплавов при их использовании в покрытиях для наружного применения в сильно-агрессивных средах, что достигается путем нанесения сплошного прозрачного коррозионно-защитного слоя на поверхность металлического пигмента в среде органического сольвента с использованием специально подобранных органических солей и добавок. Использование покрытий с коэффициентом преломления от 1,4 до 1,8 включает в себя техническое решение задачи получение металлического пигмента и его использование для матовых покрытий с сохранением металлического оттенка.
Description
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ С АНТИКОРРОЗИОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ
Область техники к которой относится изобретение
Изобретение относится к металлическим пигментам на основе алюминия и/или его сплавов, способам их изготовления, которые имеют строение ядро/оболочка и имеющие дополнительную защиту от различных типов коррозии, методу их получения и к применению пигментов такого строения. Способ изготовления на основе этих пигментов лаков и красок на водной основе, а также применение этих лаков и красок в качестве лакокрасочного покрытия с антикоррозионными свойствами.
Уровень техники
Нанесение покрытий на алюминиевые частицы сопряжено с рядом сложностей ввиду наличия на их поверхности прочной оксидной пленки, препятствующей удовлетворительному сцеплению осаждаемого покрытия с алюминием. Наиболее применяемыми способами подготовки поверхности алюминия для нанесения покрытий являются контактный метод, электрохимический метод и через нанесение оксидных пленок.
В качестве покрытий алюминиевых чешуек могут выступать как органические, так и неорганические компоненты.
Из уровня техники известен способ (см. ЕР 0633297) создания алюминиевого пигмента, подходящего для включения в краску на водной основе, используемую для покрытия кузова автомобиля, обладающая превосходной стабильностью, цветом образуемого покрытия и адгезией к металлу, заключающийся в том, что после получения алюминиевых чешуек их обрабатывают щелочным водным раствором, содержащим молибдат аммония, после обработки молибдатом аммония удаляют воду и непрореагировавшие реагенты из реакционной системы, чешуйки промывают и фильтруют. Количество полученной пленки молибденовой кислоты находится в диапазоне от 0,1 до 10 мас.% в пересчете на Мо. После первой обработки алюминиевые чешуйки подвергают второй обработке соединением фосфорной кислоты, чтобы сформировать фосфорные пленки на ранее обработанных алюминиевых чешуйках.
Соединение фосфорной кислоты, используемое в качестве второго обрабатывающего агента, включает ее неорганические или органические соединения и их соли. Известно свойство соединений фосфорной кислоты как агента для улучшения коррозионной стойкости алюминиевого пигмента. Количество получаемой фосфорной пленки находится в диапазоне от 0,05 до 1 мас.%, в пересчете на Р.
Известен способ (см. CN 107163625) получения окрашенного водного алюминиевого порошкового пигмента, покрытого оксидом железа (III) с низкой глянцевитостью, цветом от серовато-зеленого до хаки с улучшенными антикоррозионными характеристиками для применения в водорастворимых красках. Способ включает следующие стадии: добавление алюминиевой пасты и изопропанола в реакционный контейнер и перемешивание при температуре от 40 до 50°С в течение 0,5-2 часов; добавление водного раствора Н2О2 с массовой долей от 5,0 до 8,0% по каплям с постоянной скоростью; затем добавление водного раствора смешанной соли Fe3+ и Fe2+ по каплям с постоянной скоростью в течение 3-6 часов и добавление разбавленной аммиачной воды по каплям для контроля значения pH которое должно быть в интервале от 4,4 до 5,4; и продолжают перемешивание в течение от 3 до 6 часов. Затем проводят фильтрацию и получают окрашенный алюминиевый пигмент, покрытый оксидом железа (III).
В международной заявке на изобретение (см. WO 2012/113886) описывается пластинчатый пигмент, содержащий оксид металла, имеющий металлическую сердцевину, выполненную из элементарного алюминия и/или алюминиевого сплава.
Получение многослойных пигментов с оксидными слоями раскрыто в документах WO 2000/009617 и US 6776835, при этом покрытие пигмента двумя или более слоями оксида металла осуществляется исключительно в водной среде методом реакции в одном сосуде.
Известен алюминиевый пигмент (см. JP 2004124069) с кремнеземным покрытием, при этом алюминиевая частица покрыта многослойной кремнеземной пленкой толщиной от 0,5 до 5 нм, которая образуется в виде нескольких слоев на поверхности алюминиевой частицы. Способ получения покрытого силикагелем алюминиевого пигмента включает стадию диспергирования частиц алюминия в растворе, содержащем катализатор гидролиза, воду и гидрофильный органический растворитель, и стадию добавления раствора, содержащего Si-содержащее соединение, к дисперсии при этом максимальная скорость осаждения кремнеземной пленки составляет < 3 нм/час.
Известен металлический блестящий пигмент (см. WO 2015/014484), который включает алюминиевые пластинки с толщиной в диапазоне 1-50 нм, имеющие
монолитную структуру, необязательно пассивированы и окружены по меньшей мере покрытием В, состоящим из оксида металла, который имеет показатель преломления равный по меньшей мере 1,9. Покрытие В имеет толщину, равную по меньшей мере 50 нм, и состоит из оксида металла, выбранного из группы, включающей оксид железа (III), оксид хрома (III), оксид ванадия (V), оксид титана (III), диоксид титана и/или оксид циркония. Между поверхностью алюминиевых пластинок и покрытием В имеется по меньшей мере одно дополнительное окружающее пластинки покрытие А, состоящее по меньшей мере из одного оксида, который имеет показатель преломления, не превышающий 1,8, и который выбран из группы, состоящей из S1O2, В2О3, МпОг, MgO, GeC>2 и AI2O3. Пластинки содержат дополнительное покрытие С, отличающееся от нижележащего покрытия В и состоящее из диоксида кремния, гидрата оксида кремния, оксида алюминия, гидрата оксида алюминия, оксида цинка, оксида олова, диоксида титана, оксида циркония, оксида железа (III) или оксида хрома (III). Способ позволяет получить металлический блестящий пигмент, обладающий высокой кроющей способностью, снизить его горючесть и взрывоопасность. Указанные пигменты могут быть использованы для приготовления лаков, печатных красок, чернил, полимерных материалов, стекол, керамических изделий и композиций декоративной косметики.
Известен способ (см. WO 2011/095341) покрытия пигментов оксидом кремния, в котором алкоксисилан(ы) и/или галогенид(ы) кремния реагируют в органическом растворителе с водой в присутствии пигментов, где реакция включает, по меньшей мере, два стадии, на которых (а) проводят реакцию путем добавления кислоты и на второй стадии добавляют основание, или в которой (Ь) реакцию проводят путем добавления основания и во второй шаг, добавив кислоту. Данные пигментные частицы обладают стойкостью к коррозии и имеют улучшенную непрозрачность и/или стабильность выделения газа.
Известен пигмент (см. WO 2008/095697), состоящий из пластинчатого металлического ядра и гомогенного покрытия из синтетической смолы, охватывающего указанную пластинчатую металлическую сердцевину, причем покрытие из синтетической смолы содержит полиакрилат и/или полиметакрилат и органофункциональный силан. Полученный пигмент обладает устойчивостью к химическим веществам и коррозионным воздействиям, а также электропроводностью.
Из уровня техники известно применение гибридных слоев для покрытия частичек металлического пигмента. Так, например, известны пигменты (см. WO 2013/064643), которые содержат, по меньшей мере, один слой оксида оксида металла, который отличается от оксида алюминия, и обволакивающий слой органического полимера.
Указанные пигменты обладают устойчивостью к окислению в водной среде при сохранении оптических свойств, которые не меняются со временем, что, в частности, обеспечивает стабильность цвета.
Известен способ (см. WO 2016/120015) получения и нанесения эффективного защитного покрытия для металлических предметов. Высокий защитный эффект достигается за счет адаптации неорганической фракции и фракции органического полимера покрытия к конкретной поверхности объекта. Описанный способ позволяет получить пигменты, обладающие повышенной стабильностью и улучшенными оптическим свойствами, при этом пигмент содержит металлический субстрат и по меньшей мере один неорганический/органический гибридный слой, причем гибридный слой содержит не менее одного оксида металла, не менее одного соединения, образующего сетку (сетевик), и не менее одного органического полимера, причем хотя бы один оксид металла не является продуктом окисления металлического субстрата, а термин оксид металла включает в себя оксиды, гидроксиды и оксид гидраты металлов и полуметаллы, хотя бы частично ковалентно связан с оксидом металла и органическим полимером, причем отношение количества оксида металла покрытия к удельной поверхности неокрашенного металлического пигмента находится в диапазоне от 16,1 мг/м2 до 25 мг/м2, а отношение количества органического полимера неорганического/органического гибридного слоя к специфической поверхности неокрашенного металлического пигмента находится в диапазоне от 3,9 мг/м2 до 10,1 мг/м2.
Известен способ (см. ЕР 3081601) получения полупрозрачного перламутрового покрытия. Способ включает следующие этапы: получение монолитной металлической пластинки, имеющей среднюю толщину от 1 до 40 нм, и соотношение среднего размера к средней толщине, по меньшей мере, 80, покрытие пластинки прозрачным слоем, состоящим из, по меньшей мере, одного оксида металла и/или гидрат окиси металла с низким коэффициентом, имеющим показатель преломления меньше, чем 1,8, покрытие металлической пластинки по меньшей мере одним интерференционным слоем в виде покрытия В, состоящем, по меньшей мере, из одного оксида металла с высоким коэффициентом, имеющим показатель преломления, по меньшей мере, 1,8, покрытия наносят путем гидролитического разложения одного или нескольких металлоорганических соединений и/или путем осаждение одного или более растворенные соли металлов, затем прокаливание такого покрытия при 550 до 1200°С, предпочтительно при 600 до 1200°С, в течение 4 ч до 12 ч.
Также на чешуйки алюминия наносят покрытие и для обеспечения их стабильности
в водных растворах. Известно полимерное покрытие (см. патент US 5104922), где в качестве пленкообразующего полимера используют фосфатированный акриловый полимер, нейтрализованный аммиаком или первичным, вторичным или третичным амином, и содержащего металлические хлопьевидные пигменты в массовом соотношении пигмента и связующего вещества около 30 / 100-1000 / 100 и не реагирующим со связующим, при этом дисперсия имеет pH около 7-9.
Известна высокая коррозионная устойчивость фосфата алюминия. Известны способы (см. ЕР 2987838, WO 1992/001023) получения высокоустойчивых к коррозии пигментов на основе чистого фосфата алюминия. В данных случаях пигмент не имеет металлического блеска, которое возможно получить при использовании в качестве исходной заготовки металлических порошков на основе алюминия и/или его сплавов. Таким образом использование в качестве «ядра» металлических пигментов на основе алюминия и/или его сплавов, с дополнительным нанесенным прозрачным слоем, возможно добиться сохранения металлического оттенка, и в тоже время увеличить стойкость пигмента к различным типам коррозии, что позволит использовать данные пигменты в красках на водной основе для использования в наружных покрытиях в высоко-агрессивных средах.
Наиболее близким к заявляемому является высокоустойчивый к коррозии тонкий пластинчатый металлический пигмент и способ его получения, а также цветные блестящие пигменты на его основе (см. WO 2006/066825), который получается путем нанесения нескольких защитных покрытий. Эти покрытия получаются путем обработки поверхности тонкой чешуйки металлического пигмента соединениями фосфорной и/или борной кислоты, а также нанесением дополнительного слоя оксида кремния. Обработанный таким образом пигмент подвергают дополнительной стадии обработки для увеличения коррозионной стойкости, которая включает в себя нанесение гидратированного слоя оксида олова путем добавления водного раствора солей олова в водную дисперсию пигментов с предварительно нанесенным слоем. Этот пигмент и способ его получения приняты за прототип настоящего изобретения.
Недостатками описанного изобретения являются, во-первых, необходимость предварительной обработки пигмента для нанесения дополнительных подслоев на поверхность пигмента для защиты его от коррозии, во-вторых, нанесение последнего защитного слоя гидратированного оксида олова происходит в водной среде. Все это приводит к увеличению деградации (растворению) обрабатываемого пигмента, что в свою очередь сказывается на оптических свойствах конечного продукта, а также уменьшению его коррозионной устойчивости.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является получение металлических пигментов на основе алюминия и его сплавов, которые имеют повышенную устойчивость к различным типам коррозии за счет покрытия пигмента дополнительным защитным слоем, который увеличивает химическую стойкость пигмента при использовании в покрытиях для наружного применения в сильно-агрессивных средах, а также в красках и лаках на водной основе и применение этих лаков и красок в качестве лакокрасочных покрытий.
Техническим результатом изобретения является решение поставленной задачи, повышение коррозионной устойчивости металлических пигментов на основе алюминия и его сплавов при их использовании в покрытиях для наружного применения в сильно- агрессивных средах, что достигается путем нанесения сплошного прозрачного коррозионно-защитного слоя на поверхность металлического пигмента в среде органического сольвента с использованием специально подобранных органических солей и добавок. Использование покрытий с коэффициентом преломления от 1,4 до 1,8 включает в себя техническое решение задачи получение металлического пигмента и его использование для матовых покрытий с сохранением металлического оттенка. Распределение пластинок по размеру имеет значение в случае матовых покрытий.
В качестве материала металлического пигмента используется алюминий и/или его сплавы, причем исходная пигментная заготовка имеет содержание алюминия не менее 85% от массы, при этом сами пластинки имеют толщину от 1 до 300 нм, в тоже время пластинки имеют эллиптическую форму, при этом диаметр 1 (характерный продольный размер эллипса, равный удвоенному значению большой полуоси) составляет от 2 до 50 мкм, а диаметр 2 (характерный поперечный размер эллипса, равный удвоенному значению малой полуоси) не менее 70% и не более 100% от диаметра 1. Предпочтительно используется защитное прозрачное покрытие с коэффициентом преломления от 1,48 до 1,58. В органическом сольвенте наносится на поверхность алюминиевых частиц защитный слой путем гидролитического разложения одного или более органических соединений металлов (например, Aln-Rm, где R - CxOyHzNwSv) и/или посредством осаждения одной или более растворенных солей металлов в среде сольвента (например, изопропиловый спирт), при это толщина покрытия составляет не менее 3 нм, в диапазоне от 1 до 250 нм, с содержанием кислорода не менее 52%, фосфора, не менее 25%, и алюминия, не менее 22%, либо кремния. Также возможна дополнительная обработка, не менее одним слоем, поверхностно активным веществом для модификации поверхности. Для получения металлического «ядра»-пластинок пигмента на основе алюминия и/или его сплавов используется размол в шаровых мельницах в среде органического сольвента
частиц на основе алюминия и/или его сплавов, полученных выделением фракции определенного размера из порошков, полученных методом распыления расплава алюминия или его сплава в потоке и среде инертного газа.
Металлический матовый пигмент на основе алюминия и/или его сплавов используется в композициях для применения в наружных покрытиях в высоко- агрессивных средах, для этого происходит подготовка лако-красочного материала, которая включает в себя стадию замешивания пигмента с растворителем, добавление активных компонентов, увеличивающих его стабильность при диспергировании, а также улучшающие его свойства адгезии, в том числе используются компоненты, приводящие к улучшению растекания композиции на покрываемой поверхности. В качестве основы лакокрасочного материала для наружного покрытия может использоваться вода.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1. Строение металлического матового пигмента с антикоррозийным покрытием по настоящему изобретению. Алюминиевое «ядро» окружено сплошным слоем фосфата алюминия.
Фиг. 2. Результаты испытаний по Тесту А (описан ниже) различных металлических пигментов с различным типом покрытий. Определение выделения объема газа от времени в заданных условиях.
Фиг. 3. Результаты испытаний по Тесту Б (описан ниже) различных металлических пигментов с различным типом покрытий. Определение выделения объема газа от времени в заданных условиях.
Фиг. 4. Результаты испытаний по Тесту В (описан ниже) различных металлических пигментов с различным типом покрытий. Определение выделения объема газа от времени в заданных условиях.
Фиг. 5. Результаты испытаний по Тесту Г (описан ниже) различных металлических пигментов с различным типом покрытий. Определение выделения объема газа от времени в заданных условиях.
Фиг. 6. Фотографии выкрасок различных металлических пигментов на основе алюминия и его сплавов с различными типами покрытий, полученных в результате описанных ниже оптических испытаний.
Осуществление изобретения
Следующие примеры поясняют изобретение, не ограничивая его.
Пример 1
В этом примере 39.6 г изопропилата алюминия растворили в 3000 мл изопропилового спирта в круглодонной колбе. Полученный раствор нагрели до 80°С, для
предотвращения удаления органического сольвента из реакционной смеси использовали обратный холодильник. После полного растворения изопропилата алюминия в раствор добавили 200 г алюминиевых пластинок (содержание алюминия: не менее 98%, с толщиной в диапазоне от 100 до 200 нм и средним диаметром 20 мкм) и диспергировали перемешиванием. Соляную кислоту контролируемо добавляли к полученной дисперсии для удерживания рН=3.5. В дальнейшем за 3 часа было добавлено 38.8 мл концентрированной фосфорной кислоты, при этом значение pH продолжали удерживать в районе 3, путем постоянного добавления аммиака. После окончания добавления всех необходимых реагентов полученную смесь дополнительно подвергли перемешиванию еще дополнительные 4 часа. Полученные алюминиевые пластинки с покрытием отфильтровали на воронке Бюхнера и промыли, затем высушили поэтапно при 100°С, затем при 300°С в течение 3 и 2 часов соответственно. На Фиг.1 показано строение полученного пигмента с покрытием. Полученный продукт подвергли оценке его химической устойчивости к условиям агрессивных сред и оценке его оптических характеристик, как описано ниже.
Пример 2
В этом примере использовали те же условия, что и в Примере 1, за исключением того, что вместо 39.6 г изопропилата алюминия использовали 316.8 г, а количество фосфорной кислоты составило 310,4 мл. Полученный продукт подвергли оценке его химической устойчивости к условиям агрессивных сред и оценке его оптических характеристик, как описано ниже.
Пример 3
Для проведения сравнительных тестов был получены алюминиевый пигмент с покрытием SiC>2. В качестве заготовки использовали металлический пигмент на основе алюминия, как в Примере 1. Для нанесения слоя оксида кремния использовали тетраэтоксисилан, который в количестве 20 г добавили в 562 мл изопропилового спирта, довели до кипения и добавили 58 г алюминиевых пластинок по примеру 1. В течение 3 часов добавляли постепенно 22.5 мл разбавленного раствора аммиака. После дополнительных 3 часов перемешивания полученную суспензию отфильтровали и высушивали при 100 °С. Полученный продукт подвергли оценке его химической устойчивости к условиям агрессивных сред и оценке его оптических характеристик, как описано ниже.
Пример 4
В этом примере использовали те же условия, что и в Примере 1, за исключением того, что вместо алюминиевых пластинок были выбраны пластинки на основе сплава
алюминия с содержанием алюминия не менее 85%. Полученный продукт подвергли оценке его химической устойчивости к условиям агрессивных сред и оценке его оптических характеристик, как описано ниже.
Испытания на химическую устойчивость к агрессивным средам.
Тест А
0.07 г полученного продукта по примерам 1-3 диспергировали в 4.5 мл раствора до получения однородной дисперсии. Полученную смесь помещали в раствор 7 г СаО в 350 мл раствора. Герметично закрывали и измеряли объем выделившегося газа с помощью газоволю метра по ГОСТ 5494-95. Измерения проводили 5 раз для воспроизводимости результата, но не дольше двух часов. На Фиг.2 представлены результаты, было показано, что все тестируемые пигменты по примерам 1-3 показывают отсутствие выделения газа в течение 2 часов, что говорит об их устойчивости в этих условиях.
Тест Б
В этом тесте использовали те же условия, что и Тесте А, за исключением использования 350 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 10 М NaOH.
Тест В
В этом тесте использовали те же условия, что и Тесте Б, за исключением использования раствора гидроксида натрия с концентрацией 10 М NaOH.
Тест Г
В этом тесте использовали те же условия, что и Тесте Б и В, за исключением использования раствора гидроксида натрия с концентрацией 10_|М NaOH.
На Фиг. 3, 4 и 5 представлены усредненные результаты по выделению газа полученных продуктов в результате проведенных экспериментов по Тесту Б, В и Г, соответственно. Полученные продукты по примерам 1,2 и 4 не показывают газовыделения в течение 2 часов, в результате испытаний Б и В, в ходе экспериментов по Тесту Г, было показано начало незначительного количества выделения газа через 70 минут после начала эксперимента. В то же время пигменты, полученные по примеру 3, начинают выделять газ, а значит реагировать с реакционным раствором во всех проведенных тестах, через 40 минут в ходе Теста Б, уже через 15 минут в ходе Теста В и через 2 минуты по результатам Теста Г.
Таким образом, продукты по примеру 3 имеют меньшую химическую устойчивость к более агрессивным средам, по сравнению пигментов по примерам 1, 2 и 4. Это связано с тем, что происходит удаления слоя оксида кремния под воздействием концентрированного гидроксида натрия и через образующиеся полости происходит атак
на алюминиевое «ядро» раствором соответствующей щелочи, при этом полученное покрытие по Примерам 1 ,2 и 4 позволяет дольше сохранять «ядро» пигмента от внешнего взаимодействия. Полученные металлические пигменты на основе алюминия и/или его сплавов по предложенному изобретению показывают повышенную устойчивость к различным типам коррозии.
Испытания оптических свойств
На основе полученных продуктов по примерам 1-4 были приготовлены лакокрасочные материалы следующего состава: 15% пигмента (полученного по примерам 1, 2, 3 или 4), 9,25% растворителя Solvesso 150, 0.75% поверхностно-активного вещества, 52.5% биндера, остальное разбавитель. В качестве дополнительного образца сравнения была приготовлена лакокрасочная композиция с теми же соотношениями, что были описаны выше, за исключением использования алюминиевого пигмента без какого-либо покрытия. Выкраски производились аппликатором RDS 20 на плотной бумаге. На Фиг.6 представлены полученные выкраски на основе полученных лакокрасочных материалов. Видно, что по сравнению с пигментом по Примеру 3 и тестовому алюминиевому пигменту без покрытия, пигменты по Примерам 1,2 и 4 не дают металлического блеска.
Принимая во внимание поставленную задачу, результат, сущность изобретения, а также примеры осуществления, объем правовой охраны испрашивается в виде следующей совокупности признаков:
1. Металлический пигмент на основе алюминия и/или его сплавов с антикоррозионным покрытием в виде оболочки, отличающийся тем, что: алюминиевые пластинки, распределенные в пигменте, содержат алюминий не менее 85 масс.%, имеют толщину в диапазоне от 1 до 300 нм, предпочтительно от 30 до 250 нм, имеют преимущественно эллиптическую форму, при этом диаметр (1) - характерный продольный размер эллипса, равный удвоенному значению большой полуоси, составляет от 2 до 50 мкм, а диаметр (2) - характерный поперечный размер эллипса, равный удвоенному значению малой полуоси, составляет не менее 70% и не более 100% от диаметра (1); покрытие в виде оболочки получено путем выдерживания металлического ядра пигмента в неводном растворе органической соли металла или металлов, имеет коэффициент преломления от 1,4 до 1,8, предпочтительно от 1,45 до 1,65.
2. Металлический пигмент по и. 1, отличающийся тем, что покрытие выполнено на основе соединений неметаллов, в частности, таких как фосфор, хлор, фтор, кислород, с металлами, в частности, такими как алюминий, калий, натрий, которые имеют коэффициент преломления от 1,48 до 1,58.
3. Металлический пигмент по и. 2, отличающийся тем, что покрытие на основе соединения неметаллов с металлом выполнено с содержанием фосфора не менее 25 масс.%, кислорода не менее 52 масс.% и алюминия не менее 22 масс.%.
4. Металлический пигмент по п. 2, отличающийся тем, что покрытие выполнено на основе соединения кислорода с содержанием кремния не менее 46 масс.%.
5. Металлический пигмент по любому из п.п. 1-4, отличающийся тем, что покрытие имеет толщину до 250 нм, предпочтительно, в диапазоне от 5 нм до 200 нм.
6. Металлический пигмент по и. 1, отличающийся тем, что алюминиевые пластинки в пигменте имеют толщину в диапазоне от 35 нм до 150 нм, а покрытие выполнено на основе фосфата алюминия и имеет толщину в диапазоне от 10 нм до 200 нм.
7. Металлический пигмент по любому из п.п. 1-6, отличающийся тем, что на поверхности покрытия содержится, по крайней мере, одно поверхностно-активное вещество из группы: сложные эфиры фосфорной кислоты, спирты, кетоны или их смеси.
8. Способ получения металлического пигмента на основе алюминия и/или его сплавов с антикоррозионным покрытием в виде оболочки, отличающийся тем, что получают металлический пигмент по любому из пи. 1-7, при этом способ содержит стадию получения ядра пигментов в виде металлических пластинок пигмента посредством размола в среде органического сольвента частиц на основе алюминия и/или его сплавов, полученных выделением фракции заданного размера из порошков, полученных методом распыления расплава алюминия и/или его сплава в потоке и среде инертного газа.
9. Способ получения металлического пигмента по и. 8, содержащий стадию создания антикоррозионного покрытия, при этом дисперсия металлического пигмента в среде органического сольвента подвергается воздействию, в результате которого происходит нанесение антикоррозионного слоя на металлическое ядро пигмента в виде металлических пластинок пигмента, посредством гидролитического разложения одного или более органических соединений металлов и/или посредством осаждения одной или более растворенных солей металлов в среде сольвента.
10. Способ по и. 9, отличающийся тем, что в качестве органического соединения используется Aln-Rm, где R - CxOyHzNwSv, при этом х для С от 6 до 20, у для О от 6 до 60, z для Н от 20 до 100, w для N от 3 до 30, у для S от 4 до 30.
11. Способ по и. 9 или и. 10, отличающийся тем, что в качестве органического соединения используется (1-СзН70)зА1.
12. Способ по и. 9, отличающийся тем, что в качестве среды нанесения используется изопропиловый спирт.
13. Применение металлических пигментов на основе алюминия и/или его сплавов по любому из и. и. 1-7 в композициях для использования в наружных покрытиях в высоко- агрессивных средах для увеличения устойчивости покрытий к различным типам коррозии, при этом подготовка материала включает в себя стадию замешивания пигмента с растворителем, использования дополнительных компонентов, увеличивающих его стабильность при диспергировании, улучшающих его свойства адгезии, а также компонентов, приводящих к улучшению растекания композиции на покрываемой поверхности, в частности, использование в качестве добавки модифицированных пол исил аксанов . 14. Применение металлических пигментов на основе алюминия и/или его сплавов по и. 13, отличающийся тем, что в качестве основы материала для наружного матового покрытия изделия используется вода, в частности, применяется водорастворимое лакокрасочное покрытие.
Claims
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Е Металлический пигмент на основе алюминия и/или его сплавов с антикоррозионным покрытием в виде оболочки, отличающийся тем, что:
- алюминиевые пластинки, распределенные в пигменте, содержат алюминий не менее 85 масс.%, имеют толщину в диапазоне от 1 до 300 нм, предпочтительно от 30 до 250 нм, имеют преимущественно эллиптическую форму, при этом диаметр (1) - характерный продольный размер эллипса, равный удвоенному значению большой полуоси, составляет от 2 до 50 мкм, а диаметр (2) - характерный поперечный размер эллипса, равный удвоенному значению малой полуоси, составляет не менее 70% и не более 100% от диаметра (1);
- покрытие в виде оболочки получено путем выдерживания металлического ядра пигмента в неводном растворе органической соли металла или металлов, имеет коэффициент преломления от 1,4 до 1,8, предпочтительно от 1,45 до 1,65.
2. Металлический пигмент по и. 1, отличающийся тем, что покрытие выполнено на основе соединений неметаллов, в частности, таких как фосфор, хлор, фтор, кислород, с металлами, в частности, такими как алюминий, калий, натрий, которые имеют коэффициент преломления от 1,48 до 1,58.
3. Металлический пигмент по и. 2, отличающийся тем, что покрытие на основе соединения неметаллов с металлом выполнено с содержанием фосфора не менее 25 масс.%, кислорода не менее 52 масс.% и алюминия не менее 22 масс.%.
4. Металлический пигмент по и. 2, отличающийся тем, что покрытие выполнено на основе соединения кислорода с содержанием кремния не менее 46 масс.%.
5. Металлический пигмент по любому из и. и. 1-4, отличающийся тем, что покрытие имеет толщину до 250 нм, предпочтительно, в диапазоне от 5 нм до 200 нм.
6. Металлический пигмент по и. 1, отличающийся тем, что алюминиевые пластинки в пигменте имеют толщину в диапазоне от 35 нм до 150 нм, а покрытие выполнено на основе фосфата алюминия и имеет толщину в диапазоне от 10 нм до 200 нм.
7. Металлический пигмент по любому из и. и. 1-6, отличающийся тем, что на поверхности покрытия содержится, по крайней мере, одно поверхностно-активное вещество из группы: сложные эфиры фосфорной кислоты, спирты, кетоны или их смеси.
8. Способ получения металлического пигмента на основе алюминия и/или его сплавов с антикоррозионным покрытием в виде оболочки, отличающийся тем, что получают металлический пигмент по любому из пи. 1-7, при этом способ содержит стадию получения ядра пигментов в виде металлических пластинок пигмента посредством
размола в среде органического сольвента частиц на основе алюминия и/или его сплавов, полученных выделением фракции заданного размера из порошков, полученных методом распыления расплава алюминия и/или его сплава в потоке и среде инертного газа.
9. Способ получения металлического пигмента по п. 8, содержащий стадию создания антикоррозионного покрытия, при этом дисперсия металлического пигмента в среде органического сольвента подвергается воздействию, в результате которого происходит нанесение антикоррозионного слоя на металлическое ядро пигмента в виде металлических пластинок пигмента, посредством гидролитического разложения одного или более органических соединений металлов и/или посредством осаждения одной или более растворенных солей металлов в среде сольвента.
10. Способ по и. 9, отличающийся тем, что в качестве органического соединения используется Aln-Rm, где R - CxOyHzNwSv, при этом х для С от 6 до 20, у для О от 6 до 60, z для Н от 20 до 100, w для N от 3 до 30, у для S от 4 до 30.
11. Способ по и. 9 или и. 10, отличающийся тем, что в качестве органического соединения используется (1-СзН70)зА1.
12. Способ по и. 9, отличающийся тем, что в качестве среды нанесения используется изопропиловый спирт.
13. Применение металлических пигментов на основе алюминия и/или его сплавов по любому из и. и. 1-7 в композициях для использования в наружных покрытиях в высоко- агрессивных средах для увеличения устойчивости покрытий к различным типам коррозии, при этом подготовка материала включает в себя стадию замешивания пигмента с растворителем, использования дополнительных компонентов, увеличивающих его стабильность при диспергировании, улучшающих его свойства адгезии, а также компонентов, приводящих к улучшению растекания композиции на покрываемой поверхности, в частности, использование в качестве добавки модифицированных пол исил аксанов .
14. Применение металлических пигментов на основе алюминия и/или его сплавов по и. 13, отличающийся тем, что в качестве основы материала для наружного матового покрытия изделия используется вода, в частности, применяется водорастворимое лакокрасочное покрытие.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21748321.3A EP4098703A4 (en) | 2020-01-28 | 2021-01-26 | METAL PIGMENTS WITH ANTI-CORROSION COATINGS |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020104070A RU2746989C1 (ru) | 2020-01-28 | 2020-01-28 | Металлические пигменты с антикоррозийными покрытиями на основе алюминия и/или его сплавов |
| RU2020104070 | 2020-01-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021154123A1 true WO2021154123A1 (ru) | 2021-08-05 |
Family
ID=75584968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2021/050020 WO2021154123A1 (ru) | 2020-01-28 | 2021-01-26 | Металлические пигменты с антикоррозионными покрытиями |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4098703A4 (ru) |
| RU (1) | RU2746989C1 (ru) |
| WO (1) | WO2021154123A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023093806A1 (en) * | 2021-11-25 | 2023-06-01 | Ppg Coatings (Tianjin) Co., Ltd. | Waterborne aluminum formulation and method of preparing the same |
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992001023A1 (de) | 1990-07-03 | 1992-01-23 | Hans Heubach Gmbh & Co. Kg | Korrosionsschutzpigmente auf der basis von tertiären erdalkali-aluminium-phosphaten und verfahren zu ihrer herstellung |
| US5104922A (en) | 1990-10-22 | 1992-04-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Stable aqueous aluminum flake dispersion |
| EP0633297A1 (en) | 1993-07-05 | 1995-01-11 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Aluminium Pigments |
| WO2000009617A1 (de) | 1998-08-14 | 2000-02-24 | Merck Patent Gmbh | Mehrschichtpigmente auf basis beschichteter metallplättchen |
| JP2004124069A (ja) | 2002-07-31 | 2004-04-22 | Showa Denko Kk | シリカ被覆アルミニウム顔料およびその製造方法並びにその用途 |
| US6776835B2 (en) | 1998-08-14 | 2004-08-17 | Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Multilayer pigments based on coated metal platelets |
| WO2006066825A2 (en) | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Merck Patent Gmbh | Highly anti-corrosive thin platelet-like metal pigments, preparing method of the same, and colored interference pigments having metallic luster based on the same |
| RU2311433C2 (ru) * | 2001-08-02 | 2007-11-27 | Мерк Патент Гмбх | Высокоантикоррозийные металлические пигменты |
| WO2008095697A1 (de) | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Eckart Gmbh | Chemikalienbeständige metalleffektpigmente, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben |
| RU2334771C2 (ru) * | 2003-04-04 | 2008-09-27 | Эккарт Гмбх Унд Ко.Кг | Тонкие кроющие алюминиевые пигменты, способ их получения и применение этих алюминиевых пигментов |
| DE60318235T2 (de) * | 2002-10-17 | 2008-12-18 | Ciba Holding Inc. | Verfahren zum bedrucken von substraten mit hilfe des tintenstrahldruckverfahrens |
| WO2011095341A1 (de) | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Eckart Gmbh | Mit sio2 beschichtete metalleffektpigmente, verfahren zur herstellung dieser metalleffektpigmente und verwendung |
| WO2012113886A1 (de) | 2011-02-23 | 2012-08-30 | Eckart Gmbh | Plättchenförmiges metalloxidhaltiges pigment, verfahren zu dessen herstellung und verwendung desselben als effektpigment und/oder als substrat für effektpigmente |
| WO2013064643A1 (de) | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Eckart Gmbh | Beschichtete, nasschemisch oxidierte aluminiumeffektpigmente, verfahren zu deren herstellung, beschichtungsmittel und beschichteter gegenstand |
| US8709145B2 (en) * | 2004-06-01 | 2014-04-29 | Eckart Gmbh | Aqueous coating composition with corrosion resistant thin-coat aluminum pigments, method for production and use thereof |
| WO2015014484A1 (de) | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Schlenk Metallic Pigments Gmbh | Metallische glanzpigmente basierend auf substratplättchen mit einer dicke von 1-50 nm |
| EP2987838A1 (en) | 2010-10-15 | 2016-02-24 | Bunge Amorphic Solutions LLC | Coating compositions with anticorrosion properties |
| WO2016120015A1 (de) | 2015-01-28 | 2016-08-04 | Eckart Gmbh | Beschichtete pigmente, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung, beschichtungsmittel und gegenstand |
| EP3081601A1 (de) | 2015-04-15 | 2016-10-19 | Schlenk Metallic Pigments GmbH | Perlglanzpigmente auf der basis von monolithisch aufgebauten substraten |
| CN107163625A (zh) | 2017-06-09 | 2017-09-15 | 河北大学 | 一种铁氧化物包覆的彩色水性铝粉颜料的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0605360D0 (en) * | 2006-03-16 | 2006-04-26 | Dupont Teijin Films Us Ltd | Method of manufacture |
-
2020
- 2020-01-28 RU RU2020104070A patent/RU2746989C1/ru active
-
2021
- 2021-01-26 WO PCT/RU2021/050020 patent/WO2021154123A1/ru unknown
- 2021-01-26 EP EP21748321.3A patent/EP4098703A4/en active Pending
Patent Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992001023A1 (de) | 1990-07-03 | 1992-01-23 | Hans Heubach Gmbh & Co. Kg | Korrosionsschutzpigmente auf der basis von tertiären erdalkali-aluminium-phosphaten und verfahren zu ihrer herstellung |
| US5104922A (en) | 1990-10-22 | 1992-04-14 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Stable aqueous aluminum flake dispersion |
| EP0633297A1 (en) | 1993-07-05 | 1995-01-11 | Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha | Aluminium Pigments |
| WO2000009617A1 (de) | 1998-08-14 | 2000-02-24 | Merck Patent Gmbh | Mehrschichtpigmente auf basis beschichteter metallplättchen |
| US6776835B2 (en) | 1998-08-14 | 2004-08-17 | Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Multilayer pigments based on coated metal platelets |
| RU2311433C2 (ru) * | 2001-08-02 | 2007-11-27 | Мерк Патент Гмбх | Высокоантикоррозийные металлические пигменты |
| JP2004124069A (ja) | 2002-07-31 | 2004-04-22 | Showa Denko Kk | シリカ被覆アルミニウム顔料およびその製造方法並びにその用途 |
| DE60318235T2 (de) * | 2002-10-17 | 2008-12-18 | Ciba Holding Inc. | Verfahren zum bedrucken von substraten mit hilfe des tintenstrahldruckverfahrens |
| RU2334771C2 (ru) * | 2003-04-04 | 2008-09-27 | Эккарт Гмбх Унд Ко.Кг | Тонкие кроющие алюминиевые пигменты, способ их получения и применение этих алюминиевых пигментов |
| US8709145B2 (en) * | 2004-06-01 | 2014-04-29 | Eckart Gmbh | Aqueous coating composition with corrosion resistant thin-coat aluminum pigments, method for production and use thereof |
| WO2006066825A2 (en) | 2004-12-24 | 2006-06-29 | Merck Patent Gmbh | Highly anti-corrosive thin platelet-like metal pigments, preparing method of the same, and colored interference pigments having metallic luster based on the same |
| WO2008095697A1 (de) | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Eckart Gmbh | Chemikalienbeständige metalleffektpigmente, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben |
| WO2011095341A1 (de) | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Eckart Gmbh | Mit sio2 beschichtete metalleffektpigmente, verfahren zur herstellung dieser metalleffektpigmente und verwendung |
| EP2987838A1 (en) | 2010-10-15 | 2016-02-24 | Bunge Amorphic Solutions LLC | Coating compositions with anticorrosion properties |
| WO2012113886A1 (de) | 2011-02-23 | 2012-08-30 | Eckart Gmbh | Plättchenförmiges metalloxidhaltiges pigment, verfahren zu dessen herstellung und verwendung desselben als effektpigment und/oder als substrat für effektpigmente |
| WO2013064643A1 (de) | 2011-11-04 | 2013-05-10 | Eckart Gmbh | Beschichtete, nasschemisch oxidierte aluminiumeffektpigmente, verfahren zu deren herstellung, beschichtungsmittel und beschichteter gegenstand |
| WO2015014484A1 (de) | 2013-08-02 | 2015-02-05 | Schlenk Metallic Pigments Gmbh | Metallische glanzpigmente basierend auf substratplättchen mit einer dicke von 1-50 nm |
| RU2018120692A (ru) * | 2013-08-02 | 2019-12-09 | Шленк Металлик Пигментс Гмбх | МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БЛЕСТЯЩИЕ ПИГМЕНТЫ НА ОСНОВЕ ПЛАСТИНОК СУБСТРАТА ТОЛЩИНОЙ ОТ 1 нм ДО 50 нм |
| WO2016120015A1 (de) | 2015-01-28 | 2016-08-04 | Eckart Gmbh | Beschichtete pigmente, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung, beschichtungsmittel und gegenstand |
| EP3081601A1 (de) | 2015-04-15 | 2016-10-19 | Schlenk Metallic Pigments GmbH | Perlglanzpigmente auf der basis von monolithisch aufgebauten substraten |
| CN107163625A (zh) | 2017-06-09 | 2017-09-15 | 河北大学 | 一种铁氧化物包覆的彩色水性铝粉颜料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See also references of EP4098703A4 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023093806A1 (en) * | 2021-11-25 | 2023-06-01 | Ppg Coatings (Tianjin) Co., Ltd. | Waterborne aluminum formulation and method of preparing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2746989C1 (ru) | 2021-04-23 |
| EP4098703A1 (en) | 2022-12-07 |
| EP4098703A4 (en) | 2024-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1990377B1 (en) | Colored metallic pigment, process for producing the same, and coating composition and cosmetic preparation containing said colored metallic pigment | |
| KR100876775B1 (ko) | 고도로 내식성인 금속 안료 | |
| TW457281B (en) | Multilayer pigments based on coated metal platelets | |
| US20110197782A1 (en) | Gold colored metallic pigments that include manganese oxide nanoparticles | |
| EP2838956B1 (en) | Process for preparing an effect pigment | |
| KR102107608B1 (ko) | 금속 산화물 코팅된 알루미늄 효과 안료의 제조 방법 | |
| EP2058374A1 (en) | Pearlescent pigment | |
| JP2004124069A (ja) | シリカ被覆アルミニウム顔料およびその製造方法並びにその用途 | |
| EP1812519A2 (de) | Metalleffektpigmente mit anorganisch/organischer mischschicht, verfahren zur herstellung solcher metalleffektpigmente und deren verwendung | |
| CN107636082B (zh) | 效应颜料制备物 | |
| JP6367067B2 (ja) | 着色金属顔料 | |
| CN101778911A (zh) | 导电粉末 | |
| RU2746989C1 (ru) | Металлические пигменты с антикоррозийными покрытиями на основе алюминия и/или его сплавов | |
| KR102318833B1 (ko) | 비-자화성 효과 안료 | |
| Zhou et al. | Characterization of flaky aluminum pigments multi-coated by TiO2 and SiO2 | |
| KR101019359B1 (ko) | 티탄산막 코팅 수지 기판의 제조 방법 | |
| CN110903682B (zh) | 一种SiO2/彩色颜料双层包覆彩色铝颜料及其制备方法 | |
| JP7083614B2 (ja) | 腐食防止顔料及びその使用 | |
| US20220119645A1 (en) | New Product | |
| CN110878178A (zh) | 一种纳米SiO2薄膜包覆片状铝颜料及其制备方法 | |
| KR100215375B1 (ko) | 산화된흑연박편입자및이를기본으로하는안료 | |
| EP4365242A1 (en) | Multi-color pearlescent pigment with improved sparkling effect and preparation method therefor | |
| WO2020179840A1 (ja) | 黒色アルミニウム顔料およびその製造方法 | |
| Du et al. | Research Progress of Surface Modification of Aluminum Powders for Corrosion Protection | |
| JPH04320460A (ja) | 二酸化チタン被覆グラファイトフレーク顔料及びその製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21748321 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2021748321 Country of ref document: EP Effective date: 20220829 |