способ модифицирования перламутрового пигмента

Формула изобретения

1. Способ модифицирования перламутрового пигмента с использованием соединений алюминия, кремния и поверхностно-активных веществ, отличающийся тем, что модификацию осуществляют введением щелочного раствора алюмината и силиката натрия, предварительно смешанного с поверхностно-активными веществами из группы эфиров.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхностно-активное вещество используют в количестве 0,05 - 5,0 мас.%, а алюминат и силикат натрия - суммарно в количестве 1 - 20 мас.% в расчете на оксиды металлов по отношению к перламутровому пигменту в суспензии при массовом соотношении этих соединений 0,5 - 2,0 : 0,5 - 20,0 в пересчете на Al₂O₃ и SiO₂.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обработку исходной суспензии перламутровых пигментов щелочным раствором алюмината и силиката натрия ведут при 20 - 90^oC.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют полиоксиалкиленгликолевый эфир нонилфенола.

5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют смесь полиоксиалкиленгликолевых эфиров моноолеата глицерина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству перламутровых пигментов на основе слюдяных чешуек, чешуек графита, железных слюдок и т.п., используемых для изготовления обоев, пластмасс, а также в лакокрасочной, текстильной, косметической, кожевенной промышленности, в индустрии, дорожных покрытиях и т. д.

Известен способ [1] получения перламутровых пигментов на основе слюдяных чешуек с покрытием из последовательных слоев оксидов титана, алюминия, кремния. Указанные пигменты получают путем осаждения на слюдяные чешуйки оксидов металлов при нагревании хлоридов или сульфидов этих металлов с последующей промывкой полученных продуктов и их прокаливанием.

Недостатком известного способа является невысокая свето- и атмосферостойкость перламутровых пигментов, что обусловлено относительно высоким содержанием в них водорастворимых соединений.

Наиболее близким к изобретению является способ [2] получения перламутровых пигментов в модифицированной форме путем обработки исходного продукта оксидами металлов, сульфатом алюминия, силикатом, полисилоксаном и редкоземельными металлами для улучшения атмосферостойкости.

Однако обработка пигментов редкоземельными металлами не всегда желательна в ряде областей применения, например в косметике и в упаковке для пищевых продуктов.

Кроме того, светостойкость и атмосферостойкость таких пигментов также не превышает 3%.

Задачей изобретения является улучшение этих характеристик пигмента, что достигается тем, что перламутровые пигменты, полученные обработкой чешуек слюды кислыми солями металлов из группы, включающей алюминий, титан, олово, цирконий, железо и др., модифицируют введением в суспензию щелочного раствора алюмината и силиката натрия в количестве 1-20 мас.% к пигменту, причем раствор предварительно обрабатывают поверхностно-активными веществами (ПАВ) группы эфиров в количестве 0,05-5,0 мас.% к пигменту при 20-90^oC, промывают обессоленной водой, сушат или прокаливают. Из эфиров рекомендуется использовать полиоксиалкиленгликолевый эфир нонилфенола или смесь полиоксиалкиленгликолевых эфиров моноолеата глицерина.

Использование частично в качестве щелочного соединения алюмината натрия вместо сульфата алюминия приводит к снижению в пигменте при всех прочих условиях веществ, растворимых в воде, и повышению свето - и атмосферостойкости перламутровых пигментов.

Введение в щелочной раствор ПАВ указанной группы в количестве 0,05-5,0 мас. % по отношению к пигменту делает этот раствор устойчивым к гидролизу и предотвращает выпадение твердой фазы, не повышая щелочного модуля, обеспечивает более качественное модифицирование пигмента и улучшение его свойств.

Щелочной раствор алюмината и силиката натрия используется при массовом соотношении этих соединений 0,5-2,0:0,5-20 в пересчете на Al₂O₃ и SiO₂.

Указанные массовые соотношения вводимых в суспензию щелочных соединений определяются следующим образом: при небольшом количестве в щелочном растворе силиката натрия по сравнению с алюминатом этот раствор, несмотря на наличие в нем ПАВ, недостаточно стабилен.

При значительном количестве в щелочном растворе силиката натрия по сравнению с алюминатом количество в нем Al₂O₃ необходимо компенсировать сульфатом алюминия с частичной нейтрализацией щелочью, что, однако, приводит к повышению содержания водорастворимых солей в пигменте и к снижению его атмосферостойкости.

По этой причине в смеси кислых растворов хлоридов или сульфатов алюминия нежелательно высокое содержание сульфатов или хлорида алюминия.

Повышенный расход кислых растворов сверх соотношения требует повышенного расхода щелочных агентов, дефицитных оксидов, и это не обеспечивает повышения атмосферостойкости и светостойкости пигментов.

Диаметр используемых чешуек основы - 5-250 мкм, толщина - 0,05-6 мкм.

Пример 1 (контрольный). В водную суспензию с концентрацией 100 г/л перламутрового пигмента, полученного согласно примеру 1 акцептованной заявки ФРГ N 2522572 при температуре 60^oC вводили раствор, содержащий 36,5 г сульфата церия (IV) (четырехводного) в 500 мл воды, раствор, содержащий 40 г полисилоксана и 10 г силиката натрия в 500 мл воды, а также раствор, содержащий 47,3 г шестиводного хлорида алюминия в 500 мл воды, pH поддерживалось на уровне 5,5 добавлением 5% раствора гидроксида натрия, смесь перемешивалась один час, продукт отфильтровывался и промывался из расчета 12 л на 1 кг пигмента, снова отфильтровывался и высушивался при 120^oC в течение суток.

Полученный пигмент имел светостойкость в покрытии, измеренную по изменению коэффициента отражения по ГОСТ 20833-85, 3%. Содержание в нем водорастворимых солей 0,4%.

Примеры 2-19. В водную суспензию перламутровых пигментов с концентрацией 100 г/л по пигменту при 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90^oC вводили кислую соль сульфата алюминия с концентрацией 100 г/л Al₂O₃ в количестве 0,5% Al₂O₃. Суспензию перемешивали 30 мин и вводили смесь растворов алюмината и силиката натрия с концентрацией 100 г/л Al₂O₃ и 50 г/л SiO₂ в количестве 0,5; 7; 19,5% Al₂O₃ и 0,5; 7; 19,5% SiO₂ стабилизированную 0,05; 0,5; 5% полиоксиалкиленгликолевым эфиром нонилфенола или 0,05; 0,5; 5% смесью полиоксиалкиленгликолевых эфиров моноолеата глицерина по отношению к пигменту, суспензию перемешивали 30 мин, фильтровали, осадок промывали обессоленной водой из расчета 10 л на 1 кг пигмента, сушили и прокаливали.

В таблице представлены данные по светостойкости образцов перламутровых пигментов и содержанию в них водорастворимых соединений по примерам 1-19.

Из представленных в таблице данных следует, что способ модифицирования перламутровых пигментов по изобретению позволяет повысить свето- и атмосферостойкость последних в 1,5 раза соответственно при снижении в пигментах водорастворимых солей на 0,2-0,3% по сравнению с перламутровыми пигментами, модифицированных по известному способу.

Экономическая эффективность изобретения состоит в экономии щелочи и сульфата алюминия при обработке дешевым алюминатом натрия, являющимся отходом алюмомагниевого производства и повышении долговечности покрытий.