Способ диспергирования пигментов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикс присоединением з ритет Комитет по делам изобретеиий и открытийОпубликовано 29.Ч.1973. Бюллетень, 2Дата опубликования описания 2.Х,1973 ДК 66(,622.14(08 при Совете Министров Авторыизобретения Б, И. Бунцельм Бродский и 3. К. Кононова явитель ПОСОБ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ПИГМЕНТО процес внению позволяет ин Изобретение относится к процессам химической технологии, в частности к способу диспергирования сажи, используемой в качестве пигмента при изготовлении лакокрасочных материалов. 5Известен способ диспергирования пигментов, например сажи, путем загрузки в мельницу сажи, растворителя и раствора пленкообразующего вещества и дальнейшего перемешивания, 10Недостатком известного способа является его низкая интенсивность, а следовательно невысокая производительность диспергирую.щего оборудования. Интенсивность диспергирования зависит от концентрации дисперси онной среды, которая должна благоприятствовать эффективному смачиванию поверхнос ти пигмента и стабильности суспензии, что обеспечивается достаточной толщиной адсорбционного слоя пленкообразующего вещест ва на поверхности пигментной частицы.Это особенно важно для сажи, обладающей развитой активной поверхностью и склонной к структурообразованию в процессе диспергирования. 25С целью интенсификации процесса диспергирования предлагается пленкообразующее вещество вводить в три стадии в отношении 1:2:7 на каждой из них,Такое проведение процесса тенсифицировать с дис в 2 - 3 раза по сра с из собом.Способ осуществляют путем постепенного повышения концентрации пленкообразующего вещества в процессе предварительного дис пергирования сажи в быстроходном смесите. ле с последующим диспергированием ее в би. серной мельнице.Раствор пленкообразующего вещества вво. дят в суспензию в таком количестве, чтобы вязкость последней нарастала в процессе вы. сокоскоростного перемешивания зубодисковой мешалкой (вследствие разрушения агрегатов частиц пигмента) вплоть до загрузки очеред. ной порции пленкообразующего вещества Подобное увеличение вязкости способствует развитию сдвиговых усилий в суспензии, а следовательно интенсификации физпко-химических процессов в системе.На фиг. 1 показана зависимость вязкости системы в процессе предварительного диспергирования саки от времени перемсшивания. Точки 1 и на 2 на кривой соответствуют вязкости суспензии перед вводом очередной порции пленкообразующего вещества. Было установлено, что наиболее приемлемо вводить на первой стадии 10% всего раствора пленкообразующего вещества и перемешивать 15 лтин, а на второй стадии - в два раза больше, чем384 Я 2 Таблица 1 Загрузка, г (Я Концентрация пленкообразующего веществав растворе, " Время перемешиван:.я,ленсажаДГкс лол итого 10,8 21.8 28 (23,0) , 26 (13,9) 28 (16,7) 77 (41,2) 28 (9,0) 223 (68,2) 133 (100) 184 (100) 330 (100) 79 (51,1) 79 (42,1) 79 (22,8) 5 15 2 33,0 Таблица 2 Загрузка, г (%) Концентрация пленкообразующего вещества в растворе, % Время перемешивания. лтн,15) 122,7 (35,Таблица 3 Клин" суспензия, ед.,после диспергирования в течение, иин Способ загрузки лака в диспергируемую смесь15 10 40 20 15 Ступенчатый Бесступенчатый 30 40 20 70 па первой, и перемешивать 60 лин. Такая закопомерп сть наблюдалась и для голубого фталоцианпнового пигмента.П р и м е р 1. Диспергирование диффузионной газовой сажи ДГв алкидностирольном лаке МСдля эмали МСчерной. Перемешивают 5 иан, при работающей мешалке, добавляют в смеситель вторую порцию лака в соответствии с рецептурой 2 перемешивают 15 мин, добавляют третью порцию лака до соответствия рецептуре 3 и перемешивают еще 2 чин. Затем зубоднсковую мешалку заменяют на трехдисковую, в корпус смесителя загружают стеклянные шарики диаметром 0,8 - 1,2 лы и в процессе работы периодически проверяют степень дисперсности сажи по прибору клин. Кинетика процесса изображена на фиг. 2 (кривая 1). Кривая 2 характеризует кинетику процесса диспергирования сажи в суспензии, приготовленной в том же смесителе по известной технологии (в соответствии с рецептурой 3) путем смешения ксилола, всего лака и сажи, перемешпвания в течение 22 лин и дальнейшего проведения процесса, как указано выше.Как видно из графика, время диспергироглВ лабораторный быстроходный смесительпериодического действия емкостью 1 л, спаб женный зубчатой дисковой мешалкой (скорость 2000 об/лин), загружают ксилол, сажу 5 и лак в соответствии с рецептурой 1 см.табл, 1),нация по сравнению с известным способомсокращается вдвое,Г 1 р и мер 2. Диспергирование сажи в пен 10 тафталевом лаке для эмали ПФчерной.В оыстроходпый смеситель на 1 л, которыйзатем переоборуд) ют в мельницу, заменив зубодисковую мешалку на трехдпсковую и загрузив ЗоО г шариков, загружают компонеп 15 ты в соответствии с рецептурой 1 (см, табл.2), затем последовательно при перемсшивании вводят 34 г и 117,5 г лака, доводя составдо рецептур 2 н 3 соответственно. Перемеши.вание на каждой стадии продолжают до за 20 густевания. Г 1 осле этого диспергируют вмельнице, Для сравнения проводят опыт сбесступенчатой загрузкой лака. Кинетикадиспергпрования, приведенная в табл. 3, показывает, что при ступенчатой загрузке пен 25 тафталевого лака процесс диспергированияпротекает вдвое быстрее,П р и м е р 3. Диспергирование сажи в меламиноалкидном лаке для эмали МЛ,В быстроходный смеситель на 1 л с зубо 30 дисковой мешалкой загружают компоненты всоответствии с рецептурой 1 (см. табл. 4) иперемешивают. Затем доводят суспензию дорецептур 2 и 3, добавляя 32 и 109,5 г лакасоответственно, и перемешивают в мельнице,35 как указано в примере 2.Параллельно проводят опыт с бесступенчатой загрузкой лака. Кинетика процессов привелена в табл, 5,3842 Таблица 4 Загрузка, г (%) Концентрация пленкообразующего веществав растворе, % Номеррецептуры лак МЛ(с. о, 50%) тяжелый растворительсажа ДГ-.100 итого 4,62 11,70 25,00 208,5 (100)240, 5 (100)350 (100) 35 (16,80) 35 (14,55) 35 (10,00) 157,5 (75, 54) 157, 5 (65, 50) 157,5 (45,00) 16 (7,66) 48 (19,55)157,5 (45,00) Т аб ли ца 5 Клин" суспензии, едпосле диспергирования в течение, мин Способ загрузки лака в диспергируемую смесьКонцентрацияпленкообразующего вещества в растворе, % Номеррецептуры голубой фталоцианиновый пигмент тяжелый раство- ритель лак МЛКак видно из данных табл. 5, при ступенчатой загрузке лака процесс заканчивается в 2 - 3 раза быстрее, чем при бесступенчатой загрузке.П р и мер 4. Диспергирование сажи ДГдля эмали. МСчерной.В быстроходный смеситель емкосью 1,25 мз при работающей мешалке 202 кг ксилола, 80 кг сажи, перемешивают суспензию 5 мин, вводят 60 кг лака МСи перемешивают еще 15 мин, вводят еще 120 кг лака и перемешивают 1 час, Затем вводят 427 кг лака, перемешивают 10 мин, подают насосом-доза- тором на две последовательно расположенные бисерные мельницы емкостью 100 л каждая таким образом, чтобы степень дисперсности по клину не была более 20 ед, Пасту из мельниц направляют в смеситель, где составляют эмаль.Производительность установки по суспензии 300 кг(час, по эмали 500 кг/час. При заПредмет изобретения Способ диспергирования пигментов, например сажи, путем введения в смесительную аппаратуру сажи, пленкообразующего вещегрузке быстроходного смесителя по известной технологии вследствие неудовлетворительного смачивания получают неоднородныйпродукт, из которого пигмент выпадает в5 осадок. Для уменьшения забивания коммуникации питание бисерной мельницы приходится производить при постоянно работающеймешалке быстроходного смесителя. Производительность установки по суспензии в этом10 случае 110 - 120 кг/час, т, е. примерно в двараза меньше, чем по предлагаемому способу.П р и м е р 5. Диспергирование голубогофталоцианинового пигмента в растворе меламиноалкидного лака МЛ(изготовление15 колеровочной пасты для эмали МЛ).В быстроходный смеситель на 1 л с зубодисковой мешалкой загружают компоненты всоответствии с рецептурой 1 (см. табл. 6).Затем суспензию доводят до рецептур 2 и 3,20 добавляя 32 и 109,5 г лака соответственно.Суспензию перемешивают с каждой порциейлака, кроме последней, до загустевания.Степень перетира по клину по окончаниипредварительного диспергирования 70 ед. По 25 лученную суспензию диспергируют 10 мин вмельнице с 350 г стеклянных шариков достепени перетира по клину 10 ед, При бесступенчатой загрузке лака в параллельномопыте при перемешивании зубодисковой ме 30 шалкой в течение 11 мин величина степениперетира по клину составляет ) 150 ед.Время диспергирования в бисерной мельнице15 мин, т. е. в 1,5 раза больше, чем по предлагаемой технологии,35 ства и растворителя и дальнейшего перемешивания смеси, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса диспергирования, пленкообразующее вещество вводят в три стадии в отношении 1:2;7 на каждой из них.10 гп8 рими йистргирюйаниц мин иг Г едактор аказ 2631/3 Изд.728 Тираж 678ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Минис Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5 писноСССР пр. Сапунов ограСоставитель И, Городецкая авыдова Техред А. Камышникова Корректоры: Л. Царьков и С, Сатагулов