Спосіб модифікування пігментного діоксиду титану

1. Спосіб модифікування пігментного діоксиду титану, який полягає в тому, що його обробляють у водній суспензії при нагріванні водорозчинною лужною сполукою кремнію, нейтралізують суспензію, вводять в нейтралізовану суспензію водорозчинну кислу сполуку алюмінію, знову нейтралізують суспензію, фільтрують і промивають від водорозчинних солей, додають триетаноламін, висушують пасту та здійснюють мікроподрібнювання пігменту, який відрізняється тим, що нейт C2 2 (19) 1 3 75267 4 чином їдкого натрію з масовою концентрацією лізується розчином соди з масовою концентрацією 100г/дм3 NaOH. Нейтралізована суспензія перемі100г/дм3 Na2CO3 до рН=4,0-4,5. шується 50-60 хвилин і відправляється на двостаПісля часткової нейтралізації суспензія передійну промивку діоксиду титану від водорозчинних мішується 35 хвилин, після чого проводиться остасолей. Після третьої стадії фільтрації в пасту доточна нейтралізація на протязі 50 хвилин до дається 0,1% триетаноламіну від ТіО2. Оброблена рН=6,9-7,1 розчином їдкого натру з масовою конпаста поступає в розпилювальну сушарку, потім центрацією 100 г/дм3 NaOH. Нейтралізована сувисушений пігмент поступає на пароструминне спензія перемішується 55 хвилин і відфільтровурозмелювання і упаковування [4]. ється на лійці Бюхнера. Одержана паста Описаний спосіб модифікування діоксиду тирозпульповується хімочищеною водою до концентану при отриманні пігмента марки Р-O3 по ГОСТ трації 200г/дм3 TiO2, нагрівається до 65°С, пере9808-84 є прототипом. мішується 15 хвилин і відфільтровується на лійці Недоліком способу по прототипу є використоБюхнера. Одержану пасту знову розпульповують вування п'яти неорганічних реагентів, що потребує хімочищеною водою до концентрації 200г/дм3 TiO2, додаткового обладнання. Крім того, по прототипу нагрівають до 65°С, перемішують 15 хвилин і відутворюється значна кількість водорозчинних софільтровують на лійці Бюхнера. В одержану пасту лей, що ускладнює відмивання пігменту від солей. з вмістом 30г TiO2 додається 0,03г триетаноламіЗазначені недоліки по прототипу усуваються ну, що відповідає 0,1% триетаноламіну до TiO2, та запропонованим способом модифікування, коли ретельно змішується. Оброблена паста висушунейтралізація рідкого скла здійснюється сульфається в сушильній шафі при 105°С до вмісту волотом алюмінію і надлишок сульфату алюмінію нейги не більше 0,5%, підлягає розмелюванню та тралізується алюмінатом натрію. По запропоновааналізу. Пігментні показники визначаються за ГОному способу кількість неорганічних речовин на СТом 9808-84, фотохімічна активність визначаєтьобробці зменшується з п'яти до трьох і істотно ся по зміні повної кольорової відмінності E до і (суттєво) зменшується кількість водорозчинного після опромінювання ультрафіолетового промесульфату натрію, який необхідно відмити. Це виднями суміші діоксиду титану з гліцерином [2, 5]. но на реакціях (1-3 і 4-5) при умові однакової кільФізико-хімічні показники отриманого пігменту покості сполук кремнію та алюмінію, що осаджуютьдані в таблиці. ся. До другої частини суспензії об'ємом 200см3 і По прототипу: масовою концентрацією 150г/дм3 TiO2 при температурі 65°С і перемішуванні додають розчин рідкоNa 2SiO3 H2SO4 H2O SiO2 2H2O Na 2SO4 (1) го скла з масовою концентрацією 100г/дм3 SiO2 в Al2 (SO4 )3 3Na 2CO3 3H2O Al2O3 H2O Na 2SO4 3CO2 (2) 3 кількості 3см , що відповідає 1% SiO2 до TiO2. СуAl2 (SO4 )3 6NaOH Al2O3 H2O 3Na 2SO4 (3) спензію перемішують 15 хвилин, потім повільно нейтралізують розчином сульфату алюмінію з маЗапропонований спосіб: совою концентрацією 100г/дм2 Al2O3 три стадії до Na 2SiO3 Al2 (SO4 )3 SiO2 2H2O Al2O3 H2O Na 2SO4 (4) рН 8,8-9,2; 7,8-8,1 та 6,9-7,2 з витримкою 15 хвиAl2 (SO4 )3 6NaAlO 2 4H2O 4Al2O3 H2O 3Na 2SO4 (5) лин після кожної стадії. Загальне витрачення суЯк зазначалось вище, модифікування здійсльфату алюмінію на нейтралізацію до рН=7,0 нюється з метою зменшення фотохімічної активскладає 0,4 см3, що відповідає 0,13% Al2O3 до ності діоксиду титану. З'ясувалось, що при модиTiO2. Потім повільно на протязі 15 хвилин доливафікуванні запропонованим способом фотохімічна ється надлишок сульфату алюмінію до рН=4 в активність діоксиду знижується більше, ніж при кількості 2,6 см3, що відповідає 0,87% Al2O3 до модифікуванні по прототипу. TiO2. Суспензію перемішують 15 хвилин, потім Нижче подані приклади одержання модифікододають на протязі 50 хвилин розчин алюмінату ваного пігменту по прототипу та запропонованим натрію з масовою концентрацією 300 г/дм Al2O3 до способом. рН=6,9-7,1 в кількості 2см3, що відповідає 1,9% В діючому виробництві відбирається суспензія Al2O3 до TiO2. Дозування TiO2 і Al2O3 як і за прототонкої фракції перед модифікуванням з масовою типом складає відповідно 1% та 3%. Суспензію 3 концентрацією 150г/дм TiO2 і температурою 65°С. перемішують 50 хвилин і далі доводять до готово3 Суспензію ділять на дві частини по 200см . Першу го пігменту, як описано в прикладі 1. Фізико-хімічні частину суспензії при перемішуванні і температурі показники пігменту подані в таблиці. 65°С обробляють за прототипом. До суспензії з Суспензію тонкої фракції з масовою концентвмістом 30г TiO2, доливають розчин рідкого скла з рацією 140 г/дм3 TiO2 і об'ємом 60 м3 при перемі3 масовою концентрацією 100г/дм SiO2 в кількості шуванні нагрівають гострою парою до 60°С, потім 3см3, що відповідає 1% SiO2 до TiO2. Суспензія додають із мірника рідке скло з масовою концентперемішується 15 хвилин, потім повільно нейтрарацією 100 г/дм3 SiO2 в кількості 0,84 м3, що відполізується розчином сірчаної кислоти з масовою відає 1% SiO2 до TiO2. Суспензію перемішують 15 концентрацією 190г/дм3 H2SO4 втри стадії до рН хвилин, потім повільно нейтралізують розчином 8,8-9,2; 7,8-8,1 та 6,9-7,2 з витримкою 15 хвилин сульфату алюмінію з масовою концентрацією після кожної стадії. Після чого подається розчин 100г/дм3, Al2O3 в три стадії до рН 8,8; 7,8 та 6,9 з сульфату алюмінію з масовою концентрацією витримкою 10 хвилин після кожної стадії. Загальне 100г/дм3 Al2O3 в кількості 9см3, що відповідає 3% витрачання сульфату алюмінію на нейтралізацію Al2O3 до TiO2, і перемішується на протязі 15 хвидо рН=6,9 складає 0,13% Al2O3 до TiO2. Потім полин. Потім, повільно, на протязі 55 хвилин нейтравільно доливають надлишок сульфату алюмінію до рН=4 в кількості 0,73 м3, що відповідає 0,87% 5 75267 6 Al2O3 до TiO2. Суспензію перемішують 15 хвилин, алюмінію з масовою концентрацією 100г/дм3 Al2O3 потім додають на протязі 50 хвилин розчин алюмів три стадії до рН 9,2; 8,1; 7,2 з витримкою 20 хвинату натрію з масовою концентрацією 300 г/дм3 лин після кожної стадії. Загальне витрачання суAl2O3 до рН=6,9 в кількості 0,56 м3, що відповідає льфату алюмінію на нейтралізацію до рН=7,2 2% Al2O3 до TiO2. Суспензію перемішують 50 хвискладає 0,14% Al2O3 до TiO2. Потім повільно долилин і далі доводять до готового пігменту, як описавають надлишок сульфату алюмінію до рН=4,5 в но в прикладі 1. кількості 0,83 м3, що відповідає 0,86% Al2O3 до Дозування SiO2 та Al2O3 до TiO2, як і за протоTiO2. Суспензію перемішують 20 хвилин, потім типом, складає відповідно 1% та 3%. Фізико-хімічні додають на протязі 60 хвилин розчин алюмінату показники пігменту подані в таблиці. натрію з масовою концентрацією 300 г/дм3 Al2O3 Суспензію тонкої фракції з масовою концентдо рН=7,1 в кількості 0,64 м3, що відповідає 2% 3 3 рацією 160г/дм і об'ємом 60м при перемішуванні Al2O3 до TiO2. Суспензію перемішують 60 хвилин і нагрівають гострою парою до 70°С, потім додають далі доводять до готового пігменту, як описано в із мірника рідке скло з масовою концентрацією прикладі 1. Дозування SiO2 та Al2O3 до TiO2, як і за 100г/дм3 SiO2 в кількості 0,96м3, що відповідає 1% прототипом, складають відповідно 1% та 3%. ФізиSiO2 до TiO2. Суспензію перемішують 20 хвилин, ко-хімічні показники пігменту подані в таблиці. потім повільно нейтралізують розчином сульфату Таблиця Фізико-хімічні показники модифікованого пігменту марки Р-О3 по ГОСТ 9808-84 № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Назва показників Норма, вищий сорт Результати випробування за прототипом приклад Запропонований спосіб 1 2 3 4 Масова частка діоксиду титану (%), 90 не менше Масова частка рутильної форми (%), 97 не менше Масова частка літучих речовин (%), 0,5 не менше Масова частка речовин, розчинних у 0,2 воді (%), не більше рН водної суспензії 6,5-8,0 Залишок на ситі із сіткою 0045 (%), 0,01 не більше Вибілююча здатність, умовні одини1800 ці, не менше 2 Покривання, г/м , не більше 35 Диспергування (мкм), не більше 15 Білизна, умовні одиниці, не менше 96 Фотохімічна активність, АЕ Як видно з таблиці, запропонований спосіб модифікування діоксиду титану при отриманні марки Р-O3 по ГОСТ 9808-84 за якісними показниками не поступається способу за прототипом, а за показниками "водорозчинні солі" і "фотохімічна активність" перевищує зазначений спосіб. Крім того, в запропонованому способі зменшується кількість реагентів при модифікуванні з п'яти до трьох і зменшується кількість обладнання та трудозатрат. Комп’ютерна верстка M. Клюкін 91,9 91,8 92,2 92,3 98 98 99 98 0,3 0,3 0,4 0,3 0,2 0,12 0,13 0,12 7,5 7,2 7,3 7,2 0,005 0,003 0,002 0,005 1870 1890 1870 1890 32 15 96,2 0,8 30 13 96,3 0,6 31 13 96,2 0,5 30 14 96,5 0,6 Література: 1. Бєлєнький Є.Ф., Рискін І.В. "Хімія і технологія пігментів", Л., 1974. 2. Горощенко Я.Г. "Хімія титану", Київ, "Наукова думка", 1970. 3. Горощенко Я.Г. "Хімія титану", ч. 2, Київ, "Наукова думка", 1972. 4. Проекти титанового цеху №3, архів ДАК "Титан". 5. Патент ФРН, 1211348,26.08.1961. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601