Способ поверхностной обработки диоксида титана

. Я. Корниловски 8,8)идетельство СССР 9 С 1/369 1984,ОСТНОЙ ОБРАБО У относится к спосаботки диоксидаполнительным к а озволяет снизитьтивность целевогол водной суспензида титана добавлянатра в количест а поЗЕ,особ однойти 0,5 млл МаОН)Т 10,ь залиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ННТ СССР(54) СПОСОБ ПОВЕРДИОКСЩА ТИТАНА(57) Изобретениеповерхностной обртана, является досв. Р 1239137 и пфо тохг диче скую акпродукта, К 200 мрутильного диоксиют раствор едкого Изобретение относится к сп амповерхностной обработки диоксидатитана в технологии получения пигментного диоксида титана рутильноймодификации, может быть использованов лакокрасочной промышленности и является усовершенствованием изобретения по авт.св. У 1239137,Цель изобретения - снижение фотохимической активности конечногопродукта,П р и м е р 1. К 200 мл всуспензии рутильного диоксидатана (100 г/л ТО) добавляютраствора едкого натра (100 г/в расчете 0,252 ИаОН к массеперемешивают. Полученную смес ве, обеспечивающем 0,2-0,3 мас,7 кТ 10, и перемешивают. Полученнуюсмесь заливают в лабораторный автоклав объемом 250 мл, После герметизации автоклав нагревают до 130 -155 С и выдерживают при этой температуре и давлении 2,7-5,5 атм в течение 2-3 ч.Затем автоклав охлаждают,раскрывают и к суспензии добавляютрастворы силиката натрия, сульфатацинка и дигидрооксосульфата алюминия. После этого суспензию нейтрализуют последовательным добавлением растворов соды и едкого натра. Суспензию фильтруют, полученный осадок сушат, растирают и определяют фотохимическую активность (ФХА) пигмента.Анализ показал снижение ФХА пигмент сравненко с прототипом на 385 1 табл. вают в лабораторный автоклав объемом 250 мл. ПОсле герметизации автоклав помещают в сушильный шкаф нагреваоЭ ют до 140 С и выдерживают при этой температуре при постоянном перемешивании 2,5 ч (давление 3,6 атм). Зао тем автоклав охлаждают до 60-80 С, раскрывают, к суспензии добавляют 2,3 мл.раствора силиката натрия (70 г/л ЯО) в расчете на 0,87 810 к массе ТО, перемешивают. Добавляют 6,25 мл дигидрооксосульфата алюминия (60 г/л А 1, О ) в расчете на 2 Ж А 10 ь к массе Т 10, перемешивают, добавляют 1 мл раствора сульфата цинка (60 г/л 2 пО) в расчете на 0,37, 2 пО к массе ТО, перемешивают. Нейтра(ФХА) предлагаемого пигмента на 437 меньше показателя пигмента, обработанного известным способом.5П р и м е р ы 2-10, Осуществляют в соответствии с технологией примера 1, но при различных количествах вводимого гидроксида натрия и условий гидротермальной обработки.При этом примеры 6-10 осуществляют вне предлагаемых параметров. Условия процесса и полученные результа" ты представлены в таблице. Условия гидротермальной обработки Приме Пок аз ательФХА, Е Содержание, %. 140 3,6 140 З,б 140 3,6 130 2,7 155 5,5 140 3,6 140 3,6 125 2,2 140 3,6 ,140 3, 6 57 64 53 62 47 88 90 98 95 57 2,5 2,5 2,5 2,0 3,0 2,5 2,5 2,5 2,5 3,5 Подифицирование поверхности диоксида титана представляет собой хими% ческое осаждение. на частицах ТдО г тонких пленок А 1(ОН) з, Еп(ОН)г, А 1 г (Б 10 з)з путем добавления в водную суспензию диоксида титана, содержащую водорастворимые соединения Б 1, Еп, А 1, щелочного агента (растворов ИаОН, ИаСОз). Осадок Т 10 г отфильтровывают и отмывают от ионов Иа + и БО в случае, если на частицах Т 10 г образуется частичное покрытие, модифицирующие соединения находятся в отдельной фазе. Такой продукт обладает высокой ФХА.Предварительная гидротермальная обработка суспензии Т 10 г способствует протеканию процессов гидролиза на поверхности частиц. Рутил гидролизуется по схеме: и его частицы заряжаются отрицательно, На заряженных отрицательно частицах происходит хемосорбция катионов лизацию осуществляют 4 мл раствора соды (100 г/л ИаСО) до рН 4,5 с последующим перемешиванием, а затем 1,5 мл раствора едкого йатра (100 г/л ИаОН) до рН 6,8 с последующим перемешиванием,После выполнения соответствующих конечных операций, включая фильтрацию суспензии, сушку и растирание, пигмент имеет показатели, соответствующие ГОСТУ на марку Р, Пока, затель фотохимической активностиюм ш е ее П р и м е р 11 (известный). Получение пигмента марки Р.35К 200 мл водной суспензии рутильного диоксида титана (100 г/л . Т 10) добавляют 2,3 мл растворасиликата натрия (70 г/л Б 10 г) в расчете на 0,8 Ж Б 10к массе Т 10 г перемешивают. Добавляют 6,25 мл дигидрооксосульфата алюминия (60 г/л А 1,0 з) в расчете на 23 А 10 з к массе Т 10 г, перемешивают, добавляют1 мл раствора сульфата цинка (60 г/л ЕпО) в расчете на О,ЗХ ЕпО к массе ТО, перемешивают. Нейтрализ ацию осуществялют 4 мл раствора соды (100 г/л ИаСОз) до рН 4,5 с последующим перемешиванием, а затем 2 мл раствора едкого натра (100 г/л ИаОН) до рН 6,8 с последующим перемешиванием. После выполнения соответствующих конечных операций, включая филь-" трацию суспензии сушку и растираФ55 ние, пигмент имеет показатели, соответствующие ГОСТУ на марку Р, Показатель ФХА данного пигмента принимаем за 100%.Составитель В.НечипоренкоРедактор Н.Яцола Техред Л. Сердюкова Корректор М,Максимншинец Заказ 2230 Тираж. 566 Подписное Ф ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно"издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 5 15834 А 1 ф, 2 п+, При последуюцем введении в суспенэию щелочного. агента образующиеся соединения А 1 (ОН) з, Еп(ОН) , А 1(810 з) обволакивают частицы Т 10Чем сильнее заряжены частицы ТдО, .тем прочнее они сорбируют катионы металлов, тем прочнее связаны с ними образующиеся пленки модифицирующих соединений, тем силънее ФХА целевого продукта.Положительный эффект снижейия ФХА пигмента путем гидротермальной обработки суспензии ТъО перед поверхностной обработкой проявляется лишь при проведении гидротермальной обработки при температурах не менее 200"220 С и давлениях 15 - 23 атм. Объясняется это тем, что,при более низких температурах протека ние реакции, описываемой уравнением (1),затруднено вследствие того,чтообразующиеся протоны смешают равновесие реакции влево, Проведение гидротермальной обработки при указан ных температурах и давлениях ухудшает технико-экономические показа- тели процесса, требует применения сложного автоклавного оборудования.Введение в водную суспензию диоксида титана перед гидротермальной об- работкой гидроксида натрия в количестве 0,2-,0,3 к массе Т 10 дает возможность снизить температуру гидротермальной обработки до 130-155 С. Интервал развивающихся при этом давлений составляет 2,7-5,5. атм. Ука.занные параметры позволяют использовать для гидротермальной обработки диоксида титана стальные эмали ро ванные аппараты объемом 1 0-25 м , рассчитанные на давление до 6 атм. Эффект снижения температуры гидротер" мальной обработки при введении в суспензню диоксида титана гидроксида натрия объясняется тем, что образующиеся по реакции (1) протоны связываются гидроксил-ионами, и равновесие реакции (1) смещается вправо.50 30 6Гсли добавка гидроксида натриясоставляет менее 0,2 к Т 10, то процесс гидролиза протекает недостаточно полно. Нсли добавка гидроксиданатрия составляет более 0,3 , то избыток гидроксида натрия вызывает вовремя введения водорастворимых со"единений цинка, кремния и алюминияосаждение гидроксидов в объеме суспензии, а не на поверхности частицТ 10.При температуре гидротермальнойобработки менее 130 С (давление менее 2,7 атм) гидролиз частиц Т 10 пореакции (1) протекает недостаточнополно, При температуре гидротермальной обработки более 155 С (давлениеболее 5,5 атм) ухудшаются техникоэкономические показатели процесса,усложняется аппаратурное оформление,За время менее 2 ч гидролиз частиц Т 10 полностью не проходит. Время гидротермальной обработки более3 ч не приводит к увеличению степени гидролиза частиц ТО и, какследствие, к снижению ФХА,Таким образом, осуществлениепредлагаемого способа позволяет посравнению с известным,снизить фотохимическую активность модифицированного диоксида титана на 38-53 , чтопозволяет увеличить срок службы лакокрасочного покрытия на основе пигмента из диоксида титана,Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яСпособ поверхностной обработкидиоксида титана по авт.св. й. 1239137,отличающийся тем, что,с целью снижения фотохимической активности конечного продукта, передвведением водорастворимых соединений кремний, цинка и дигидрооксосульфата алюминия в водную суспензиюдиоксида титана вводят гидроксиднатрия в количестве 0,2-0,3 мас,кТО, после чего суспензию подвергают гидротермальной обработке приотемпературе 130-155 С и давлении2,7-5,5 атм в течение 2-3 ч.