DE1467462A1

DE1467462A1 - Verfahren zur Behandlung von Pigmenten

Info

Publication number: DE1467462A1
Application number: DE19651467462
Authority: DE
Inventors: Raoul Feld
Original assignee: Laporte Titanium Ltd
Current assignee: Laporte Titanium Ltd
Priority date: 1964-07-22
Filing date: 1965-07-21
Publication date: 1968-12-12
Also published as: NL6509519A; US3436239A; GB1113990A; BE667241A

Description

Die Erfindung "bezieht sich auf die Behandlung von Pigmenten und insbesondere bezieht sie sich auf die Behandlung eines Pigmentes um den Glanz und/oder die Deck— kraft eines Farbanstrichs oder eines Lackes, welohen das Pigment einverleibt ist, zu verbessern und ebenfalls die ■Disper^ierbarkeit des Pigmentes in Wasser und/oder in dem Anstrich- oder Lackmedium zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung eines Pigmentes geschaffen, welches das Inberührungbringen der Teilchen des Pigmentes mit einer organisohen Verbindung umfaßt, die mindestens zwei Hydroxygruppen und mindestens eine Garbonsäureestergruppe enthält, wobei sämtliche der in der Verbindung vorhandenen

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Carbonsäuregruppen verestert sind.

Bas Pigment umfaßt vorzugsweise Titandioxyd und kann Anatas- oder Hutil-Titandioxyd, ein zusammengesetztes, Titandioxyd enthaltendes Pigment oder ein gefärbtes, Titandioxyd enthaltendes Pigment sein« Das Anatas- oder Rutil-Titandioxyd kann rein sein oder es können geringe Mengen hydratisiertea? Metalloxyde, beispielsweise hydratisiertes Aluminiumoxyd oder ein hydrätisiertes Titanoxyd auf den Oberflächen der Teilchen vorhanden sein» Andere Pigmente, welche nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt werden können, umfassen Siliciumdioxyd, Bariumsulfat, Lithopone, Bariumcarbonat, Zirkonoxyd, Zinkoxyd, Aluminiumoxyd, Chromgelb und Phthalocyanin.

Vorzugsweise enthält die Verbindung zwei Hydroxygruppen an benachbarten Kohlenstoffatomen. Beispielsweise ist eine geeignete Verbindung mit drei Hydroxygruppen, von welchen sich zwei an benachbarten Kohlenstoffatomen befinden, n-Propylgallat:

HO -L J- OH

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Vorteilhafterweise enthält die Verbindung zwei Hydroxygruppen an b en a ο lib art en Kohlenstoffatomen und mindestens zwei ^arbonsäureestergruppeno Beispielsweise besteht eine' besonders vorteilhafte Verbindung z. B. aus einem Diester·einer Dihydroxydiearbonsäure, wie beispielsweise Dihydroxymaleinsäure oder vorzugsweise Weinsäure.

■■•'-Ί..

Die oder jede öarbonsäureestergruppe kann eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Cyeloalkylestergruppe sein, vorzugsweise stellt Jedoch die oder jede Estergruppe eine Alkylestergruppe dar, in welcher die Alkylgruppe 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthält*

Besonders zweckmäßige Verbindungen, die zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß der Erfindung geeignet sind·, sind Diäthyltartrat, Dibutyltartrat und Di-(2-äthylhexyl)-tartrat.

Die Pigmentteilchen werden vorzugsweise mit einer Verbindung im flüssigen Zustand behandelt, beispielsweise mit einer Verbindung, die selbst eine flüssigkeit darstellt oder mit einer Lösung der Verbindung (entweder fest oder flüssig) in einem geeigneten Lösungsmittel,

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BAD ORIGfNAt

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beispielsweise einem Alkohol, Aceton oder Wasser. Im Falle der Behandlung mit einer lösung wird das lösungsmittel anschließend von den behandelten Teilchen entfernt. Die Pigmentteilchen können vor' der Behandlung trocken sein, sie werden jedoch zweckmäßigerweise mit Wasser zur Bildung einer Paste, eines Breies o<§er eines Schlammes gemischt. Gegebenenfalls können die Teilchen mit einer Dispersion einer flüssigen Verbindung in einer anderen flüssigkeit behandelt werden*

nachdem die Verbindung mit den Pigmentteilchen in Berührung gebracht worden war, werden die Teilchen vorzugsweise getrocknet, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 120° G. Durch das Trocknen wird von den Teilchen jedes möglicherweise vorhandene Wasser und, wenn eine Lösung-verwendet worden ist, zusammen mit dem Lösungsmittel für die Verbindung entfernt. Zusätzlich kann, falls die Verbindung bei der Trocknungstemperatur flüchtig ist, eine wesentliche Menge der Verbindlang durch das Trocknen entfernt werden» Fach dem Trocknen können die behandelten Teilchen gemahlen werden, um Agglomerate von Teilchen, die sich gebildet haben können, zu zerteilen.

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Das Verfahren zur Behandlung eines Pigmentes umfaßt zweckmäßigerweise das Einverleiben der Verbindung (wenn es sich um eine Flüssigkeit handelt) oder einer lösung der Verbindung (entweder einer festen oder flüssigen) in eine Past4, einen Brei oder einen Schlamm der Pigmentteilchen und Wasser, Mischen der Paste, des Breies oder des Schlammes mit der Verbindung oder der Lösung der Verbindung während einer Zeitdauer, die ausreicht, um die Teilchen im wesentlichen gleichförmig zu behandeln und das Trocknen der Teilchen.

Ein gründliches Mischen der Pigmentteilchen oder der Paste, des Breies oder des Schlammes der Teilchen und des Wassers mit der Verbindung oder der lösung der Verbindung ist notwendig, damit sämtliche Teilchen im wesentlichen gleichförmig behandelt werden, und ein solches Mischen hängt nicht .notwendigerweise nur von der länge des Misoharbeitsganges ab, sondern es sind auch die Art (Sea Mischers und das Ausmaß des Mischens von wesentlicher Bedeutung.

Die Pigment te Hohen, beispielsweise '-Citandioxyd, die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden können, müssen natdrlioh gemäß der Erfindung behandelt werden, naohdem beliebige Arbeitsgänge, wie Calci-

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nierung, ausgeführt worden sind, die bei Ausführung'nach der behandlung die Wirkung der Verbindung an den Teilchen zerstören würden. Die Titandioxydteilchen sind" vorzugsweise einer KLassifizierungsarbeitsweise unterworfen worden, um Teilchen mit Größen innerhalb eines bestimmten Bereiches zu erhalten. Die Titandioxydteilchen werden zweckmäßigerweise nachder Klassifizierungsbehandlung und vor der Trooknungsstufe der Teilchen während des gewöhnlichen Arbeitsganges zur Herstellung von Titandioxydpigment, behandelt. Gegebenenfalls können die Teilchen während eines ITaßmahlarbeitsganges behandelt und anschließend getrocknet werden.

Die Menge an organischer Verbindung, mit welcher die Pigmentteilchen behandelt werden, kann innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 5,0 Gew.-56, bezogen auf das Gewicht der Pigmentteilchen, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 1,5 Gew.-%, liegen.

Gemäß der Erfindung ist auoh ein Pigment vorgesehen, welches Pigmentteilchen umfaßt, die eine organische Ver- _: bindung darauf zurückgehalten haben, die mindestens zwei Hydroxygruppen und mindestens eine Oarbonsäureestergruppe enthält, wobei sämtliche in der Verbindung vorhandenen Oarbonsäuregruppen verestert sind! Gemäß der Erfindung ist

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auch, ein, Pigment vorgesehen» dessen Teilchen, wie vorstehend, beschrieben, mit einer organischen Verbindung in Berührung gebracht worden sind« ^ie organische Ver-"bindung enthält zwecfcmäßigerweise zwei Hydroxygruppen an., benachbarten Kohlenstoff atomen und mindestens zwei Carbonsäuree-stergruppen» Gemäß der Erfindung sind auch eine ^arbe oder ein.Lack vorgesehen _f welche ein Pigment gemäß der Erfindung enthalten, wobei das Pigment zwecfcmäßigerweise Titandioxyd umfaßt,

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelte Pigmente sind verschiedenen Arten von Färb- oder Lackmedien einverleibt worden, beispielsweise lufttrocknenden oder ofentrocknenden Acryl- oder Alkydmedien, wobei in Jedem Medium eine Verbesserung des Glanzes und/oder der Deckkraft der gebildeten Farbe oder des gebildeten Lackes beobachtet wurde» Dies steht im Gegensatz zu anderen Pigmentbehandlungsverfahren, welche den Glanz und/oder die Deckkraft nur dann günstig beeinflussen können, wenn eine besondere Art von Medium verwendet wird· .

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher veranschaulicht. Sämtliche Prozentangaben sind auf Gewichtsbasis bezogen«

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-Q-

In den Beispielen wird der prozentuale Glanzwert eines lufttrockenen Acrylharzanstrichs mit einem Titandioxydpigmentgehalt von 37 Gew.-?S wie folgt gemessen:

Die Reflexion eines auf eine schwarze Standardplatte auf treffenden Lichtstrahls wurde bestimmt, wobai der Einfallswinkel des Strahls 45° betrug und die Reflexion in einer Ebene, welche den einfallenden Strahl und die Hormale an der Einfallsstelle einschloß, gemessen wurde, wobei die Messung an einer solchen Stelle in der Ebene vorgenommen wurde, so daß die Verbindungslinie zwischen diesem Punkt und dem Einfallspunkt mit der Normalen einen Winkel von 45° bildete. Ein Film der das Pigment enthaltenden Farbe wurde auf eine Cellophanbahn oder ein Cellophanblatt aufgebracht und das Reflexionsvermögen eines auf

den I¹IIm auffallenden Lichtstrahls wie beschrieben gemessene

Dann ist:

io Glanz = ^^e^l^e:!C:i-^onsvermQg^en des Anstrichfilms Reflexion Standard schwär ζ

Das Reflexionsvermögen der schwarzen Platte ergab den prozentualen Glanzwert der J'arbe,,

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In den Beispielen wurde die Deckkraft eines lufttrocknenden Acrylharzanstrichfc mit einem Gehalt von 37 Gew.-^a/o Titandioxydpigment gemäß der Arbeitsweise "bestimmt, die in der Veröffentlichung D 1738-60 T (i960) der American Society for Testing Materials beschrieben ist, wobei britische Gallonen (Imperial gallons) für die UoS. Gallonen zweckmäßigerweise eingesetzt wurden» Die •Deckkraft entspricht daher der Anzahl an Quadratfuß, über welche sine britische Gallone Farbe gleiohförmig ausgebreitet werden kann, um ein Kon"ftastverhältnis von C = 0,98 zu ergeben, wobei das Kontrastverhältnis in der ASTM Veröffentlichung definiert ist.

In den Beispielen wurde; die Dispergierbarkeit der Pigmentteilchen in einem Oberfläohen-Überzugsmedium wie folgt bestimmt. 225 Gew.-Teile des Pigmentes wurden mit 215 Gew.-Teilen eines Ölfarbenmediums gemisoht, das aus einem Leinsamenöl-Pentaerythrit modifizierten Alkydharz, Soyaleoithinöl und Testbenzin in einem Gewichtsverhältnis von 100:2Oi570 bestand, wobei das Mischen in einer als "Kady"-Mühle bekannten Dispersionsfarbmühle hoher Geschwindigkeit ausgeführt wurde, Während des Misch ens wurden Proben der Farbe in Abständen von 1 Minute entnommen und an einem Hegmann Meßgerät (Hegman gauge)

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auf Feinheit geprüft. Die Ablesung des Hegmann-Meßgeräts gibt ein Maß für die Dispersion des Pigmentes in dem Medium, und das Ausmaß der Veränderung der Ablesung des Hegmann-Meßgerätes mit der Zeit ergibt ein Maß für das Ausmaß der Dispersion. Fach einer.bestimmten Mischzeit erreichen die Ablesungen der Proben am Hegmann-Meßgerät einen konstanten Maximalwert,und die in den Beispielen gegebenen Dispergierbarkeitswerte zeigen die Ablesung des Hegmann-Meßgerätes und die Zeit für die erste Probe, welche diese konstante Maximalablesung ergab, wobei eine geringe Zeit, verbunden mit einer hohen Ablesung am Hegmann-Meßgerät, eine gute ^ispergierbarkeit und ein hohes Dispersionsausmaß anzeigt.

Beispiel .1

Probe eines Titandioxydpigmentes, in welcher hydratisiertes Titandioxyd und hydratisiertes Aluminiumoxyd (in Mengen von 1,75 ^a/° und 2,0 ^, berechnet ale TiO₂ bzw. Al₂O,, bezogen auf das Gewicht von Titandloxyd in dem Pigment) auf den Oberflächen der Pigmentteilohen vorlagen, wurde mit Wasser unter Bildung eines Breies mit einem Gehalt, von 60 % 'i'itandioxyd gemischt, und der Brei in einem Pastenmisoher mit 1 ^ύΑ> Diäthyltartrat (bezogen auf das Gewicht des Pigmentes) einige Minuten lang gemischt,

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um ,,eine, gleichmäßige Verteilung des Diäthyltartrats innerhalb des Breies zu ergeben» Danach wurde der Brei "bei einer Temperatur von 120° C getrocknet und das Pigment in einer durch das Medium betriebenen Mühle (fluid energy mill) gemahlene

Die prozentualen Werte an Glanz, Deokkraft und Dispergierbarkeit des behandelten Pigmentes (gemessen wie vorstehend beschrieben) sind in der nachstehenden Tabelle angegeben«

Beispiel 2

Eine andere Probe des in Beispiel 1 verwendeten Pigmentes wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, unter Verwendung von 0,5 '/" Dibutyltartrat behandelt. Die prozentualen Werte an Glanz und Deckkraft sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.

Beispiel 3

Beispiel 2 wurde unter Verwendung von 1 f» Dibutyltartrafc anstelle von 0,5 /"»wiederholt. Die prozentualen Werte an Glanz, Deckkraft und Dispergierbarkeit sind in

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der nachstehenden Tabelle angegebene

Beispiel 4

Unter Verwendung einer anderen Probe des in Beispiel 1 verwendeten Pigmentes wurde die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise unterVerwendung von 1 f° Di-(2-äthylhexyl)tartrat wiederholt,, Die prozentualen Werte an Glanz, Deckkraft und Dispergierbarkeit sind in der Tabelle angegeben,

Beispiel 5

Unter Verwendung einer anderen Probe des in Beispiel 1 verwendeten Pigmentes wurde die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise unter Verwendung von 1 "/° Dibutyl tar trat wiederholt. Die Deckkraft des behandelten Pigmentes wurde, wie vorstehend beschrieben» gemessen» es wurde jedoch das bei dieser Arbeitsweise verwendete lufttrocknende Acrylharzan* Strichmedium, durch ein lufttrocknendes ülanstrichmedium aus Alkydharz, das mit Lengfischöl-Soja-Pentaerythrit modifiziert ist,, ersetzt. Das Ergebnis ist in der nach- ,

stehenden Tabelle angegeben.

Beispiel 6

Beispiel 5 wurde unter Verwendung von 1 ^u/o Di-(2-äthyl-8098 12/1164

hexyl)tartrat anstelle von 1 $> Dibutyltartrat ausgeführt. Die Deckkraft des "behandelten Pigmentes in dem Alkydharzmedium ist in der nachstehenden Tabelle angegeben«.

Beispiel 7

Beispiel 5 wurde wiederum unter Verwendung von 0,25 $> n-Propylgallat anstelle von 1 > Dibutyltartrat wiederholt. Es wurde die Deckkraft des behandelten Pigmentes sowohl in dem Acrylharzmedium als auch in dem Alkydharzmedium gemessen, und die Ergebnisse in der nachstehenden labelle aufgezeigt.

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Beispiel
Pigment

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Tabelle

$satz Glanz Deckkraft Dispersionsvermögen in in dem m / 1 dem Alkydharzmedium Aorylmedium (sq.ft./imp.gall.)

	68	Aoryl- medium	Alkyd- medium	Ablesung am Hegmann Meßgerät	Zeit (Min.)
Unbehandelte Probe des in den Beispielen verwendeten Pigmentes	75	8,6 (421)	14,2 (696)	5,0	2
1	69	8,45 ($14)'	-	6,5	3
2	72	8,9 (436)	" -	-	—
3	79	9,05 (443)	-	6,0	2
4	-	9,18 (4.50)	-	7,0	3
VJI	-	-	15,4 (755)	—	- ·
6	-	-	15,1 (740)	-	-
7	9,18 (450),	15,1 (740)	—	-

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Claims

Patentansprüche

1« Verfahren'zur Behandlung von Pigmenten für den Gebrauch in Anstriohfarben oder lacken, dadurch gekennzeichnet, "daß man die Pigmentteilchen mit einer organischen Verbindung in Berührung bringt, die mindestens zwei Hydroxygruppen und mindestens eine Carbonsäureestergruppe enthält, wobei sämtliche in der Verbindung vorhandenen Carbonsäuregruppen verestert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine organische Verbindung verwendet, die zwei Hydroxygruppen an benachbarten Kohlenstoffatomen und zwei Carbonsäureestergruppen aufweist.

3· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pigmentteilchen mit einem Dihydroxydicarbonsäurediester als organische Verbindung in Berührung bringt.

4-· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß mt.a die Pigmentteilchen mit einer organischen Verbindung behandelt, in welcher die

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oder jede Estergruppe eine Alkylgruppe mit 2-20 Kohlenstoff atomen, eine Aryl-, Aralkyl- oder Gycloalkylestergruppe darstellt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pigmentteilchen mit einem Diester von Dihydroxymaleinsäure oder V/einsäure, insbesondere mit Diäthyltartrat, Dibutyltartrat oder ^i-(2-äthylhexyl)-tartrat, oder mit n-Propylgallat be- * handelt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pigmentteilchen mit 0,5 - 5 f°, insbesondere 0,5 - 1,5 %, bezogen auf ihr Bigengewicht, der organischen Verbindung behandelt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pigmentteilchen mit einer Lösung der organischen Verbindung behandelt und anschließend das Lösungsmittel entfernt, oder mit der organischen Verbindung in flüssigem Zustand behandelt.

b„ Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pigmentteilchen zur Bildung einer Paste, eines freies oder einer Aufschläm-

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mung vor der Behandlung mit der organischen Verbindung mit Wasser mischt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, daduroh gekennzeichnet, daß man die Pigmentteilchen .nach der Behandlung mit der organischen Verbindung durch Erhitzen auf etwa 120° C trocknet, worauf die getrockneten Pigmentteilchen vermählen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man die organische Verbindung (falls sie eine Flüssigkeit ist) oder eine Lösung der Verbindung mit einer Paste, einem Brei,oder einer Aufschlämmung der Pigmentteilohen und Wasser mischt, und das Mischen bis zur im wesentlichen gleichförmigen Behandlung fortsetzt und anschließend die Teilchen trocknet.

Ho Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, ι daduroh gekennzeichnet, daß man Titandioxyd oder ein Titanaxoxyd enthaltendes Pigment behandelt.

12. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1-11, daduroh gekennzeichnet, daß man ein Titandioxydpigment mit geringen Mengen von einem hydratisieren Metalloxyd auf der Oberfläche der Teilchen behandelt.

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13. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Titandioxydpigment mit hydfatisiertem Aluminiumoxyd oder einem hydratisierten Titanoxyd behandelt.

Ho Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Pigment Siliciumdioxyd, Bariumsulfat, lithopone, Bariumearbonat, Zirkonoxyd,. Zinkoxyd, Aluminiumoxyd, Chromgelb oder Phthalocyanin behandelt.

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