[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO1998055401A1 - Compose a base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant - Google Patents

Compose a base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant Download PDF

Info

Publication number
WO1998055401A1
WO1998055401A1 PCT/FR1998/001141 FR9801141W WO9855401A1 WO 1998055401 A1 WO1998055401 A1 WO 1998055401A1 FR 9801141 W FR9801141 W FR 9801141W WO 9855401 A1 WO9855401 A1 WO 9855401A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound
cerium
titanium
mixture
alkaline
Prior art date
Application number
PCT/FR1998/001141
Other languages
English (en)
Inventor
Catherine Hedouin
Thierry Seguelong
Original Assignee
Rhodia Chimie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie filed Critical Rhodia Chimie
Priority to AU79235/98A priority Critical patent/AU743575B2/en
Priority to EP98929492A priority patent/EP0986516A1/fr
Priority to JP11501742A priority patent/JP2000513700A/ja
Priority to KR1019997011453A priority patent/KR100354475B1/ko
Priority to CA002292747A priority patent/CA2292747A1/fr
Priority to US09/445,286 priority patent/US6294011B1/en
Publication of WO1998055401A1 publication Critical patent/WO1998055401A1/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/003Titanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values

Definitions

  • the present invention relates to a compound based on titanium, cerium and alkali or alkaline earth, its methods of preparation and its use as a coloring pigment.
  • Mineral coloring pigments are already widely used in many industries, particularly in paints, plastics and ceramics. In such applications, the properties of, among others, thermal and / or chemical stability, dispersibility (ability of the product to disperse correctly in a given medium), compatibility with the medium to be colored, intrinsic color, coloring power and opacifying power are all particularly important criteria to take into consideration when choosing a suitable pigment.
  • the object of the present invention is therefore to provide a substitution pigment in the range of yellow and free from toxic metals.
  • the compound based on titanium, cerium and alkali or alkaline earth of the invention is characterized in that it corresponds to formula (1):
  • the invention also relates to a process for preparing the compound as defined above which, according to a first variant, is characterized in that it comprises the following stages: - a mixture comprising a salt, a sol or a suspension of titanium, a compound of element M and a compound of cerium is formed;
  • the process for preparing the compound as defined above is characterized in that it comprises the following stages: - a compound of cerium, a compound of titanium and a base is brought into contact, whereby a precipitate is obtained;
  • the product of the invention is a compound based on titanium, cerium and alkali or alkaline earth. It will be noted that the formula (1) given above is intended only to indicate the relative proportions of the different elements without prejudging the structure of the compound. It should be noted here that the invention also applies to products in which M represents an alkaline / alkaline-earth mixture.
  • the compound of the invention can also comprise an additional rare earth other than cerium.
  • rare earth is meant the elements of the group constituted by yttrium and the elements of the periodic classification with atomic number included inclusively between 57 and 71. This additional rare earth can be more particularly lanthanum, neodymium, praseodymium or terbium .
  • the total content of cerium and of any additional rare earth is defined by the value of y given in the description.
  • alkali mention may be made of sodium, preferably, and also lithium, potassium and cesium.
  • x, y and z satisfy the following equations:
  • Cerium can be present in different forms in the compound of the invention. Thus, it can appear in the lll + state. It can also occur in the IV + state. It can also be present at the same time in both states. The oxidation state of cerium can be demonstrated by electron microscopy.
  • the compound of the invention comprises, at least in part, a titanate of cubic perovskite structure.
  • phase in which one or more other phases different from the cubic perovskite phase exist, for example Ce ⁇ 2, Na2ÎigO-
  • the compound of the invention is preferably a micronic product.
  • its average particle size is preferably at most 2.5 ⁇ m, more particularly at most 1.5 ⁇ m (Cilas particle size).
  • the invention also relates to pigment compositions which comprise a compound as described above.
  • the term “pigment composition” means any composition capable of being able to color the substrate in which it is incorporated.
  • the preparation of the compound of the invention will now be described.
  • the method comprises a first step in which a mixture is formed comprising a salt, a sol or a suspension of titanium, a compound of element M and a compound of cerium.
  • Titanium is generally used in the form of a compound of this element.
  • This compound can be a salt.
  • This titanium salt is generally chosen from halides, oxyhalides, sulfates, oxysulfates and titanium alkoxides. More particularly, titanium can be used in the form of titanium dioxide in suspension or in the form of a sol.
  • Said gel can be obtained by neutralizing a solution of a titanium salt with a base.
  • This titanium salt is generally chosen from the salts mentioned above. More particularly, a titanium halide or oxyhalide will be used, preferably titanium oxychloride.
  • a titanium halide or oxyhalide will be used, preferably titanium oxychloride.
  • titanium dioxide sol can be obtained by thermohydrolysis of a solution of a titanium salt, possibly in the presence of germs of titanium dioxide or one of its hydrates (thermohydrolysis seeded).
  • This titanium salt can also be chosen from halides, oxyhalides, sulfates, oxysulfates and titanium alkoxides.
  • titanyl sulfate will be used.
  • the soil can also be obtained by following the process described in EP-A-335773, the teaching of which is incorporated here.
  • This process consists in resuspending in an aqueous liquid medium a titanium dioxide which has been obtained by hydrolysis of a titanium oxychloride in the presence of an acid or a salt of an acid of the citric acid, gluconic acid type. , tartaric acid, aspartic acid.
  • the above-mentioned aqueous liquid medium can be acidic or basic.
  • the cerium can be present in the compound in the form III + and or IV + , the cerium can be provided in the form of a compound of cerium III + and / or of a compound of cerium IV + .
  • the element M and the cerium are generally brought in the form of a salt.
  • Water-soluble salts are preferably used.
  • Inorganic salts or organic salts can be used.
  • inorganic salts there may be mentioned more particularly nitrates.
  • cerium it can be used for example in the form of cerium nitrate III + and / or cerium nitrate IV + .
  • An aqueous solution of ceric nitrate can for example be obtained by reaction of nitric acid with a hydrated ceric oxide prepared in a conventional manner by reaction of a solution of a cerous salt, for example cerous nitrate, and an ammonia solution in the presence of hydrogen peroxide.
  • a ceric nitrate solution obtained according to the electrolytic oxidation process of a cerous nitrate solution as described in document FR-A-2 570 087, and which can constitute an advantageous raw material.
  • the aqueous solution of cerium IV salts may have a certain initial free acidity, for example a normality varying between 0.1 and 4 N.
  • an initial solution of cerium IV salts actually showing some free acidity as mentioned above, that a solution which will have been previously neutralized in a more or less extensive manner by adding a base, such as for example an ammonia solution or also alkali hydroxides (sodium, potassium, etc. .), but preferably an ammonia solution, so as to limit this acidity.
  • a neutralization rate (r) of the initial cerium solution by the following equation:
  • ni represents the total number of moles of Ce IV present in the solution after neutralization
  • n2 represents the number of moles of OH ions "effectively necessary to neutralize the initial free acidity provided by the aqueous solution of cerium salt IV
  • n3 represents the total number of moles of OH ions" provided by the addition of the base.
  • organic salts of element M and of cerium As organic salts of element M and of cerium, oxalates and acetates can be mentioned.
  • Titanium, element M and cerium are mixed in the proportions corresponding to the stoichiometry of the desired compound.
  • the above-mentioned mixing can be carried out by first bringing together the titanium salt, sol or suspension and a compound of element M, then, secondly, by adding to the first mixture thus obtained a compound of cerium. In a second stage of the process, the mixture obtained above is dried.
  • the drying is carried out by atomization.
  • spray drying is meant spray drying of the mixture in a hot atmosphere (spray-drying).
  • the atomization can be carried out by means of any sprayer known per se, for example by a spray nozzle of the sprinkler apple type or the like.
  • spraying techniques likely to be used in the present process, reference may be made in particular to the basic work by MASTERS entitled "SPRAY-DRYING" (second edition, 1976, Editions George Godwin - London).
  • the gas inlet temperature can be for example between 200 and 220 ° C.
  • the gas outlet temperature can be between
  • the treating gases are driven in a helical movement and flow in a vortex well.
  • the mixture to be dried is injected along a trajectory coincident with the axis of symmetry of the helical trajectories of said gases, which allows the momentum of the gases to be transferred perfectly to the mixture to be treated.
  • the gases thus in fact perform a double function: on the one hand the spraying, that is to say the transformation into fine droplets, of the initial mixture, and on the other hand the drying of the droplets obtained.
  • the extremely short residence time (generally less than about 1/10 of a second) of the particles in the reactor has the advantage, inter alia, of limiting possible risks of overheating as a result of too long contact with the hot gases.
  • the inlet temperature of the gases is between 400 and 900 ° C. and more particularly between 600 and 800 ° C.
  • the temperature of the dried solid between 150 and 300 ° C. Drying can also be done by lyophilization.
  • the dried product is then calcined. This calcination is usually done in air. It can also be done in a neutral medium, under nitrogen for example, or in a slightly reducing medium.
  • the calcination temperature can be between 700 and 800 ° C. This temperature can more particularly be fixed at 750 ° C. or approximately 750 ° C. The higher the calcination temperature, the more the color of the compound turns green. The lower this temperature, the more the color becomes pale yellow.
  • the duration of the calcination can vary for example between 1 and 3 hours. Too long a calcination time may cause a magnification of the product obtained.
  • Calcination can be carried out by introducing the product into an oven at room temperature, then raising the oven temperature to the values indicated above and maintaining the temperature in stages over the duration indicated.
  • One can also proceed by introducing the product directly into the oven which has been previously heated to the desired calcination temperature.
  • the process for preparing the compound comprises a first step in which a compound of cerium, a compound of titanium and a base are brought into contact in a liquid medium.
  • This liquid medium can be either water or an organic solvent.
  • the liquid medium is water, it is possible to use a titanium salt or suspension and a cerium salt as respective compounds of the titanium and cerium, the salts being preferably soluble.
  • the liquid medium is an organic solvent, use is preferably made of soluble titanium and cerium salts.
  • the organic solvent is preferably a polar solvent to best dissolve the salts. Examples of solvents that may be mentioned include alcohols such as ethanol. The fact of working in an organic solvent makes it possible to avoid any hydrolysis of the salts. What was said above in the description of the first variant of the process concerning the cerium and titanium salts also applies here.
  • base of ammonia, urea, ammonium acetate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, or primary, secondary and tertiary amines, so-called mineral bases such as soda, potash, ammonia, lithium hydroxide. It is also possible to use a mixture of bases. As the preferred base, ammonia is used.
  • the precipitation can also be carried out while keeping the pH of the precipitation medium constant.
  • the pH value can thus be fixed between 7 and 10.
  • a compound of the element M is brought into contact with the precipitate thus obtained. What has been said previously on the compounds of the element M, also applies here.
  • the compound of the element M and the precipitate can be brought into contact in particular by redispersing the precipitate in a solution of a salt of the element M.
  • This step can be carried out in the aqueous phase.
  • the drying and calcination conditions for this second variant are the same as those given for the first.
  • the preparation of the compound of the invention can be done according to a third variant.
  • This variant corresponds to a process of the solid-solid reaction or chamotte type.
  • a mixture of solid compounds of cerium, titanium and the element M is formed and said mixture is calcined.
  • solid cerium compound there may be mentioned cerium oxide, cerium carbonate or hydroxycarbonate and solid cerium salts.
  • titanium titanium oxide can be used.
  • element M mention may be made of the carbonates, oxalates, nitrates, borates and iodides of this element.
  • the calcination conditions will depend on the nature of the precursors used. It will be calcined at a temperature sufficient to obtain the desired phase. The calcination time can be longer than that given for the other variants, for example, it can be of the order of ten hours.
  • the compound of the invention having the characteristics mentioned above or as obtained by the methods which have just been described can be used very particularly as coloring pigment.
  • the product of the invention has in fact a coloring power and a covering power and, therefore, is suitable for coloring many materials, such as plastics, paints and others.
  • thermoplastic resins capable of being colored according to the invention there may be mentioned, purely by way of illustration, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polystyrene, styrene-butadiene, styrene-acrylonitrile, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers.
  • ABS acrylic polymers
  • acrylic polymers in particular polymethyl methacrylate, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutene, polymethylpentene, cellulose derivatives such as for example cellulose acetate, cellulose aceto-butyrate, ethylcellulose, polyamides including polyamide 6-6.
  • the product of the invention can also be used in special polymers such as fluoropolymers, in particular polytetrafluoroethylene (P.T.F.E.), polycarbonates, silicone elastomers, polyimides.
  • fluoropolymers in particular polytetrafluoroethylene (P.T.F.E.), polycarbonates, silicone elastomers, polyimides.
  • the product of the invention can be used directly in the form of powders. It is also possible, preferably, to use it in a pre-dispersed form, for example in premix with a part of the resin, in the form of a paste concentrate or of a liquid which makes it possible to introduce it at n no matter what stage of resin manufacturing.
  • the product according to the invention can be incorporated into plastics such as those mentioned above in a weight proportion generally ranging either from 0.01 to 5% (reduced to the final product) or from 20 to 70% in the case of a concentrate.
  • the product of the invention can also be used in the field of paints and stains and more particularly in the following resins: alkyd resins, the most common of which is called glycerophthalic; long or short oil modified resins; acrylic resins derived from esters of acrylic acid
  • vinyl resins such as, for example, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, butyralpolyvinyl, formalpolyvinyl, and copolymers of vinyl chloride and vinyl acetate or vinylidene chloride; the aminoplast or phenolic resins most often modified; polyester resins; polyurethane resins; epoxy resins; silicone resins.
  • the product is used in an amount of 5 to 30% by weight of the paint, and from 0.1 to 5% by weight of the stain.
  • the product according to the invention is also likely to be suitable for applications in the rubber industry, in particular in floor coverings, in the paper and printing ink industry, in the cosmetic field. , as well as many other uses such as for example, and not limited to, dyes, in leathers for the finishing thereof and laminate coatings for kitchens and other worktops, ceramics and glazes.
  • the product of the invention can also be used in the coloring of materials based on or obtained from at least one mineral binder.
  • This mineral binder can be chosen from hydraulic binders, aerial binders, plaster and binders of the anhydrous or partially hydrated calcium sulphate type.
  • hydraulic binders is meant substances having the property of setting and hardening after addition of water by forming hydrates insoluble in water.
  • the products of the invention apply very particularly to the coloring of cements and, of course, of concretes produced from these cements by adding thereto water, sand and / or gravel.
  • the cement may, for example, be of the aluminous type. By this is meant any cement containing a high proportion either of alumina as such or of aluminate or of both. By way of example, mention may be made of cements based on calcium aluminate, in particular those of the SECAR type.
  • the cement can also be of the silicate type and more particularly based on calcium silicate.
  • PORTLAND cements can be given as an example and, in this type of cements, Portland cures with rapid or very rapid setting, white cements, those resistant to sulfates as well as those comprising blast furnace slag and / or fly ash and or meta-kaolin.
  • cements based on hemihydrate, calcium sulphate as well as magnesium cements known as Sorel cements we can also mention cements based on hemihydrate, calcium sulphate as well as magnesium cements known as Sorel cements.
  • the product of the invention is also used in the coloring of aerial binders, that is to say binders hardening in the open air by the action of CO2, of the calcium or magnesium oxide or hydroxide type.
  • the product of the invention is finally used in the coloring of plaster and binders of the anhydrous or partially hydrated calcium sulphate type (CaS ⁇ 4 and CaSO I / 2H2O).
  • the invention relates to compositions of colored material, in particular of the plastics, paints, stains, rubbers, ceramics, glazes, papers, inks, cosmetic products, dyes, leathers, laminated coatings or of the type based on or obtained from at least one mineral binder, which comprise, as coloring pigment, a product according to the invention or obtained by methods of the type described above.
  • Examples 1 to 7 and 9 to 10 relate to the preparation of products according to the invention.
  • the characteristics of the products are indicated in table 1 given below.
  • the quantities of reagents used are those corresponding to the x, y and z values given in the table.
  • Sodium oxalate is introduced into permuted water and then a powder of a titanium gel calcined at 500 ° C. Finally, a cerous nitrate solution is added. The suspension is then atomized by a Bùchi® dryer. The gas outlet temperature is 120 ° C. The product obtained is calcined for 2 hours at 750 ° C (temperature rise: 5 ° C / min).
  • Cerous nitrate is added to tetrabutylorthotitanate diluted in ethanol. Then, at a stroke, concentrated ammonia is added in an amount sufficient to precipitate the titanium and the cerium. The precipitate thus obtained is filtered then washed and redispersed in a solution of sodium nitrate. The suspension is then atomized by a Bùchi® dryer. The gas outlet temperature is 120 ° C. The product obtained is calcined under the same conditions as above.
  • Example 3 Sodium nitrate is introduced into permuted water and then a powder of a titanium gel calcined at 500 ° C. Finally, a cerous nitrate solution is added. The drying is done in a flash reactor of the type described above. The inlet gas temperature is 600 ° C, that of the outlet 130 ° C. Calcination is carried out under the same conditions as in Example 3.
  • Example 4 The procedure is as in Example 4 but using sodium iodide.
  • the calcination is carried out by introducing the product obtained after atomization into the oven at 750 ° C. The product is kept for 2 hours at this temperature.
  • the chromaticity coordinates L *, a * and b * are given here and for the rest of the description in the CIE 1976 system (L *, a * and b *) as defined by the International Lighting Commission and listed in the Collection of French Standards (AFNOR), colorimetric n ° X08-12, n ° X08-14 (1983). They are determined for the measurements made on products and plastics using a colorimeter sold by the Pacific Scientific Company. The nature of the illuminant is D65.
  • the observation surface is a circular patch of 12.5 cm ⁇ of surface. The observation conditions correspond to a vision under an opening angle of 10 °. In the given measurements, the specular component is excluded.
  • This example illustrates the use of the products of the invention for coloring plastics.
  • 10 g of products according to Examples 1, 2 and 3 are mixed in a rotating cube to 2 kg of a reference polypropylene ELTEX® PHV 001.
  • the mixture is then injected at 220 ° C. using an injection press KAPSA model Protoject 10/10 with a cycle of 41 s.
  • the mold is maintained at the temperature of 35 ° C.
  • a double thickness (2 and 4 mm) parallelepiped test piece is thus obtained.
  • the specular component is included, 1% of pigment has been introduced into the plastic.
  • This example relates to the preparation of a product comprising cerium and lanthanum of formula Na x (Ce, La) y Ti z Ot.
  • the product obtained is calcined for 2 hours at 750 ° C.
  • This example illustrates the preparation of products by a chamotte route.
  • This example illustrates the preparation of a product according to the invention by a precipitation process.
  • the suspension of a dried T.O2 gel (80 g / l of TiO 2) is introduced into a reactor equipped with an agitator.
  • the pH of the suspension is adjusted to 8 using an 8M ammonia solution. .
  • pH 8M ammonia
  • a solution of cerous nitrate is then added slowly.
  • the precipitate obtained is centrifuged (4500 rpm) then washed twice with an ammonia solution.
  • the inlet and outlet temperatures of Bùchi® are respectively 210 ° C and 100 ° C.
  • Example 8 The dried solid is calcined for 2 hours at 750 ° C (rate of rise 5 ° C / min).
  • the product is then injected into polypropylene under the conditions described in Example 8.
  • the characteristics of the product obtained are given in Table 4 below.
  • the colorimetric coordinates after injection into the polypropylene are measured as in Example 8.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Treatment And Processing Of Natural Fur Or Leather (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un composé à base de titane, de cérium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procédés de préparation et son utilisation comme pigment colorant. Le produit de l'invention est caractérisé en ce qu'il répond à la formule (1) MxCeyTizOt dans laquelle M représente un alcalin ou un alcalino-terreux et x, y et z vérifient les équations suivantes 0,1 ≤ y/z ≤ 1,5; 1 ≤ (x+z)/y ≤ 15; x+y+z=1; (x+3y+4z)/2 ≤ t ≤ (x+4y+4z)/2. Le produit peut être préparé en formant un mélange comprenant un sel, un sol ou une suspension de titane, un composé de l'élément M et un composé de cérium puis en séchant et en calcinant le mélange ansi formé. Selon une seconde variante, on prépare le composé en mettant en présence un composé de cérium et un composé de titane dans un milieu liquide; en ajoutant une base au mélange ainsi obtenu, ce par quoi on obtient un précipité; en mettant en présence un composé de l'élément M et le précipité ainsi obtenu; en séchant puis en calcinant le mélange obtenu.

Description

COMPOSE A BASE DE TITANE. DE CERIUM ET D'ALCALIN OU D'ALCALINO- TERREUX. SES PROCEDES DE PREPARATION ET SON UTILISATION COMME PIGMENT COLORANT
RHONE-POULENC CHIMIE
La présente invention concerne un composé à base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procédés de préparation et son utilisation comme pigment colorant.
Les pigments minéraux de coloration sont déjà largement utilisés dans de nombreuses industries notamment dans celles des peintures, des matières plastiques et des céramiques. Dans de telles applications, les propriétés que sont, entre autres, la stabilité thermique et/ou chimique, la dispersabilité (aptitude du produit à se disperser correctement dans un milieu donné), la compatibilité avec le milieu à colorer, la couleur intrinsèque, le pouvoir de coloration et le pouvoir opacifiant, constituent autant de critères particulièrement importants à prendre en considération dans le choix d'un pigment convenable.
Le problème qui se pose est que la plupart des pigments minéraux qui conviennent pour des applications telles que ci-dessus et qui sont effectivement utilisés à ce jour à l'échelle industrielle, font généralement appel à des métaux (cadmium, plomb, chrome, cobalt notamment) dont l'emploi devient de plus en plus sévèrement réglementé, voire interdit, par les législations de nombreux pays, compte tenu en effet de leur toxicité réputée très élevée. On peut ainsi plus particulièrement citer, à titre d'exemples non limitatifs, le cas des pigments jaunes du type chromâtes ou molybdates de plomb.
On voit donc qu'il y a un besoin important de nouveaux pigments minéraux de substitution.
L'objet de la présente invention est donc de fournir un pigment de substitution dans la gamme du jaune et exempt de métaux toxiques.
Dans ce but, le composé à base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino- terreux de l'invention est caractérisé en ce qu'il répond à la formule (1) :
MxCeyTizOt dans laquelle M représente un alcalin ou un alcalino-terreux et x, y et z vérifient les équations suivantes :
0,1≤ y/z ≤1 ,5
1≤ (x+z)/y ≤15 x+y+z=1 (x+3y+4z)/2< t ≤(x+4y+4z)/2 L'invention concerne aussi un procédé de préparation du composé tel que défini plus haut qui, selon une première variante, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on forme un mélange comprenant un sel, un sol ou une suspension de titane, un composé de l'élément M et un composé du cerium;
- on sèche et on calcine le mélange ainsi formé.
Selon une seconde variante, le procédé de préparation du composé tel que défini plus haut est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on met en présence dans un milieu liquide un composé du cerium, un composé du titane et une base, ce par quoi on obtient un précipité;
- on met en présence un composé de l'élément M et le précipité ainsi obtenu;
- on sèche puis on calcine le mélange obtenu.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront encore plus complètement à la lecture de la description qui va suivre, ainsi que des divers exemples concrets mais non limitatifs destinés à l'illustrer.
Le produit de l'invention est un composé à base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux. On notera que la formule (1) donnée plus haut n'a pour but que d'indiquer les proportions relatives des différents éléments sans préjuger de la structure du composé. Il faut noter ici que l'invention s'applique aussi aux produits dans lesquels M représente un mélange alcalin/alcalino-terreux. Par ailleurs, le composé de l'invention peut comprendre en outre une terre rare additionnelle autre que le cerium. Par terre rare on entend les éléments du groupe constitué par l'yttrium et les éléments de la classification périodique de numéro atomique compris inclusivement entre 57 et 71. Cette terre rare supplémentaire peut être plus particulièrement le lanthane, le néodyme, le praséodyme ou le terbium. La teneur totale en cerium et en terre rare additionnelle éventuelle est définie par la valeur de y donnée dans la description.
Comme alcalin, on peut citer le sodium, de préférence, et aussi le lithium, le potassium et le césium. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, x, y et z vérifient les équations suivantes :
0,2≤ y/z ≤1 ,3 1 ,5< (x+z)/y <8 Le cerium peut être présent sous différentes formes dans le composé de l'invention. Ainsi, il peut se présenter dans l'état lll+. Il peut aussi se présenter dans l'état IV+. Il peut aussi être présent en même temps dans les deux états. L'état d'oxydation du cerium peut être mis en évidence par microscopie électronique. Le composé de l'invention comprend, au moins en partie, un titanate de structure pérovskite cubique. Généralement, il présente un mélange de phases dans lequel existent une ou plusieurs autres phases différentes de la phase pérovskite cubique, par exemple Ceθ2, Na2ÎigO-|3, Na2"T"i5θι ι ,
Figure imgf000005_0001
Il peut y avoir aussi présence d'un autre titanate mixte (à base de sodium, de cerium et de titane par exemple) de structure orthorhombique.
Le composé de l'invention est de préférence un produit micronique. Ainsi, sa taille moyenne de particules est de préférence d'au plus 2,5μm, plus particulièrement d'au plus 1,5μm (granulométrie Cilas). L'invention concerne aussi les compositions pigmentaires qui comprennent un composé tel que décrit précédemment. On entend par composition pigmentaire toute composition susceptible de pouvoir colorer le substrat dans lequel elle est incorporée. La préparation du composé de l'invention va maintenant être décrite. Selon une première variante, le procédé comprend une première étape dans laquelle on forme un mélange comprenant un sel, un sol ou une suspension de titane, un composé de l'élément M et un composé du cerium.
Le titane est mis en oeuvre généralement sous la forme d'un composé de cet élément. Ce composé peut être un sel. Ce sel de titane est généralement choisi parmi les halogénures, les oxyhalogénures, les sulfates, les oxysulfates et les alcoxydes de titane. Plus particulièrement, le titane peut être utilisé sous forme de dioxyde de titane en suspension ou sous forme d'un sol.
On peut en particulier utiliser comme dioxyde de titane de départ un produit issu de la calcination d'un gel de dioxyde de titane à une température qui peut être par exemple comprise entre 400 et 600°C. Ledit gel peut être obtenu par neutralisation d'une solution d'un sel de titane par une base.
Ce sel de titane est généralement choisi parmi les sels mentionnés plus haut. Plus particulièrement, on utilisera un halogénure ou un oxyhalogénure de titane, de préférence l'oxychlorure de titane. A titre de base utilisable, on peut citer l'ammoniaque, l'urée, l'acétate d'ammonium, l'hydrogénocarbonate d'ammonium, le carbonate d'ammonium, ou une aminé primaire, secondaire, tertiaire, comme, par exemple, la méthylamine, l'éthylamine, la propylamine, la n-butylamine, la sec-butylamine, la n-pentylamine, l'amino-2 pentane, l'amino-2 méthyl-2 butane, l'amino-1 méthyl-3 butane, le diamino- 1 ,2 éthane, le diamino-1 ,2 propane, le diamino-1 ,3 propane, le diamino-1 ,4 butane, le diamino-1 ,5 pentane, le diamino-1 ,6 hexane, la diméthylamine, la diéthylamine, la triméthylamine, la triéthylamine ou une aminé quaternaire comme, par exemple, un hydroxyde de tétraalkylammonium ayant de préférence des radicaux alkyle contenant de 1 à 4 atomes de carbone, notamment l'hydroxyde de tétraméthylammonium ou l'hydroxyde de tétraéthylammonium, les bases dites minérales telles que la soude, la potasse, l'ammoniaque, l'hydroxyde de lithium. On peut également mettre en oeuvre un mélange de bases. Le gel peut aussi être obtenu par thermohydrolyse d'un sel de titane, comme un sulfate ou un oxychlorure de titane.
On peut aussi mettre en oeuvre un sol de dioxyde de titane. Ce sol peut être obtenu par thermohydrolyse d'une solution d'un sel de titane, en présence éventuellement de germes de dioxyde de titane ou d'un de ses hydrates (thermohydrolyse ensemencée).
Ce sel de titane peut également être choisi parmi les halogénures, les oxyhalogénures, les sulfates, les oxysulfates et les alcoxydes de titane. On utilisera, par exemple, le sulfate de titanyle.
Le sol peut aussi être obtenu en suivant le procédé décrit dans EP-A-335773 dont l'enseignement est incorporé ici. Ce procédé consiste à remettre en suspension dans un milieu liquide aqueux un dioxyde de titane qui a été obtenu par hydrolyse d'un oxychlorure de titane en présence d'un acide ou d'un sel d'un acide du type acide citrique, acide gluconique, acide tartrique, acide aspartique. Le milieu liquide aqueux précité peut être acide ou basique. Comme indiqué plus haut, le cerium pouvant être présent dans le composé sous forme lll+ et ou IV+, le cerium peut être apporté sous la forme d'un composé de cerium lll+ et/ou d'un composé de cerium IV+.
L'élément M et le cerium sont généralement apportés sous la forme d'un sel. On utilise de préférence les sels solubles dans l'eau. On peut utiliser les sels inorganiques ou les sels organiques. Comme sels inorganiques, on peut mentionner plus particulièrement les nitrates. Dans le cas du cerium, celui-ci peut être utilisé par exemple sous la forme de nitrate de cerium lll+ et/ou de nitrate de cerium IV+. Une solution aqueuse de nitrate cérique peut par exemple être obtenue par réaction de l'acide nitrique sur un oxyde cérique hydraté préparé d'une manière classique par réaction d'une solution d'un sel céreux, par exemple le nitrate céreux, et d'une solution d'ammoniaque en présence d'eau oxygénée. On peut également utiliser une solution de nitrate cérique obtenue selon le procédé d'oxydation électrolytique d'une solution de nitrate céreux tel que décrit dans le document FR-A- 2 570 087, et qui peut constituer une matière première intéressante. On notera ici que la solution aqueuse de sels de cerium IV peut présenter une certaine acidité libre initiale, par exemple une normalité variant entre 0,1 et 4 N. Selon la présente invention, il est autant possible de mettre en oeuvre une solution initiale de sels de cerium IV présentant effectivement une certaine acidité libre comme mentionné ci-dessus, qu'une solution qui aura été préalablement neutralisée de façon plus ou moins poussée par ajout d'une base, telle que par exemple une solution d'ammoniaque ou encore d'hydroxydes d'alcalins (sodium, potassium,...), mais de préférence une solution d'ammoniaque, de manière à limiter cette acidité. On peut alors, dans ce dernier cas, définir de manière pratique un taux de neutralisation (r) de la solution initiale de cerium par l'équation suivante :
r = n3 - n2 ni
dans laquelle ni représente le nombre total de moles de Ce IV présentes dans la solution après neutralisation; n2 représente le nombre de moles d'ions OH" effectivement nécessaires pour neutraliser l'acidité libre initiale apportée par la solution aqueuse de sel de cerium IV; et n3 représente le nombre total de moles d'ions OH" apportées par l'addition de la base. Lorsque la variante "neutralisation" est mise en oeuvre, on utilise dans tous les cas une quantité de base qui doit être impérativement inférieure à la quantité de base qui serait nécessaire pour obtenir la précipitation totale de l'espèce hydroxyde Ce(OH)4 (r=4).
Comme sels organiques de l'élément M et du cerium, on peut mentionner les oxalates et les acétates.
Le titane, l'élément M et le cerium sont mélangés dans les proportions correspondant à la stoechiométrie du composé recherché.
Le mélange précité peut se faire en mettant en présence dans un premier temps le sel, le sol ou la suspension de titane et un composé de l'élément M, puis, dans un deuxième temps, en ajoutant au premier mélange ainsi obtenu un composé du cerium. Dans une seconde étape du procédé, on sèche le mélange obtenu précédemment.
Selon une variante préférée de l'invention, le séchage se fait par atomisation. On entend par séchage par atomisation un séchage par pulvérisation du mélange dans une atmosphère chaude (spray-drying). L'atomisation peut être réalisée au moyen de tout pulvérisateur connu en soi, par exemple par une buse de pulvérisation du type pomme d'arrosoir ou autre. On peut également utiliser des atomiseurs dits à turbine. Sur les diverses techniques de pulvérisation susceptibles d'être mises en oeuvre dans le présent procédé, on pourra se référer notamment à l'ouvrage de base de MASTERS intitulé "SPRAY-DRYING" (deuxième édition, 1976, Editions George Godwin - London).
Pour l'atomisation, la température d'entrée des gaz peut être comprise par exemple entre 200 et 220°C. La température de sortie des gaz peut être comprise entre
100 et 150°C. On notera que l'on peut également mettre en oeuvre l'opération d'atomisation- séchage au moyen d'un réacteur "flash", par exemple du type mis au point par la Demanderesse et décrit notamment dans les demandes de brevet français n° 2 257 326, 2 419 754 et 2 431 321. Dans ce cas, les gaz traitants (gaz chauds) sont animés d'un mouvement hélicoïdal et s'écoulent dans un puits-tourbillon. Le mélange à sécher est injecté suivant une trajectoire confondue avec l'axe de symétrie des trajectoires hélicoïdales desdits gaz, ce qui permet de transférer parfaitement la quantité de mouvement des gaz au mélange à traiter. Les gaz assurent ainsi en fait une double fonction : d'une part la pulvérisation, c'est à dire la transformation en fines gouttelettes, du mélange initial, et d'autre part le séchage des gouttelettes obtenues. Par ailleurs, le temps de séjour extrêmement faible (généralement inférieur à 1/10 de seconde environ) des particules dans le réacteur présente pour avantage, entre autres, de limiter d'éventuels risques de surchauffe par suite d'un contact trop long avec les gaz chauds. On peut utiliser plus particulièrement le réacteur "flash" représenté à la figure 1 de la demande de brevet français 2431 321.
Selon les débits respectifs des gaz et du mélange à sécher, la température d'entrée des gaz est comprise entre 400 et 900°C et plus particulièrement entre 600 et 800°C, la température du solide séché entre 150 et 300°C. Le séchage peut se faire aussi par lyophilisation. Le produit séché est ensuite calciné. Cette calcination se fait habituellement sous air. Elle peut aussi se faire dans un milieu neutre, sous azote par exemple, ou dans un milieu légèrement réducteur. La température de calcination peut être comprise entre 700 et 800°C. Cette température peut être fixée plus particulièrement à 750°C ou aux environ de 750°C. Plus la température de calcination est élevée, plus la couleur du composé tend vers le vert. Plus cette température est basse, plus la couleur devient jaune pâle. La durée de la calcination peut varier par exemple entre 1 et 3 heures. Une durée trop longue de calcination risque de provoquer un grossissement du produit obtenu.
La calcination peut se faire en introduisant le produit dans un four à température ambiante puis en montant la température du four aux valeurs indiquées précédemment et en maintenant la température en palier sur la durée indiquée. On peut aussi procéder en introduisant le produit directement dans le four qui a été préalablement chauffé à la température de calcination désirée.
Selon une seconde variante, le procédé de préparation du composé comprend une première étape dans laquelle on met en présence dans un milieu liquide un composé du cerium, un composé du titane et une base. Ce milieu liquide peut être soit de l'eau soit un solvant organique. Lorsque le milieu liquide est l'eau, on peut utiliser un sel ou une suspension de titane et un sel de cerium comme composés respectifs du titane et du cerium, les sels étant de préférence solubles. Lorsque le milieu liquide est un solvant organique, on utilise de préférence des sels de titane et de cerium solubles. Le solvant organique est de préférence un solvant polaire pour solubiliser au mieux les sels. A titre d'exemple de solvants, on peut citer les alcools comme l'éthanol. Le fait de travailler dans un solvant organique permet d'éviter toute hydrolyse des sels. Ce qui a été dit plus haut dans la description de la première variante de procédé au sujet des sels de cerium et de titane s'applique aussi ici.
Comme base, on peut citer l'ammoniaque, l'urée, l'acétate d'ammonium, l'hydrogénocarbonate d'ammonium, le carbonate d'ammonium, ou les aminés primaires, secondaires et tertiaires, les bases dites minérales telles que la soude, la potasse, l'ammoniaque, l'hydroxyde de lithium. On peut également mettre en oeuvre un mélange de bases. Comme base préférée, on utilise l'ammoniaque.
On peut procéder en mettant en présence d'abord le composé du cerium et le composé du titane dans le milieu liquide puis en ajoutant la base au mélange ainsi obtenu, ce par quoi on obtient un précipité;
La précipitation peut être conduite aussi en maintenant constant le pH du milieu de précipitation. Dans ce cas, on peut par exemple former un milieu liquide contenant le composé du titane puis y ajouter le composé du cerium avec la base. Dans le cas de l'utilisation d'un sel de cerium III, la valeur du pH peut ainsi être fixée entre 7 et 10. Dans une étape suivante, on met en présence un composé de l'élément M et le précipité ainsi obtenu. Ce qui a été dit précédemment sur les composés de l'élément M, s'applique aussi ici. La mise en présence du composé de l'élément M et du précipité peut se faire notamment en redispersant le précipité dans une solution d'un sel de l'élément M. Cette étape peut être réalisée en phase aqueuse. Enfin, dans une dernière étape, on sèche puis on calcine le mélange obtenu précédemment. Les conditions de séchage et de calcination pour cette seconde variante sont les mêmes que celles données pour la première.
La préparation du composé de l'invention peut se faire selon une troisième variante. Cette variante correspond à un procédé du type réaction solide-solide ou chamottage. Dans ce cas, on forme un mélange de composés solides du cerium, du titane et de l'élément M et on calcine ledit mélange. Comme composé solide du cerium, on peut citer l'oxyde de cerium, le carbonate ou l'hydroxycarbonate de cerium et les sels solides de cerium. Pour le titane, on peut utiliser l'oxyde de titane. Pour l'élément M, on peut mentionner les carbonates, oxalates, nitrates, borates et iodures de cet élément. Les conditions de calcination dépendront de la nature des précurseurs utilisés. On calcinera à une température suffisante pour obtenir la phase recherchée. La durée de calcination peut être plus élevée que celle donnée pour les autres variantes, par exemple, elle peut être de l'ordre d'une dizaine d'heures. Le composé de l'invention présentant les caractéristiques mentionnées plus haut ou tel qu'obtenu par les procédés qui viennent d'être décrits peut être utilisé tout particulièrement comme pigment colorant.
Le produit de l'invention possède en effet un pouvoir de coloration et un pouvoir couvrant et, de ce fait, convient à la coloration de nombreux matériaux, tels que plastiques, peintures et autres.
Ainsi, et plus précisément, il peut être utilisé dans la coloration de polymères pour matières plastiques qui peuvent être du type thermoplastiques ou thermodurcissables, ces polymères étant susceptibles de contenir des traces d'eau. Comme résines thermoplastiques susceptibles d'être colorées selon l'invention, on peut citer, à titre purement illustratif, le chlorure de polyvinyle, l'alcool polyvinylique, le polystyrène, les copolymères styrène-butadiène, styrène-acrylonitrile, acrylonitrile- butadiène-styrène (A.B.S.), les polymères acryliques notamment le polyméthacrylate de méthyle, les polyoléfines telles que le polyéthylène, le polypropylène, le polybutène, le polyméthylpentène, les dérivés cellulosiques tels que par exemple l'acétate de cellulose, l'acéto-butyrate de cellulose, l'éthylcéllulose, les polyamides dont le polyamide 6-6.
Concernant les résines thermodurcissables pour lesquelles le produit selon l'invention convient également, on peut citer, par exemple, les phénoplastes, les aminoplastes notamment les copolymères urée-formol, mélamine-formol, les résines époxy et les polyesters thermodurcissables.
On peut également mettre en oeuvre le produit de l'invention dans des polymères spéciaux tels que des polymères fluorés en particulier le polytétrafluoréthylène (P.T.F.E.), les polycarbonates, les élastomères silicones, les polyimides.
Dans cette application spécifique pour la coloration des plastiques, on peut mettre en oeuvre le produit de l'invention directement sous forme de poudres. On peut également, de préférence, le mettre en oeuvre sous une forme pré-dispersée, par exemple en prémélange avec une partie de la résine, sous forme d'un concentré pâte ou d'un liquide ce qui permet de l'introduire à n'importe quel stade de la fabrication de la résine. Ainsi, le produit selon l'invention peut être incorporé dans des matières plastiques telles que celles mentionnées ci-avant dans une proportion pondérale allant généralement soit de 0,01 à 5% (ramenée au produit final) soit de 20 à 70% dans le cas d'un concentré.
Le produit de l'invention peuvent être également utilisé dans le domaine des peintures et lasures et plus particulièrement dans les résines suivantes : résines alkydes dont la plus courante est dénommée glycérophtalique; les résines modifiées à l'huile longue ou courte; les résines acryliques dérivées des esters de l'acide acrylique
(méthylique ou éthylique) et méthacrylique éventuellement copolymérisés avec l'acrylate d'éthyle, d'éthyl-2 hexyle ou de butyle; les résines vinyliques comme par exemple l'acétate de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle, le butyralpolyvinylique, le formalpolyvinylique, et les copolymères chlorure de vinyle et acétate de vinyle ou chlorure de vinylidène; les résines aminoplastes ou phénoliques le plus souvent modifiées; les résines polyesters; les résines polyuréthannes; les résines époxy; les résines silicones.
Généralement, le produit est mis en oeuvre à raison de 5 à 30% en poids de la peinture, et de 0,1 à 5% en poids du lasure.
En outre, le produit selon l'invention est également susceptible de convenir pour des applications dans l'industrie du caoutchouc, notamment dans les revêtements pour sols, dans l'industrie du papier et des encres d'imprimerie, dans le domaine de la cosmétique, ainsi que nombreuses autres utilisations comme par exemple, et non limitativement, les teintures, dans les cuirs pour le finissage de ceux-ci et les revêtements stratifiés pour cuisines et autres plans de travail, les céramiques et les glaçures.
Le produit de l'invention peut aussi être utilisé dans la coloration des matériaux à base de ou obtenu à partir d'au moins un liant minéral.
Ce liant minéral peut être choisi parmi les liants hydrauliques, les liants aériens, le plâtre et les liants du type sulfate de calcium anhydre ou partiellement hydraté. Par liants hydrauliques, on entend les substances ayant la propriété de faire prise et de durcir après addition d'eau en formant des hydrates insolubles dans l'eau. Les produits de l'invention s'appliquent tout particulièrement à la coloration des ciments et bien entendu des bétons fabriqués à partir de ces ciments par addition à ceux-ci d'eau, de sable et/ou de graviers. Dans le cadre de la présente invention, le ciment peut, par exemple, être du type alumineux. On entend par là tout ciment contenant une proportion élevée soit d'alumine en tant que telle soit d'aiuminate soit des deux. On peut citer à titre d'exemple les ciments à base d'aiuminate de calcium, notamment ceux du type SECAR.
Le ciment peut aussi être du type silicate et plus particulièrement à base de silicate de calcium. On peut donner à titre d'exemple les ciments PORTLAND et, dans ce type de ciments, les Portland à prise rapide ou très rapide, les ciments blancs, ceux résistant aux sulfates ainsi que ceux comprenant des laitiers de hauts-fourneaux et/ou des cendres volantes et ou du méta-kaolin.
On peut aussi mentionner les ciments à base d'hémihydrate, de sulfate de calcium ainsi que les ciments magnésiens dits ciments de Sorel.
Le produit de l'invention s'utilise aussi dans la coloration des liants aériens, c'est à dire des liants durcissant à l'air libre par l'action du CO2, du type oxyde ou hydroxyde de calcium ou de magnésium. Le produit de l'invention s'utilise enfin dans la coloration du plâtre et des liants du type sulfate de calcium anhydre ou partiellement hydraté (CaSθ4 et CaSO I/2H2O).
Enfin, l'invention concerne des compositions de matière colorées notamment du type plastiques, peintures, lasures, caoutchoucs, céramiques, glaçures, papiers, encres, produits cosmétiques, teintures, cuirs, revêtements stratifiés ou du type à base ou obtenu à partir d'au moins un liant minéral, qui comprennent comme pigment colorant, un produit selon l'invention ou obtenu par des procédés du type décrit ci-dessus.
Des exemples vont maintenant être donnés.
Les exemples 1 à 7 et 9 à 10 concernent la préparation de produits selon l'invention. Les caractéristiques des produits sont indiquées dans le tableau 1 donné ci- après. Les quantités de réactifs utilisées sont celles correspondantes aux valeurs x, y et z figurant dans le tableau.
EXEMPLES 1 ET 2 On utilise un sol de titane basique (en milieu NaOH) présentant un extrait sec de
20%. Ce sol est mélangé avec de l'oxalate de sodium dissout à chaud dans l'eau permutée. On ajoute au mélange du nitrate céreux en solution. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Bϋchi®. La température de sortie des gaz est de 120°C. On calcine le produit obtenu 2 heures à 750°C (montée en température : 5°C/mn).
EXEMPLE 3
On introduit dans de l'eau permutée un oxalate de sodium puis une poudre d'un gel de titane calciné à 500°C. On ajoute enfin une solution de nitrate céreux. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Bùchi®. La température de sortie des gaz est de 120°C. On calcine le produit obtenu 2 heures à 750°C (montée en température : 5°C/mn).
EXEMPLE 4 On dissout du nitrate de sodium cristallisé dans du nitrate cérique obtenu par oxydation électrolytique d'une solution de nitrate céreux et présentant un taux de neutralisation tel que défini plus haut de r = 0. On dilue et on ajoute le même gel que celui de l'exemple 3. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Bûchi®. La température de sortie des gaz est de 130°C. On calcine le produit obtenu dans les mêmes conditions que précédemment. EXEMPLE 5
On ajoute du nitrate céreux à du tétrabutylorthotitanate dilué dans l'éthanol. Puis, d'un trait, on ajoute de l'ammoniaque concentré en quantité suffisante pour précipiter le titane et le cerium. Le précipité ainsi obtenu est filtré puis lavé et redispersé dans une solution de nitrate de sodium. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Bùchi®. La température de sortie des gaz est de 120°C. On calcine le produit obtenu dans les mêmes conditions que précédemment.
EXEMPLE 6
On introduit dans de l'eau permutée un nitrate de sodium puis une poudre d'un gel de titane calciné à 500°C. On ajoute enfin une solution de nitrate céreux. Le séchage est fait dans un réacteur flash du type décrit plus haut. La température d'entrée des gaz est de 600°C, celle en sortie de 130°C. On calcine dans les mêmes conditions que dans l'exemple 3.
EXEMPLE 7
On procède comme dans l'exemple 4 mais en utilisant de l'iodure de sodium. En outre, la calcination est effectuée en introduisant le produit obtenu après atomisation dans le four à 750°C. Le produit est maintenu 2 heures à cette température.
Tableau 1
Figure imgf000013_0001
Les coordonnées chromatiques L*, a* et b* sont données ici et pour le reste de la description dans le système CIE 1976 (L*, a* et b*) tel que défini par la Commission Internationale d'Eclairage et répertorié dans le Recueil des Normes Françaises (AFNOR), couleur colorimétrique n° X08-12, n° X08-14 (1983). Elles sont déterminées pour ce qui concerne les mesures faites sur les produits et les plastiques au moyen d'un colorimètre commercialisé par la Société Pacific Scientific. La nature de l'illuminant est le D65. La surface d'observation est une pastille circulaire de 12,5 cm^ de surface. Les conditions d'observations correspondent à une vision sous un angle d'ouverture de 10°. Dans les mesures données, la composante spéculaire est exclue.
EXEMPLE 8
Cet exemple illustre l'utilisation des produits de l'invention pour la coloration des plastiques. 10 g de produits selon les exemples 1 , 2 et 3 sont mélangés en cube tournant à 2 kg d'un polypropylène de référence ELTEX ® PHV 001. Le mélange est ensuite injecté à 220°C à l'aide d'une presse à injecter KAPSA modèle Protoject 10/10 avec un cycle de 41 s. Le moule est maintenu à la température de 35°C.
On obtient ainsi une éprouvette parallélépipédique à double épaisseur (2 et 4 mm).
Les coordonnées colorimétriques, mesurées sur la partie épaisse de la plaquette et sur fond blanc, sont données dans le tableau 2 ci-dessous :
Tableau 2
Figure imgf000014_0001
la composante spéculaire est inclue, 1% de pigment a été introduit dans le plastique.
EXEMPLE 9
Cet exemple concerne la préparation d'un produit comprenant du cérium et du lanthane de formule Nax(Ce,La)yTizOt.
On dissout du nitrate de sodium cristallisé dans du nitrate cérique obtenu par oxydation électrolytique d'une solution de nitrate céreux et présentant un taux de neutralisation tel que défini plus haut de r=0. On ajoute alors une solution de nitrate de lanthane puis une poudre d'un gel de titane calciné à 500°C. Les quantités de lanthane et de cérium dans le produit préparé sont dans le rapport atomique La/Ce de 0,7/2.
Le produit obtenu est calciné 2h à 750°C.
On donne dans le tableau 3 les caractéristiques du produit obtenu. EXEMPLE 10
Cet exemple illustre la préparation de produits par une voie par chamottage.
On mélange dans un creuset en agathe des poudres d'hydroxycarbonate de cérium, d'un gel de titane calciné à 500°C et de nitrate de sodium. Le mélange obtenu est calciné 12h à 750°C. On donne dans le tableau 3 les caractéristiques du produit obtenu.
Tableau 3
Figure imgf000015_0001
EXEMPLE 11
Cet exemple illustre la préparation d'un produit selon l'invention par un procédé de précipitation.
On introduit dans un réacteur équipé d'un agitateur la suspension d'un gel de T.O2 séché (80g/l en Tiθ2)- Le pH de la suspension est ajusté à 8 à l'aide d'une solution d'ammoniaque 8M. Sous agitation constante et à pH contrôlé (pH=8) par ajout d'ammoniaque, on ajoute alors lentement une solution de nitrate céreux. Le précipité obtenu est centrifugé (4500tr/min) puis lavé deux fois avec une solution ammoniaquée. Le précipité ainsi obtenu est ensuite remis en suspension dans l'eau (C=150g I) puis atomisé au Bùchi® en présence de la solution de carbonate de sodium. Les températures d'entrée et de sortie du Bùchi® sont respectivement égale à 210°C et 100°C. Le solide séché est calciné 2h à 750°C (vitesse de montée 5°C/min). Le produit est ensuite injecté dans du polypropylène dans les conditions décrites dans l'exemple 8. On donne dans le tableau 4 ci-dessous les caractéristiques du produit obtenu. Les coordonnées colorimétriques après injection dans le polypropylène sont mesurées comme dans l'exemple 8.
Tableau 4
Figure imgf000015_0002
Les coordonnées colorimétriques après injection dans le polypropylène sont L*=82,7;a*=-1;b*=58,6.

Claims

REVENDICATIONS
1- Composé à base de titane, de cérium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, caractérisé en ce qu'il répond à la formule (1 ) :
MxCeyTizOt dans laquelle M représente un alcalin ou un alcalino-terreux et x, y et z vérifient les équations suivantes :
0,1≤ y/z ≤1,5 1≤ (x+z)/y ≤15 x+y+z≈1 (x+3y+4z)/2< t <(x+4y+4z)/2
2- Composé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que x, y et z vérifient les équations suivantes :
0,2≤ y/z <1,3 1 ,5< (x+z)/y <8
3- Composé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que M est le sodium.
4- Composé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend du cérium à l'état III+ et du cérium à l'état IV+.
5- Composé, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, au moins en partie, un titanate de structure pérovskite cubique.
6- Composé, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une terre rare additionnelle autre que le cérium.
7- Composition pigmentaire, caractérisée en ce qu'elle comprend un composé selon l'une des revendications précédentes.
8- Procédé de préparation d'un composé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - on forme un mélange comprenant un sel, un sol ou une suspension de titane, un composé de l'élément M et un composé du cérium; - on sèche et on calcine le mélange ainsi formé. 9- Procédé de préparation d'un composé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- on met en présence dans un milieu liquide un composé du cérium, un composé du titane et une base, ce par quoi on obtient un précipité;
- on met en présence un composé de l'élément M et le précipité ainsi obtenu;
- on sèche puis on calcine le mélange obtenu.
10- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le milieu liquide est un solvant organique.
11- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on forme le mélange précité en mettant en présence dans un premier temps, un sel, un sol ou une suspension de titane et un composé de l'élément M, puis, dans un deuxième temps, on ajoute au mélange ainsi obtenu un composé du cérium.
12- Procédé selon l'une des revendications 8 à 11 , caractérisé en ce qu'on sèche par atomisation ou lyophilisation.
13- Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le composé de l'élément M, du cérium ou du titane est un sel.
14- Procédé de préparation d'un composé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on forme un mélange de composés solides de cérium, du titane et de l'élément M et on calcine ledit mélange.
15- Utilisation d'un composé selon l'une des revendications 1 à 6 ou obtenu par un procédé selon l'une des revendications 8 à 14, comme pigment colorant.
16- Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le composé est employé comme pigment dans des matières plastiques, des peintures, des lasures, des caoutchoucs, des céramiques, des glaçures, des papiers, des encres, des produits cosmétiques, des teintures, des cuirs, des revêtements stratifiés et des matériaux à base ou obtenus à partir d'au moins un liant minéral.
17- Compositions de matière colorées notamment du type plastiques, peintures, lasures, caoutchoucs, céramiques, glaçures, papiers, encres, produits cosmétiques, teintures, cuirs, revêtements stratifiés ou du type à base ou obtenus à partir d'au moins un liant minéral, caractérisées en ce qu'elles comprennent, comme pigment colorant, un composé selon l'une des revendications 1 à 6 ou obtenu par un procédé selon l'une des revendications 8 à 14 ou une composition selon la revendication 7.
PCT/FR1998/001141 1997-06-06 1998-06-04 Compose a base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant WO1998055401A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU79235/98A AU743575B2 (en) 1997-06-06 1998-06-04 Titanium, cerium and alkaline or earth-alkaline based compound, preparation methods and use as colouring pigment
EP98929492A EP0986516A1 (fr) 1997-06-06 1998-06-04 Compose a base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant
JP11501742A JP2000513700A (ja) 1997-06-06 1998-06-04 チタン、セリウム及びアルカリ又はアルカリ土類を基とする化合物、それらの製造方法並びにそれらの着色用顔料としての使用
KR1019997011453A KR100354475B1 (ko) 1997-06-06 1998-06-04 티타늄, 세륨, 및 알칼리금속 또는 알칼리토금속 기재 화합물, 그의 제조방법 및 착색안료로서의 용도
CA002292747A CA2292747A1 (fr) 1997-06-06 1998-06-04 Compose a base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant
US09/445,286 US6294011B1 (en) 1997-06-06 1998-06-04 Titanium, cerium and alkaline or earth-alkaline based compound, preparation methods and use as colouring pigment

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR97/07017 1997-06-06
FR9707017A FR2764282B1 (fr) 1997-06-06 1997-06-06 Compose a base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998055401A1 true WO1998055401A1 (fr) 1998-12-10

Family

ID=9507686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1998/001141 WO1998055401A1 (fr) 1997-06-06 1998-06-04 Compose a base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6294011B1 (fr)
EP (1) EP0986516A1 (fr)
JP (1) JP2000513700A (fr)
KR (1) KR100354475B1 (fr)
CN (1) CN1263510A (fr)
AU (1) AU743575B2 (fr)
CA (1) CA2292747A1 (fr)
FR (1) FR2764282B1 (fr)
WO (1) WO1998055401A1 (fr)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6827921B1 (en) * 2001-02-01 2004-12-07 Nanopowder Enterprises Inc. Nanostructured Li4Ti5O12 powders and method of making the same
KR100406630B1 (ko) * 2001-03-13 2003-11-20 엘지전자 주식회사 데모용 데이터의 기록 및 재생방법과, 그에 따른 기록매체
EP1472319A1 (fr) 2002-01-04 2004-11-03 University Of Dayton Pigments anticorrosion non toxiques a base de cobalt
KR100677584B1 (ko) * 2005-05-18 2007-02-02 삼성전자주식회사 잉크 조성물, 이를 포함한 잉크 카트리지 및 잉크젯 기록장치
JP4990565B2 (ja) * 2006-06-20 2012-08-01 株式会社クラベ 編組絶縁チューブ、絶縁編組電線及び絶縁電線
US8092555B2 (en) * 2007-05-10 2012-01-10 Valspar Corporation Concrete coloring compositions and methods
US8460399B2 (en) * 2007-05-10 2013-06-11 Valspar Corporation Weak acid based concrete stain
US9373863B2 (en) * 2012-08-03 2016-06-21 Cerion Llc Barium cerate nanoparticles for use in solid oxide fuel cells
KR101894447B1 (ko) * 2016-05-31 2018-09-04 상신브레이크 주식회사 알칼리금속 티타네이트의 코팅방법 및 코팅 복합체
CN115515902B (zh) * 2020-03-27 2024-01-26 日本化药株式会社 掺杂异种金属的氧化铈及其制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4313925A (en) * 1980-04-24 1982-02-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Thermochemical cyclic system for decomposing H2 O and/or CO2 by means of cerium-titanium-sodium-oxygen compounds
JPH03262535A (ja) * 1990-03-13 1991-11-22 Nippon Shokubai Co Ltd C↓2炭化水素製造用触媒及びその製造方法
EP0522894A1 (fr) * 1991-07-03 1993-01-13 Rhone-Poulenc Chimie Compositions à base de titanates d'alcalino-terreux et/ou de terres rares et leur préparation
JPH05290743A (ja) * 1992-04-13 1993-11-05 Noritake Co Ltd 放電装置
EP0604919A1 (fr) * 1992-12-28 1994-07-06 Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. Déodorant
US5340799A (en) * 1993-06-18 1994-08-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High critical temperature superconductor (HTSC) including a rare earth alkali metal titanate as an oxygen diffusion barrier in the device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4313925A (en) * 1980-04-24 1982-02-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Thermochemical cyclic system for decomposing H2 O and/or CO2 by means of cerium-titanium-sodium-oxygen compounds
JPH03262535A (ja) * 1990-03-13 1991-11-22 Nippon Shokubai Co Ltd C↓2炭化水素製造用触媒及びその製造方法
EP0522894A1 (fr) * 1991-07-03 1993-01-13 Rhone-Poulenc Chimie Compositions à base de titanates d'alcalino-terreux et/ou de terres rares et leur préparation
JPH05290743A (ja) * 1992-04-13 1993-11-05 Noritake Co Ltd 放電装置
EP0604919A1 (fr) * 1992-12-28 1994-07-06 Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. Déodorant
US5340799A (en) * 1993-06-18 1994-08-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High critical temperature superconductor (HTSC) including a rare earth alkali metal titanate as an oxygen diffusion barrier in the device

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 109, no. 10, 5 September 1988, Columbus, Ohio, US; abstract no. 84895, KIRSANOV, N. A. ET AL: "Preparation and properties of cerium sodium titanate (Ce3-xNa3xTio3) solid solution with the perovskite structure" XP002055340 *
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 117, no. 8, 24 August 1992, Columbus, Ohio, US; abstract no. 73019, XP002055337 *
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 120, no. 14, 4 April 1994, Columbus, Ohio, US; abstract no. 181157, XP002055338 *
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 88, no. 26, 26 June 1978, Columbus, Ohio, US; abstract no. 201340, ROTH, R. S. ET AL: "crystal chemistry of cerium titanates, tantalates and niobates" XP002055339 *
MATER. RES. BULL., vol. 12, no. 12, 1977, pages 1173 - 1182 *
ZH. NEORG. KHIM., vol. 33, no. 4, 1988, pages 1004 - 1007 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU7923598A (en) 1998-12-21
FR2764282A1 (fr) 1998-12-11
KR100354475B1 (ko) 2002-09-30
KR20010013450A (fr) 2001-02-26
JP2000513700A (ja) 2000-10-17
EP0986516A1 (fr) 2000-03-22
US6294011B1 (en) 2001-09-25
CA2292747A1 (fr) 1998-12-10
CN1263510A (zh) 2000-08-16
FR2764282B1 (fr) 2000-01-28
AU743575B2 (en) 2002-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0851840B1 (fr) Sulfure de terre rare et d&#39;alcalin, son procede de preparation et son utilisation comme pigment colorant
EP0986516A1 (fr) Compose a base de titane, de cerium et d&#39;alcalin ou d&#39;alcalino-terreux, ses procedes de preparation et son utilisation comme pigment colorant
AU729959B2 (en) Sulphide of beta form and its use as a colouring pigment
EP0613930B1 (fr) Nouveaux pigments mineraux colorés à base de terres rares, procédé de synthèse et utilisations
KR100364188B1 (ko) 세스퀴황화사마륨기재의조성물,그의제조방법및착색안료로서의용도
FR2769612A1 (fr) Composition oxynitruree a base d&#39;un alcalino-terreux et de tantale ou d&#39;un alcalino-terreux et de niobium, procedes de preparation et utilisation comme pigment colorant
FR2750415A1 (fr) Molybdate de cerium et d&#39;alcalin ou d&#39;alcalino-terreux, son procede de preparation et son utilisation comme pigment colorant
FR2758545A1 (fr) Compositions a base de sulfures de terre rare, d&#39;alcalin et d&#39;alcalino terreux, leurs procedes de preparation et leur utilisation comme pigment colorant
FR2732352A1 (fr) Utilisation comme pigment colorant de composes a base de terbium
JP5268040B2 (ja) 顔料用黄色系色素組成物及びその製造方法
FR2735461A1 (fr) Compose a base d&#39;un alcalino-terreux et de terbium et son utilisation comme pigment colorant
MXPA99004647A (en) Use of a beta rare earth sulphide as colouring pigment and method for preparing same

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 98807127.4

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU CA CN JP KR MX US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2292747

Country of ref document: CA

Ref document number: 2292747

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PA/a/1999/011233

Country of ref document: MX

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1999 501742

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019997011453

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998929492

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 79235/98

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09445286

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998929492

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019997011453

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 79235/98

Country of ref document: AU

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1019997011453

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1998929492

Country of ref document: EP