FI69481B - Oorganiska pigment med foerbaettrad optisk prestationsfoermaoga - Google Patents

Description

1 69481

Parantuneen optisen suorituskyvyn omaavia epäorgaanisia pigmenttejä Käsiteltävänä olevan keksinnön kohteena ovat epä-5 orgaaniset pigmentit, joiden optista suorituskykyä lakka-sideaineissa on parannettu käsittelemällä orgaanisilla apuaineilla ennen päättävää mikronointia tai sen aikana.

Muiden ominaisuuksien kuten hyvän säänkestävyyden tai lakkasideaineisiin sekoitettaessa kokkaroitumattoman dis-10 pergoituvuuden ohella eräs tärkeä korkealuokkaisille pigmenteille asetettava vaatimus on suuri optinen suorituskyky. Tärkeä sideaineeseen dispergoidun pigmentin optinen suorituskyky on siksi, että se määrää muodostuneen pinnoi-tusaineen riittoisuuden.

15 Epäorgaanisen pigmentin optisen suorituskyvyn mitta na on mm suhteellinen sirontakyky, joka on tuntemattoman pigmentin sirontakyky suhteessa vertailupigmenttiin.

Niinpä käsiteltävänä olevan keksinnön kohteena ovat pigmentit, joilla lakkasideaineeseen sekoittamisen jälkeen 20 on suuri suhteellinen sirontakyky.

Tällöin suhteellinen sirontakyky määritetään DIN 53 165:n ohjeen mukaan, joka myös tunnetaan ns. harmaatah-namenetelmänä.

Tekniikan tasolla epäorgaanisia pigmenttejä käsitel-25 lään orgaanisesti niiden pinnan modifioimiseksi siten, että yhteensopivuus orgaanisten sideainesysteemien kanssa muodostuu hyväksi. Sekoitettaessa pigmenttejä lakkasideaineisiin väitetään niiden dispergoituvuuden tällä tavoin paranevan ja saadaan rypyttömiä ja korkeakiiltoisia pin-30 noitteita. Tavallisesti orgaaninen apuaine lisätään pigmenttiin ennen tuotantoprosessia päättävää käsittelyä tai sen aikana, jolloin lisäys tapahtuu hienonnettaessa pigmenttiä kanki-, kuula- tai heilurimyllyssä. Erityisen korkealuokkaisia pigmenttejä saadaan mikronoimalla ns. suihku-35 myllyissä, esim. ilmasuihku- tai höyrysuihkumyllyissä.

- - ___ 2 69481

Orgaanisina apuaineina pinnan modifioimiseksi tunnetaan lukuisia yhdisteitä. Organopiiyhdisteiden, polyolien, alkeenioksidien, fenolien, pitkäketjuisten rasva-alkoholien ja rasvahappoesterien ohella on pigment-5 tien orgaaniseen käsittelyyn myös ehdotettu alkanoliamii-ne ja.

Niinpä US-patenttijulkaisussa nro 3 345 187 on kuvattu trialkanoliamiinien ja saksalaisessa patenttijulkaisussa nro 2 442 678 di-isopropanoliamiinien käyttöä.

10 DOS 1 792 022:n menetelmän mukaan saatetaan trietanoli- amiini kosketukseen pigmenttipinnan kanssa ns. kaksinkertaisen höyrysuihkujauhatuksen aikana. On myös tunnettua käyttää alkanoliamiinien ja orgaanisten happojen kuten maitohapon suoloja (DE-patenttijulkaisu nro 1 271 862) tai 15 bentsoehapon suoloja (US-patenttijulkaisu nro 3 172 772).

Mutta ehdotetut toimenpiteet ovat joko teknisesti hankalia ja kalliita tai muodostuneet pigmentit, orgaanisesti käsittelemättömiin epäorgaanisiin pigmentteihin verrattuna selvistä parannuksista huolimatta, eivät sironta-20 kyvyn suhteen vastaa ankarimpia laatuvaatimuksia. Erityisesti tämä koskee Sienillä ja A^O^illa jälkikäsiteltyjä pigmenttejä.

Nyt on yllättäen havaittu, että parantuneen siron-takyvyn omaavia epäorgaanisia pigmenttejä voidaan yksin-25 kertaisella tavalla valmistaa käsittelemällä <0 -bis-aminoalkyylikarbinoleilla ennen päättävää mikronointia tai sen aikana.

Niinpä käsiteltävänä oleva keksintö koskee parantuneen sirontakyvyn omaavia epäorgaanisia pigmenttejä, 30 jotka on pinnoitettu o(, CU—bisaminoalkyylikarbinoleilla, jotka ovat yleistä kaavaa:

P 0H

I /R3

N-(CH,) -C-(CH,) -M

35 ^ Ί 2 \h4

^ B

3 6 S 4 81 jossa m ja o voivat saada arvon yhdestä kolmeen, R on vety tai C^-C^-alkyylitähde ja , R2, ja R^ ovat samoina tai erilaisina C^-C^-tähteitä, jolloin R^ ja R2 sekä R^ ja R^ voivat myös valinnaisesti heteroatomeja sisältä-5 vien hiilivetyketjujen välityksellä liittyä toisiinsa, sekä menetelmää näiden valmistamiseksi pinnoittamalla pigmentit ennen päättävää mikronointia tai sen aikana yllä mainituilla yhdisteillä, jolloin mieluiten käytetään Ri02~ tai titanaattiperustaisia, valinnaisesti epäorgaanisesti 10 jälkikäsiteltyjä valkopigmenttejä.

Uudet pigmentit sopivat erityisesti lakkasideaineiden pigmentointiin.

Saatetaan kosketukseen pigmentit ja 0,1-4 %, mieluiten 0,2-1 % orgaanista apuainetta. Tähän tarkoitukseen suosi-15 teltavia -bisaminoalkyylikarbinoleja ovat 1,3-di- amino-2-propanolit, jotka ovat kaavaa:

R1 0H R

\ I ^ 3

N-CH0-CH-CH0-N

20 R ^ \R

R2 R4 jossa R^, R2, R^ ja R^ ovat samanlaisina tai erilaisina C^-C^-tähteitä, jolloin R·^ ja R2 sekä R^ ja R^ voivat myös valinnaisesti heteroatomeja sisältävien hiilivetyketjujen 25 välityksellä liittyä toisiinsa.

Tällöin on erityisen suositeltava 1,3-bisdimetyyliami-no-2-propanoli.

Tapa lisätä apuaine pigmenttiin on sinänsä tunnettu.

On samantekevää, sekoitetaanko apuaine ennen kuivausta 30 pigmentinvalmistuksessa muodostuviin kosteisiin suodatin-kakkuihin, tahnoihin tai suspensioihin vai lisätäänkö se sopivalla tavalla, esim. suihkuttamalla tai tiputtamalla, kuivattuun syötteeseen välittömästi ennen päättävää jauhatusta. Käytettäessä höyrysuihkujauhatusta apuaine voidaan 35 lisätä välittömästi suihkumyllyyn syötön yhteydessä.

4 69481

Menetelmä on sovellettavissa kaikkiin epäorgaanisiin pigmentteihin. Erityisen edullisia tuloksia saatiin TiC^-ja titanaattiperustaisilla valkopigmenteillä. Valinnaisesti pigmenttejä voidaan jälkikäsitellä epäorgaanisesta.

5 Keksinnön mukaisesti saadaan erinomaisen sirontakyvyn omaa-via pigmenttejä.

Keksinnön mukaisesti voidaan käsitellä sekä sulfaatti-menetelmän että myös TiCl^-polttomenetelmän mukaan valmistettuja rutiili- tai anataasimuotoisia TiC^ pigmenttejä.

10 Seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisesti epäorgaani sesta jälkikäsiteltyjen TiC>2_pigmenttien pinnan käsittelyä keksinnönmukaisella orgaanisella apuaineella.

Useiden esivaiheiden jälkeen saadaan esim. ns. uuni-klinkkeriä, joka jauhetaan ja lajitellaan. Hienoainesta 15 jälkikäsitellään valinnaisesti esim. AI(OH)^lla, Sienillä tai TiC^rlla. Käsittely voi tapahtua suspensiossa erilaisten menetelmätoisintojen mukaan. Sitten vesi poistetaan epäorgaanisesti jälkikäsitellystä pigmenttilietteestä pyörivällä suodattimena ja pestään samalla. Suodatusaines 20 tältä ensimmäiseltä pyörivältä suodattimelta voidaan sekoittaa uudelleen veteen ja johtaa toiselle pyörivälle suo-dattimelle. Tätä toista pyörivän suodattimen ainesta pestään vielä kerran vedellä ja kuivataan käyttäen kuivaus-laitteina hihnakuivaimia tai suihkukuivaimia. Sitten pig-25 mentit hienonnetaan jauhamalla joko kokoon puristavissa jau-himissa kuten Raymond-, kuula- tai vasaramyllyssä tai suih-kumyllyssä, esim. ilmasuihkumyllyssä tai höyrysuihkumyllys-sä. Keksinnönmukainen orgaaninen apuaine voidaan saattaa kosketukseen pigmentin kanssa eri kohdissa ennen mikronoin-30 tia tai sen aikana. Apuaine voidaan esim. sekoittaa toisen pyörivän suodattimen ainekseen pesun jälkeen ja ennen kuivatusta. Se voidaan myös lisätä kuivattuun ainekseen välittömästi ennen mikronointia esim. suihkuttamalla. Toisessa käsittelytavassa lisätään keksinnön mukaisesti käytet-35 täviä yhdisteitä höyryyn tai ilmaan suihkumyllyyn syötön 5 69481 yhteydessä. On myös mahdollista lisätä apuaine pigmenttiin valmitusprosessin eri kohdissa.

Keksinnön mukaisten pigmenttien suhteellisen sironta-kyvyn testaus tapahtui DIN 53 165 mukaan, joka myös tunne-5 taan ns. harmaatahnamenetelmänä. Kaikki pigmentit testattiin yhdenmukaisesti käyttäen pigmenttitilavuuskonsentraa-tiota (PTK) 15 tilavuus-%. Vertailupigmenttinä käytettiin epäorgaanisesti jälkikäsiteltyä rutiilipigmenttiä Bayer-titan R-KB-2 Ei käytetty tästä normista poikkeavia tes-10 tausolosuhteita.

Seuraavissa esimerkeissä kuvataan keksinnön mukaisten pigmenttien valmistusta.

Esimerkki 1

Sulfaattimenetelmän mukaan valmistettua, rutiilira-15 kenteen omaavaa Ti02~pigmenttiä, jota seuraavassa kutsutaan pigmentiksi A, jälkikäsiteltiin epäorgaanisesti määrillä 0,8 % SiO-, ja 2,5 % A^O^ ja kuivattiin tavanomaisten pesu- ja suodatusvaiheiden jälkeen. Pigmentille suihkutettiin 0,4 % 1,3-bisdimetyyliamino-2-propanolia ja mikro-20 noitiin tulistettua vesihöyryä käyttävässä suihkumyllyssä. Suhteellisen sirontakyvyn määritys standardipigmentin (Bayertitan R-KB-2 suhteen antoi arvoksi Sr = 108.

Vertailuesimerkki A

Esimerkin 1 lähtöainekselle suihkutettiin 0,4 % tavan-25 omaista orgaanista apuainetta, joka oli reaktiotuete tri-metyyliolipropaanista ja 3,5 moolista etyleenioksidia (ks esimerkki 7a DOS 1 467 442) ja mikronoitiin esimerkin 1 olosuhteissa. Suhteellisen sirontakyvyn määritys Bayertitan (S) R-KB-2 ^ suhteen antoi arvon Sr = 97. Tästä ilmenee, että 30 1,3-bisdimetyyliamino-2-propanolin käyttö samoissa valmis- tusolosuhteissa paransi suhteellista sirontakykyä 11 yksiköllä tavanomaiseen orgaaniseen apuaineeseen verrattuna.

Esimerkki 2

Esimerkin 1 lähtöainekselle suihkutettiin 0,6 % 1,3-35 bidimetyyliamino-2-propanolia ja mikronoitiin esimerkin 1 6 69481 mukaisesti. Suhteellinen sirontakyky antoi arvoksi Sr = 108.

Vertailuesimerkki B

Esimerkin 1 lähtöainekselle suihkutettiin 0,6 % 5 vertailuesimerkin A tavanomaista apuainetta ja mikronoi-tiin esimerkin 1 mukaisesti. Suhteellinen sirontakyky antoi arvoksi Sr = 96.

Esimerkistä 2 ja vertailuesimerkistä B käy ilmi, että apuainemäärää muutettaessakin 1,3-bisdimetyyliamino-2-10 propanolin käyttö on edullisempaa.

Esimerkki 3

Esimerkin 1 lähtöainekselle suihkutettiin 0,4 % 1,3-bisdimetyyliamino-2-propanolia ja mikronoitiin vähemmän intensiivisesti kuin esimerkissä 1. Suhteellinen si-15 rontakyky oli Sr = 100.

Vertailuesimerkki C

Esimerkin 1 lähtöainekselle suihkutettiin 0,4 % ver-tailuesimerkin A tavanomaista apuainetta ja mikronoitiin esimerkin 3 mukaisesti. Suhteellinen sirontakyky oli 20 Sr = 84.

Esimerkki 3 ja vertailuesimerkki C osoittavat, että muissakin mikronointiolosuhteissa suhteellisen sirontakyvyn kannalta on edullista pinnoittaa pigmentti 1,3-bisdimetyy-liamino-2-propanoli11a.

25 Esimerkki 4

Sulfaattimenetelmän mukaan valmistettua, rutiiliraken-teen omaavaa TiC^-pigmenttiä, jota seuraavassa kutsutaan pigmentiksi B ja joka pigmentin erilaisen ns. kalsinoinnin vuoksi eroaa pigmentistä A, jälkikäsiteltiin epäorgaani-30 sesti määrillä 0,8 % SiC>2 ja 2,2 % A^O^ ja kuivattiin tavanomaisten pesu- ja suodatusvaiheiden jälkeen. Pigmentille suihkutettiin 0,5 % 1,3-bisdimetyyliamino-2-propanolia ja mikronoitiin esimerkin 1 mukaisesti. Suhteelliseksi sirontakyvyksi saatiin Sr = 108.

7 6 94 81

Vertailuesimerkki D

Esimerkin 4 lähtöainekselle suihkutettiin 1,3-bis-dimetyyliamiho-2-propanolin asemesta 0,5 % esimerkin 1 tavanomaista orgaanistaapuainetta ja mikronoitiin esimer-5 kin 4 mukaisesti. Suhteellinen sirontakyky oli Sr = 101.

Esimerkki 4 ja vertailuesimerkki D osoittavat, että 1,3-bis-dimetyyliamino-2-propanolin edut tulevat näkyviin myös toisia lähtöaineksia käytettäessä.

Esimerkki 5 10 Esimerkin 4 pigmenttiä B jälkikäsiteltiin epäorgaa nisesta kuten esimerkissä 4, jolloin epäorgaanisen jälkikäsittelyn aikana lisäksi suoritettiin märkäjauhatus vesi-suspensiona. Epäorgaanisen jälkikäsittelyn päätyttyä pestiin, suodatettiin ja kuivattiin tavalliseen tapaan. Pig-15 mentille suihkutettiin 0,5 % 1,3-bisdimetyyliamino-2-propa-nolia ja mikronoitiin esimerkin 4 mukaisesti. Pigmentin suhteellinen sirontakyky oli Sr = 112.

Vertailuesimerkki E

Esimerkin 5 lähtöainekselle suihkutettiin 1,3-bis-20 dimetyyliamino-2-propanolin asemesta 0,5 % esimerkin 1 tavanomaista orgaanista apuainetta ja mikronoitiin esimerkin 5 mukaisesti. Pigmentin suhteellinen sirontakyky oli Sr = 102. Esimerkki 5 ja vertailuesimerkki E osoittavat, että myös käytettäessä lisäjauhatusvaihetta 1,3-bisdimetyyliami-25 no-2-propanolin edut tulevat näkyviin verrattuna tavanomaiseen orgaaniseen apuaineeseen.

Claims (7)

69481

1. Epäorgaanisia pigmenttejä, joilla on parantunut sirontakyky ja jotka on päällystetty 0,2 - 1 paino-%:lla, 5 laskettuna pigmentin painosta, et , Gt/-bisaminoalkyylikarbi-nolia, jonka yleinen kaava on R. OH R- \ I / m-CH-'CH2>o-NC

10 R. 2 4 jossa m ja o voivat kumpikin saada arvon 1-3, R on vety-atomi tai C.j-C^-alkyyliryhmä, R^ , R2, R^ ja R^, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, tarkoittavat C^-C^-ryhmää 15 tai ja R2 sekä R^ tai R^ voivat olla liittyneet toisiinsa hiiliketjujen välityksellä, jotka mahdollisesti sisältävät heteroatomeja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukaiset epäorgaaniset pigmentit, tunnetut siitä, että pigmentti on Ti02~ tai 20 titanaattiperustainen valkopigmentti, jolle tarvittaessa on suoritettu epäorgaaninen jälkikäsittely.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaiset epäorgaaniset pigmentit, tunnetut siitä, että et , W -bisamino-alkyylikarbinoli on 1,3-diamino-2-propanoli, jonka kaava 25 on R. OH R- 1. t / 3 ^^N-CH2-CH-CH2-N R2 R4 30 jossa R^, R2, R^ ja R^, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, tarkoittavat C^-C^-ryhmää tai R^ ja R2 samoin kuin ja R^ voivat olla liittyneet toisiinsa hiilivetyketju-jen välityksellä, jotka mahdollisesti sisältävät hetero- 35 atomeja. Il 9 65481

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen epäorgaaninen pigmentti, tunnetut siitä, että oL , ti>-bis-aminoalkyylikarbinoli on 1,3-bisdimetyyliamino-2-propanoli.

5. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisten 5 epäorgaanisten pigmenttien valmistamiseksi, tunnet- t u siitä, että ennen loppumikronisointia tai sen aikana lisätään yhtä tai useampaa c/·, 6^"diaminoalkyylikarbinolia.

6. Menetelmä patenttivaatimuksen 5 mukaisten epäorgaanisten pigmenttien valmistamiseksi, tunnettu 10 siitä, että mikronisoitu pigmentti lisäksi märkäjauhetaan epäorgaanisen jälkikäsittelyn aikana.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukaisen epäorgaanisen pigmentin käyttö lakansideaineiden pigmentoimiseksi. 10 69481