DE2442678A1

DE2442678A1 - Titandioxid-pigment

Info

Publication number: DE2442678A1
Application number: DE2442678A
Authority: DE
Inventors: John James Hinley; David Malcolm Porter
Original assignee: British Titan Ltd
Current assignee: British Titan Ltd
Priority date: 1973-09-22
Filing date: 1974-09-06
Publication date: 1975-03-27
Also published as: NL7412160A; SE7411859L; GB1427210A; BE820184A; FR2244802B1; ES429909A1; SE393811B; US3942999A; ZA745149B; NO139089B; CA1017503A; NO139089C; FR2244802A1; NO743399L; AU7237074A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. jP. Weickmann, 24426

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HtM/th

Case 339

British titan LIMITED, Billingham, Teesside

England

Titandioxid-Pigment

Die Erfindung betrifft Pigmente und insbesondere Titandioxidpigmente, die auf ihrer Oberfläche eine organische Verbindung tragen.

Es ist seit langen Jahren üblich, die Oberfläche der 'Teilchen von Titandioxid-Pigmenten mit anorganischen wasserhaltigen Oxiden, Phosphaten und/oder Silicaten zu behandeln, um die Eigenschaften des Pigments zu modifizieren, wenn es in beispielsweise einen Lack oder eine Farbe eingearbeitet wird. Weiterhin ist die Behandlung der Teilchen mit einer organischen Verbindung angewandt worden, um die Dispergierbarkeit des

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Pigments in Lack-., oder anderen Medien zu verbessern.

Zum Beispiel sind die Pigmente mit Triäthanolamin behandelt worden, das obwohl es die Dispergierbarkeit des Pigments in einem Lackmedium auf ölgrundlage verbessert, zu Lacken oder Farben führt, die eine verlängerte Trockenzeit besitzen. Andere übliche organische Behandlungsmittel für Titandioxidpigmente sind Pentaerythrit und Trimethylolpropan. Wenn diese beiden Materialien zur Behandlung von Titandioxid-Pigmenten verwendet werden, fördern sie die Dispergierbarkeit des Pigments in einem Lackmedium auf ölgrundlage, haben jedoch zur Folge, daß ein mit Trimethylolpropan behandeltes Pigment, wenn es bei der Papierherstellung eingesetzt wird, die Neigung besitzt, innerhalb der Papiermasse oder des Überzugs zu schäumen, mit dem Ergebnis, daß sich in dem fertiggestellten Papier beim Trocknen kleine Löcher oder andere Fehler ausbilden können.

Bislang ist die Mehrzahl der hergestellten Titandioxid-Pigmente in Papiersäcken oder ähnlichen Behältern, die eine Feuchtigkeitsaufnahme des Pigments aus der Atmosphäre ermöglichen, vertrieben worden. Heutzutage wird das Pigment lose in versiegelten Behältern oder Gefäßen an die Kunden ausgeliefert, so daß das Pigment während der Lagerung und der Auslieferung nicht in der Lage ist, irgendwelche Feuchtigkeit aufzunehmen. Es hat sich gezeigt, daß dieses lose ausgelieferte Pigment, das als "trockenes" Pigment bezeichnet werden kann, einen Lack oder eine Farbe mit verminderter Deckkraft ergibt, insbesondere wenn das Pigment mit Pentaerythrit oder Trimethylolpropan behandelt worden ist.

Somit besteht ein Bedürfnis für die Behandlung von Titandioxid-Pigmenten mit einem Mittel, das die Dispergierbarkeit des Pigments in einem Lack- oder Farb-Medium auf ölgrundlage steigert und gleichzeitig die Schäumneigung bei der Anwendung in der Papierindustrie vermindert, und die die Verzögerung des Trocknungsvorganges auf einem Minimum hält und ein Pigment ergibt, das seine volle Deckkraft entwickelt, ohne daß es notwendig ist,

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daß Feuchtigkeit in dem Pigment vorhanden ist.

Die Erfindung betrifft daher ein pigmentfÖrmiges Titandioxid, dessen Teilchen Dixsopropanolamin tragen bzw. auf deren Oberfläche Dixsopropanolamin vorhanden ist.

Es hat sich gezeigt, daß ein Dixsopropanolamin tragendes Titandioxid-Pigment leicht in einem Lack- oder Farb-Medium auf öigrundlage zu dispergieren ist, einen Lack oder eine Farbe mit annehmbarer Trockenzeit und Deckkraft oder Undurchsichtigkeit ergibt, selbst wenn das Pigment in "trockenem" Zustand vorliegt, und bei Papieranwendungen keinen Schaum ergibt.

Dixsopropanolamin ist ein wachsartiger Feststoff und es hat sich gezeigt, daß die von dem Pigment zurückgehaltene Diiso-· propanolamin-Menge 0,05 Gew.-% bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, betragen kann. Vorzugsweise beträgt diese Menge 0,1 Gew.-% bis 0,6 Gew.-%.

Das pigmentförmige Titandioxid kann entweder nach dem gut bekannten "SuIfat"-Verfahren oder dem "Chlorid"-Verfahren hergestellt sein. Bei dem letzteren Verfahren wird Titantetrachlorid im Dampfzustand bei hoher Temperatur oxidiert. Das Titandioxid-Pigment kann entweder in der Anatas- oder der Rutil-Konfiguration vorliegen.

Üblicherweise wird das Titandioxid-Pigment vor der Behandlung mit Dixsopropanolamin mit einem oder mehreren anorganischen Mitteln zur Behandlung der Oberfläche behandelt, so daß auf der Oberfläche des Pigments ein oder mehrere wasserhaltige Metalloxide, ein Phosphat und/oder ein Silicat vorhanden sein können. Beispielsweise kann die Oberfläche des Pigments ein oder mehrere wasserhaltige Oxide von Titan, Aluminium, Cer, Silicium, Zirkon oder Zink aufweisen. Die Oberfläche kann auch ein Phosphat tragen, wie beispielsweise Aluminiumphosphat, Zirkonphosphat, Titanphosphat oder kann mit einem Silicat versehen

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sein wie Aluminiumsilicat. Gewünschtenfalls kann ein wasserhaltiger Siliciumdioxid-Überzug vorhanden sein, der unter solchen Bedingungen ausgefällt worden ist, daß der überzug nicht porös ist und ein Pigment mit gesteigerter Beständigkeit ergibt. Beispielsweise erhält man durch Ausfällen des wasserhaltigen Siliciumdioxids bei einem pH-Wert zwichen 8 und 11 aus einer "aktiven" Siliciumdioxid-Quelle einen nicht-porösen Überzug aus wasserhaltigem Siliciumdioxid, der die Titandioxid-Teilchen einkapselt.

Das Titandioxid-Pigment kann gleichzeitig mit zwei oder mehreren verschiedenen wasserhaltigen Oxiden beschichtet werden oder kann mit zwei oder mehreren, aufeinanderfolgenden überzügen aus dem gleichen oder verschiedenen wasserhaltigen Oxiden versehen werden. Zum Beispiel kann das Pigment einen ersten überzug aus einem nicht-porösen Siliciumdioxid und einen äußeren überzug aus wasserhaltigem Aluminiumoxid aufweisen.

Die zur Abscheidung der überzüge aus wasserhaltigen Metalloxiden, Phosphaten und/oder Silicaten angewandten Methoden sind gut bekannt und umfassen üblicherweise die Hydrolyse einer hydrolisierbaren Metallverbindung oder eines Silicats in einer wässrigen Aufschlämmung des Pigments.

Gewünschtenfalls, insbesondere wenn das Titandioxid-Pigment durch Dampfphasenoxidation eines Titantetrahalogenids hergestellt wird, können die Teilchen mit einem überzug aus einem nicht-wasserhaltigen Metalloxid, wie Aluminiumoxid, Titanoxid oder Siliciumoxid in dem Gasstrom versehen werden, der die Titandioxid-Teilchen trägt. Derart beschichtete Titandioxid-Pigmente können zusätzlich mit einem gut bekannten "Naß"-Beschichtungsverfahren behandelt werden, um ein oder mehrere wasserhaltige Oxide, Phosphate und/oder Silicate auszufällen.

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Die Menge des normalerweise angewandten Überzugs aus dem wasserhaltigen Oxid beträgt 0,5 Gew.-% bis 25 Gew.-% (als Oxid gerechnet), bezogen auf das Gewicht des Pigments, wobei die tatsächlich für ein gegebenes Pigment angewandten Mengen in Abhängigkeit von dem besonderen Endverwendungszweck des Pigments ausgewählt werden. Wenn ein Pigment beispielsweise in Lacken auf ölgrundlage verwendet werden soll, hat es sich als geeignet erwiesen, daß Titandioxid-Pigment so zu behandeln, daß ein wasserhaltiges Oxid eines Metalls in einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 6 Gew.-% (als Oxid gerechnet), bezogen auf das Gewicht des Pigments, abgeschieden wird. Für Pigmente, die in wasserhaltigen Lacken oder Farben verwendet werden sollen, hat es sich als günstig erwiesen, die Menge des wasserhaltigen Siliciumoxids auf eine Menge im Bereich von etwa 9 Gew.-% bis 15 Gew.-% SiO„, bezogen auf das Gewicht des Pigments, zu steigern und zusätzlich einen Aluminiumoxidüberzug in einer Menge von beispielsweise 2 Gew.-% bis 7 Gew.-% Al₃O₃, bezogen auf das Gewicht des Pigments, aufzutragen.

Vorzugsweise sollte das Diisopropanolamin in einer Stufe auf-' getragen werden, die sich an irgendeinen Naßvermahlungsprozeß anschließt. Während der Herstellung von Titandioxid-Pigmenten ist es üblich, diese vor dem Beschichten mit einem oder mehreren wasserhaltigen Oxiden naß zu vermählen, wobei ein geeigneter Naßmahlprozeß darin besteht, das Pigment in Form einer Aufschlämmung in eine Mühle einzuführen, in der ein Mahlmedium wie Sand enthalten ist. Anschließend wird das Pigment üblicherweise naß klassiert und dann der gewünschten Beschichtungsprozedur mit einem oder mehreren wasserhaltigen Metalloxiden, einem Phosphat oder einem Silicat unterworfen. Das Pigment kann bei irgendeiner Stufe nach dem Naßmahlprozeß mit dem Diisopropanolamin behandelt werden, obwohl es sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, diese Behandlung nach dem Beschichten des Pigments mit einem oder mehreren wasserhaltigen Oxiden durchzuführen.

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Demzufolge besteht ein Verfahren zur Behandlung von pigmentförmigem Titandioxid darin, das pigmentförmige Titandioxid nach dem Naßmahlprozeß mit Diisopropanolamin zu vermischen.

Die geeignetste Art und Weise zur Behandlung des Titandioxid-Pigments besteht darin, das Diisopropanolamin zu dem Pigment zuzusetzen, währenddem dieses in einer Strahlmühle vermählen wird. Das Vermählen des Pigments in einer Strahlmühle wird üblicherweise als letzter Schritt der Herstellung durchgeführt und das Pigment wird in trockenem Zustand in der Strahlmühle vermählen, indem man das Pigment gleichzeitig mit einem fluiden Mahlmedium, wie Dampf oder Luft, in die Mühle einführt, so daß der Kontakt der Pigment-Teilchen untereinander das Vermählen auf die gewünschte Endpigment-Teilchengröße zur Folge hat.

Die Pigmente können einer oder mehreren Mahlprozeduren in der Strahlmühle unterworfen werden und das Diisopropanolamin kann zu dem Pigment zugesetzt werden, bevor dieses entweder in der ersten Mahlstufe oder in irgendeiner späteren Mahlstufe in die Strahlmühle eingeführt wird. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, das Pigment zweimal durch die Strahlmühle zu führen und das Diisopropanolamin unmittelbar vor dem ersten Durchgang durch die Strahlmühle zu dem Pigment zuzugeben.

Das Diisopropanolamin kann entweder von Hand oder mittels einer geeigneten Fördereinrichtung, wie einer Vibrationsfördereinrichtung, in fester Form zu dem Pigment zugesetzt werden, bevor dieses in die Mühle eingebracht wird oder kann alternativ verflüssigt werden, zum Beispiel durch Schmelzen oder durch Lösen in einem Lösungsmittel wie Wasser und dann in Form einer Flüssigkeit zu dem Titandioxid zugegeben werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Diisopropanolamin in Form einer Lösung zugesetzt wird, die 50 Gew.-% bis 90 Gew.-% des Diisopropanolamins enthält. Während es Vermahlens in der Strahlmühle bewirkt die hohe Temperatur eine Verteilung

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des Diisopropanolamins über die Oberfläche der Pigmentteilchen und das organische Material wird von dem Pigment zurückgehalten, wenn dieses aus der Mühle entnommen wird.

Alternativ kann das Diisopröpanolamin in irgendeiner Stufe zwischen dem Naßmahlprozeß und dem Vermählen .in der Strahlmühle zu dem Pigment zugesetzt werden. Zum Beispiel kann die Diisopropanolamin-Lösung zu einer gerührten Aufschlämmung des .Titandioxids gegeben werden, die man unmittelbar nach dem Beschichten erhält, wobei man das Diisopröpanolamin durch Rühren auf dem Pigment verteilt. Die Aufschlämmung wird dann vor dem Trocknen und dem Vermählen der Strahlmühle filtriert. Alterna- · tiv kann man das Diisopröpanolamin direkt zu dem nach dem Beschichten aus dem Trocknen austretenden heißen Titandioxid zusetzen, indem man beispielsweise das getrocknete Material mit flüssigem Diisopröpanolamin oder einer Lösung davon besprüht .

Üblicherweise ist die von dem Pigment zurückgehaltene Diisopropanolamin-Menge ein erheblicher Teil der ursprünglich zugesetzten Menge.

Titandioxid-Pigment, das auf der Oberfläche seiner Teilchen Diisopröpanolamin trägt, ist besonders geeignet für die Herstellung von Farben oder Lacken auf Ölgrundlage. Zum Beispiel kann das Pigment für Farben verwendet werden, die auf der Grundlage von ölgestreckten Sojaalkydharzen, Polyurethanalkydharzen und Siliconolalkydharzen bereitet werden.

Bei dieser Art von Lacken oder Farben auf ölgrundlage wird der volle Vorteil der Verwendung der erfindungsgemäßen Pigmente deutlich, obwohl die Pigmente gewünschtenfalls auch in wässrigen Emulsionsfarben oder -lacken oder industriellen Oberflächenüberzügen eingesetzt werden, wie jene für Papierzwecke verwendeten auf der Grundlage von Acrylharzen oder Kunststoffen.

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Typischerweise kann eine Farbe auf ölgrundlage 25 Gew.-% bis 50 Gew.-% des Pigments enthalten.

Wenn das Pigment zur Herstellung eines Lackes oder einer Farbe auf ölgrundlage eingesetzt wird, hat es sich gezeigt, daß es ohne weiteres in dem Farbmedium dispergiert werden kann. Die erhaltene Farbe besitzt eine angemessene Trockenzeit und das Pigment entfaltet seine volle Deckkraft, selbst wenn es in einem "trockenen" Zustand eingesetzt wird.

Weiterhin zeigen die Pigmente, wenn sie für Papierzwecke verwendet werden, nicht die Neigung, in der Masse oder der überzugszusammensetzung zu schäumen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel 1

Es wird ein Rutil-Titandioxid-Pigment verwendet, das nach dem "Sulfat"-Prozeß hergestellt und vor dem Beschichten einem Naßmahlprozeß unterworfen worden ist. Das Pigment ist zuvor mit den wasserhaltigen Oxiden von Titan (1,5 Gew.-% TiO₂), Aluminium (2,0 Gew.-% Al₃O₃) und Silicium (1,1 Gew.-% SiO₂ , das vor der Naßmahlstufe in Form von Natrxumsilicat zugesetzt worden ist, um die Dispersion des Pigments zu erleichtern) jeweils auf das Gesamtgewicht des Pigments bezogen, beschichtet worden. Nach dem Beschichten ist das Pigment getrocknet worden.

Dann werden Proben des getrockneten Pigments einem doppelten Mahlgang in einer Strahlmühle unterzogen, wobei verschiedene organische Verbindungen zu dem Pigment zugesetzt werden, unmittelbar bevor dieses zum Zwecke des ersten Durchgangs in die Mühle eingeführt wird. Die organische Verbindung wird in einer Menge von 0,4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, zugesetzt.

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Die Pigmente werden unter Anwendung der folgenden Betriebsbedingungen in der Strahlmühle behandelt:

Pigmenteinführungsgeschwindigkeit Gesamtdampfdurchsatz

Dampf/Pigment-Verhältnis Druck des eingeführten Dampfes Druck des Mahldampfes

226,8 kg/Std (500 lbs. per hour)

385,5 kg/Std (850 lbs. per hour) 1,7:1 pro Durchsatz 16,5 kg/cm² (235p.s.i.) 12,2 kg/cm² (173 p.s.i.)

Eine Probe des Pigments wird unter ähnlichen Bedingungen, jedoch ohne Zugabe der organischen Verbindung in der Strahlmühle vermählen.

Die untersuchten organischen Verbindungen sind Pentaerythrit (abgekürzt PE bezeichnet), Triäthanolamin (TEA), Monoisopropanolamin (MIPA) und Diisopropanolamin (DIPA).

Dann werden die Dispergierbarkeit, die Deckfähigkeit, die Trockenzeiten und die Schäumneigungen der erhaltenen Pigmente in der nachfolgend angegebenen Weise bestimmt. Die Ergebnisse der Messungen sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

	Tabelle I	500,0	A B	Schäumtest
Organische Verbindung		491,5	5 28,5
	Dispergierbarkeit Deckfähigkeit Trockenzeit (trockenes (Stunden) Pigment)	514,0	6	bestanden
keine		504,0	7 41 .	Il
PE	18 - 42	513,5	5 28	η
TEA	10 - 20	4,5 27	Il
MIPA	8-15		Il
DIPA	11 - 21
	7-13

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Es ist zu ersehen, daß man durch die Behandlung mit Diisopropanol ein Pigment erhält, dessen Deckfähigkeit, selbst in trockenem Zustand, voll entwickelt ist, ohne daß sich eine gesteigerte Trockenzeit, verglichen entweder mit dem keine organische Verbindung aufweisenden Pigment oder dem mit Pentaerythrit behandelten Pigment ergibt. Diisopropanolamin ergibt ein Pigment mit einer besseren Trockenzeit als das mit Triäthanolamin behandelte und ein Pigment, das in trockenem Zustand eine bessere Deckfähigkeit zeigt als die mit Monoisopropanolamin und mit Pentaerythrit erhaltenen Pigmente.

Ein Trimethylolpropan tragendes Pigment ergibt einen Schaum, der bei dem Schäumtest während 20 Minuten stabil ist und ist daher für Papierzwecke ungeeignet.

Die Dispergierbarkeit wird mittels eines Cowles-Auflösegerätes (das zum Beispiel in "Organic Coating Technology" Vol.II (Pigments and Pigmented Coatings) Seiten 1010 bis 1015 von H.F.Payne und in "Modem Surface Coatings" Seiten 542 bis 543 von P.Nylen und E.Sutherland beschrieben ist) in Verbindung mit einer R.E.L.-Mahlgrad-Bestimmungseinrichtung (hergestellt von der Research Equipment Ltd,, London), die auf 0 bis 50 μπι kalibriert ist, bestimmt.

Man dispergiert 248 g des zu untersuchenden Pigments in 93 g einer 40%igen Lösung eines im Handel erhältlichen, mit Pentaerythrit modifizierten, ölgestreckten Sojaalkydharzes (BECKOSOL P47O) in Testbenzin während 6 Minuten in der Cowles-Auflösevorrichtung, wobei man weitere 27 g der 40%igen Harzlösung während der letzten 30 Sekunden des Rührens zusetzt. Dann vermischt man 85 g der erhaltenen Dispersion mit weiteren 66 g einer 70%igen Harzlösung und 12,5 g Testbenzin, indem man das Material während 30 Minuten auf Walzen durch Rollen vermischt. Die erhaltene Farbe läßt man (zur Entlüftung) während einer Stunde stehen, bevor man sie in üblicher Weise, zum Beispiel nach der British Standard Specification Nr', 3900, Part C6 auf der R.E.L.-Meßvorrichtung untersucht. Die in der

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Tabelle unter der Überschrift "Dispergierbarkeit" angegebenen Zahlen entsprechen den Punkten auf der Meßeinrichtung (in Mikrometern),zwischen denen getrennte Teilchen sichtbar sind und in abnehmender Anzahl von den niedrigeren zu den höheren Zahlen. Im allgemeinen ist unter den Standard-Dispergierbedingungen die Dispersion des Pigments in dem Farbmedium umso besser, je kleiner die ,Zahlen sind.

Die Deckfähigkeit wird wie folgt bestimmt.

Man trocknet das zu untersuchende Pigment zunächst während 16 Stunden in einem Ofen bei 11O°C, um das gebundene H₃O zu entfernen und vermischt dann 45 g des Pigmentes mit 33 g einer Mahlgrundlage (die 13g einer im Handel erhältlichen 70%igen Lösung eines mit Pentaerythrit modifizierten, öl— gestreckten Sojaalkydharzes (BECKOSOL P47O) in Testbenzin., und 20 g Testbenzin enthält). Diese Mischung wird während 16 Stunden in einer Kugelmühle vermählen und es werden zusätzlich 78 g der 70%igen Harzlösung, 6,4 ml einer Naphtheriat-Trocknungsmittellösung (die man durch Vermischen von 83 g einer 6% Kobalt enthaltenden Kobaltnaphthenat-Lösung, 208 g einer 24% Blei enthaltenden Bleinaphthenat-Lösung und 250 g einer 4% Calcium enthaltenden Calciumnaphthenat-Lösung und Auffüllen mit Testbenzin auf ein Gesamtvolumen von 1 1 erhalten hat) und 1,5 ml Methyläthylketoxim zugesetzt. Diese Mischung wird durch zweistündiges Rollen in Gegenwart von Glaskügelchen gut vermischt.

Dann wird eine Probe (140 g) der in dieser Weise gebildeten Mischung gut mit 10 ml Testbenzin vermischt und man bringt 25 ml der erhaltenen Farbe auf eine Glasplatte mit den Abmessungen 10,16 χ 10,16 cm (4 χ 4 inches) auf. Die Farbe wird auf das Zentrum der sich (mit 4 59 UpM) drehenden Glasplatte aufgetragen, wonach das Drehen während 30 Sekunden fortgesetzt wird.

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Zu der restlichen Farbe gibt man weitere 3 ml Testbenzin zu, vermischt gut und behandelt eine weitere Glasplatte in der beschriebenen Weise.

Zu der restlichen Farbe gibt man weitere 2 ml Testbenzin und trägt die erhaltene Farbe nach dem Schleuderverfahren auf eine dritte Glasplatte auf. Nach der Zugabe weiterer 2 ml Testbenzin zu der restlichen Farbe wird eine vierte beschichtete Glasplatte bereitet. Die Farbfilme unterschiedlicher Dicke aufweisenden erhaltenen Platten läßt man in Abwesenheit von Sonnenlicht trocknen, bevor man sie in der folgenden Weise untersucht.

Die unbeschichteten Seiten der Platten werden auf eine schwarze, mit Glycerin (das den optischen Kontakt verbessert) bedeckte Glasplatte aufgelegt und an fünf Stellen der Oberfläche wird die Remission mittels eines Harrison-Kolorimeters und unter Verwendung des Grünfilters gemessen. Das Harrison-Kolorimeter wird vor der ersten Messung und zwischen den Vermessungen einer * jeden Platte mit einer Standard-Reflexionsoberfläche kalibriert.

Dann werden die erhaltenen Platten derart zerschnitten, daß man aus dem Zentrum einer jeden Platte ein Quadrat mit einer Seitenlänge von etwa 7 cm erhält. Die genauen Abmessungen dieses Quadrats werden mit einer in 0,5 mm-Einheiten kalibrierten Meßeinrichtung vermessen. Dann wird zur Bestimmung des Gewichtes der Farbe auf der Platte die quadratische Platte gewogen, wonach der Farbfilm entfernt und die Platte zurückgewogen wird.

Die Dichte der Farbe wird aus der bekannten Dichte des getrockneten, nicht-pigmentierten Harzes und des Pigments berechnet und aus diesen beiden Meßzahlen, das heißt dem Gewicht und der Dichte, kann die Filmdicke auf den Platten berechnet werden.

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Es hat sich gezeigt, daß,wenn man das Mittel der fünf Remissionsmessungen einer jeden Platte gegen die reziproke Dicke des auf dieser Platte vorhandenen Films aufträgt, man mit dem untersuchten Pigment eine gerade Kurve erhält. Aus den Kurven wird die Remission eines Filmes mit einer Dicke von 22 μπι entnommen und als Deckfähigkeit bezeichnet. Dieser Wert ist der in der Tabelle I eingetragene.

Die Bestimmung der Trockenzeit verläuft wie folgt:

Man vermischt eine 45 g wiegende Probe des zu untersuchenden Pigments mit 33 g.einer Mahlgrundlage, die 12 g einer im Handel erhältlichen 75%igen Lösung eines mit Pentaerythrit modifizierten Leinsamenalkydharzes (Paralac 10) in Testbenzin und 21 g Testbenzin enthält. Diese Mischung wird während 16 Stunden in einer Kugelmühle vermählen, wonach man weitere 63 g der 75%igen Harzlösung, 12 g Testbenzin und 1,6 g einer Naphthenattrockner-Lösung zusetzt (die man durch Vermischen von 118,2g einer 6% Kobalt enthaltenden Kobaltnaphthenat-Lösung und 296 g einer 24% Blei enthaltenden Bleinaphthenat-Lösung und Auffüllen mit Testbenzin auf ein Gesamtvolumen von 1 1 erhalten hat). Diese Mischung wird durch einstündiges Rollen in Gegenwart von Glaskügelchen gut vermischt, wonach man die Mischung (zum Entlüften) während einer Stunde stehen läßt.

Dann werden drei Proberöhrchen vollständig mit der erhaltenen Farbe gefüllt und die Stöpsel werden fest auf die Röhrchen geschraubt, um eine Hautbildung auf der Farbe zu verhindern. Dann läßt man die Röhrchen während mindestens 4 Tagen stehen, bevor man die Trockenzeit der Farbe bestimmt. Dann trägt man mittels eines Beck-Koller-Farbauftraggerätes die Farbe eines Röhrchens auf drei verschiedene Glasplatten (3,48 cm χ 2,54 cm (12 inch χ 1 inch)) auf, wobei man einen nassen Film mit einer , Dicke von 0,38 mm (0,015 inches) aufbringt. Die Platten werden dann auf eine Beck-Koller-Trockenzeitbestimmungsvorrichtung aufgelegt, die sich in einem Raum mit einer konstanten Temperatur von 21⁰C und einer konstanten Feuchtigkeit von 66% befindet

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und die Bestimmungsvorrichtung wird mit einer solchen Geschwindigkeit in Gang gesetzt, daß die volle Bewegung der Nadeln in 22 Stunden erreicht ist. Nach Ablauf dieser Zeit werden die Platten entnommen und mit einer Markierung an der Stelle versehen, an der die Nadel den Farbfilm nicht mehr durchdrungen hat. Der Abstand dieser Markierung von dem Punkt, an dem die Nadel erstmals in den Film eingedrungen ist, wird mittels einer speziellen Meßvorrichtung, die mit der Bestimmungseinrichtung verbunden ist, vermessen. Dann wird das Mittel der mit den drei Platten erhaltenen Trockenzeitwerte errechnet und als Trockenzeit in die Spalte A der obigen Tabelle eingetragen.

Unter Verwendung der Farben aus den zwei verbliebenen Probenröhrchen werden die Trockenzeitbestimmungen wiederholt mit dem Unterschied, daß sich die Meßeinrichtung in diesem Fall in einem Raum befindet, der eine konstante Temperatur von 5⁰C besitzt, wobei die Meßeinrichtung mit einer solchen Geschwindigkeit in Gang gesetzt wird, daß die volle Auslenkung der Nadeln in 44 Stunden erreicht ist. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der obigen Tabelle in der Spalte B aufgeführt.

Die in dem letzten Probenröhrchen enthaltene Farbe kann für eine Wiederholung der Bestimmung verwendet werden, falls sich Abweichungen bei den ersten drei Ablesungen unter den verschiedenen atmosphärischen Bedingungen ergeben. Unter diesen Umständen muß die gesamte Meßreihe wiederholt werden, da die Untersuchung nur Vergleichszahlen ergibt. Im vorliegenden Fall ist jedoch eine Wiederholung nicht notwendig gewesen.

Die Schäumneigung der Pigmente in Wässrigen Systemen wird dadurch bestimmt, daß man 5 g eines jeden Pigments mit 100 ml destilliertem Wasser in einem verstöpselten 100 ml-Meßzylinder vermischt. Der Zylinder wird von Hand während etwa 15 Sekunden qeschüttelt ^un<^ ^{es w}i^rc* die Zeit bestimmt, bis zu der sich der Schaum wieder gelegt hat. Wenn der Schaum während mehr als

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45 Sekunden stabil ist, bedeutet dies, daß das fragliche Pigment den Test nicht bestanden hat.

Beispiel 2

Es wird das in Beispiel 1 eingesetzte Rutil-Titandioxid-Pigment verwendet. Es werden Proben des getrockneten Pigments zweifach in einer Strahlmühle zusammen mit verschiedenen organischen Verbindungen Vermählen, die unmittelbar vor der erstmaligen Einführung des Pigments in die Mühle zugesetzt werden. Die Menge der zugesetzten organischen Verbindung beträgt 0,4%, bezogen auf das Gewicht des Pigments.

Eine Reihe von Proben dieser Pigmente wird nach der in Beispiel 1 angegebenen Weise untersucht und die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle II

Organxsche Verbindung	Dxspergierbarkext	Deckfähigkeit (trockenes Pigment)	Trockenzeit Stunden	Schäumtest
			A
DIPA	8-17	515,5	4 3/4	bestanden
DIPA	10 - 20	514,5	4	bestanden
PE	9-18	503,0	4 3/4	bestanden
PE	9-18	502,0	4 1/2	bestanden
TMP	8-17	506,0	4 3/4	nicht be standen

Die Ergebnisse zeigen, daß sämtliche organischen Zusätze eine ausgezeichnete Dxspergierbarkext ergaben, jedoch Diisopropanolamin zu einer besseren Deckfähigkeit führt als Trimethylolpropan (TMP) und im Gegensatz zu Trimethylolpropan den Schäumtest besteht. Bei dieser Untersuchung ist die Farbtrockenzeit

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sämtlicher Pigmente gut. Ein im Handel erhältliches, mit Triäthanol behandeltes Pigment identischer Konstitution ergibt eine Trockenzeit von 6 1/2 Stunden.

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Claims

Patentansprüche

1. Pigmentförmiges Titandioxid, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen Diisopropanolamin tragen.

2. Pigmentförmiges Titandioxid gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diisopropanolamin-Menge 0,05 Gew.-% bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 0,6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, beträgt.

3. Pigmentförmiges Titandioxid gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen zusätzlich ein oder mehrere wasserhaltige Metalloxide, ein Phosphat oder ein Silicat tragen.

4. Pigmentförmiges Titandioxid gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des wasserhaltigen Oxids 0,5 Gew.-% bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 Gew.-% bis 6 Gew.-%, als Oxid gerechnet und auf das Gewicht des Pigments bezogen, beträgt.

5. Pigmentförmiges Titandioxid gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als wasserhaltiges Oxid ein wasserhaltiges Oxid von Titan, Aluminium, Cer, Silicium, Zirkon oder Zink aufweist.

6. Pigmentförmiges Titandioxid gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen ein wasserhaltiges Oxid von Silicium in einer Menge von 9% bis 15% SiO₂ und ein wasserhaltiges Oxid von Aluminium in einer Menge von 2% bis 7% Al₂Oo, jeweils auf das Gewicht des Pigments bezogen, tragen.

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7. Pigmentförmiges Titandioxid gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen zusätzlich ein Oxid von Aluminium,Titan oder Silicium aufweisen.

8. Verfahren zur Behandlung von pigmentförmigem Titandioxid mit einer organischen Verbindung, da durch gekennz eichnet, daß man das pigmentförmige Titandioxid im Anschluß an irgendeinen Naßmahlprozeß des Pigmentes mit Diisopropanolamin vermischt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das pigmentförmige Titandioxid während des Vermahlens in einer Strahlmühle mit dem Diisopropanolamin behandelt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadu„rch gekennzeichnet, daß man das Diisopropanolamin in fester Form, in Form einer Schmelze oder in Form einer Lösung zu dem pigmentförmigen Titandioxid zusetzt, bevor dieses in die Strahlmühle eingeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Lösung verwendet, die 50 Gew.-% bis 90 Gew.-% Diisopropanolamin enthält.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das pigmentförmige Titandioxid zweimal durch die Strahlmühle führt und das Diisopropanolamin unmittelbar vor dem ersten Durchgang durch die Strahlmühle zusetzt.

13. Verfahren nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß man das Diisopropanolamin zu einer Aufschlämmung oder einer wässrigen Suspension des pigmentförmigen Titandioxids zusetzt.

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14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, d a d u r c h gekennzeichnet, daß man das Titandioxid vor der Behandlung mit Diisopropanolamin mit einem oder mehreren wasserhaltigen Metalloxiden, einem Phosphat oder einem Silicat beschichtet.

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ORIGINAL INSPECTED