Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТОВ РАЗЛИЧНОГО ЦВЕТА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТОВ РАЗЛИЧНОГО ЦВЕТА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТОВ РАЗЛИЧНОГО ЦВЕТА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: способ получения пигментов различного цвета с металлическим блеском на основе частиц чешуйчатой формы включает окисление пентакарбонила железа (ПКЖ) или тетракарбонила никеля (ТКН) кислородсодержащим газом в подвижном кипящем слое чешуйчатых частиц из алюминия или графита при 20 - 100oС, в том числе в присутствии инертного газа. Для расширения цветовой гаммы пигменты, полученные окислением ПКЖ, дополнительно термообрабатывают при 250 - 400oС. Цвет пигментов: из ПКЖ - бронзовый на алюминии или сине-зеленый на графите; из ТКН - желтый, зеленый, фиолетовый на алюминии, зеленый на графите, все - с металлическим блеском. 3 з. п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2058988
Класс(ы) патента: C09C1/00
Номер заявки: 5031607/26
Дата подачи заявки: 10.03.1992
Дата публикации: 27.04.1996
Заявитель(и): Научно-производственное общество "НОТЕК, Лтд Ко" (UA)
Автор(ы): Скачков Александр Николаевич[RU]; Скачкова Мария Александровна[RU]; Сыркин Виталий Григорьевич[RU]; Адамова Юлия Александровна[RU]
Патентообладатель(и): Научно-производственное общество "НОТЕК, Лтд Ко" (UA)
Описание изобретения: Изобретение относится к технологии получения пигментов различного цвета с металлическим блеском на основе алюминиевых и графитовых частиц чешуйчатой формы, которые могут быть использованы при изготовлении эмалей и красок на различных полимерных основах, а также при изготовлении различных предметов косметики, например пудры, грима, лака для ногтей, и в качестве наполнителей для пластмасс, керамики, цементов.
Окисление карбонилов кислородсодержащими газами позволяет получать пигменты на основе оксидов металлов.
Известен способ получения порошков железооксидных пигментов различного цвета при сжигании пентакарбонила железа (ПКЖ) в кислороде или кислородсодержащем газе при температуре горения 300-1500оС [1]
Известен также способ получения железооксидных и никельоксидных пигментов различного цвета, в частности красного и коричневого цвета для железооксидных и зеленого для никельоксидных пигментов на частицах слюды чешуйчатой формы, согласно которому ПКЖ или тетракарбонил никеля (ТКН) окисляют кислородсодержащим газом в подвижном кипящем слое при 150-450оС и концентрации ПКЖ или ТКН в реакционной газовой смеси, не превышающей 5 об. [2]
При осуществлении этого способа на поверхности слюдяных частиц образуются пленки оксидов железа или оксидов никеля соответствующего, как указано выше, цвета и получают соответственно того же цвета пигменты с металлическим блеском.
Однако по данному способу пленки оксидов окрашивающих металлов покрывают поверхность слюдяных частиц неравномерно, что ухудшает свойства пигментов.
Задача изобретения получение пигментов различного цвета с металлическим блеском на основе алюминиевых и графитовых частиц чешуйчатой формы с равномерным покрытием чешуйчатых частиц оксидами железа или никеля с широкой цветовой гаммой.
Задача решается с помощью способа получения пигментов различного цвета с металлическим блеском на основе алюминиевых и графитовых частиц чешуйчатой формы, заключающееся в том, что ПКЖ или ТКН окисляют кислородсодержащим газом в подвижном кипящем слое при 20-100оС.
Процесс окисления по данному способу целесообразно проводить в присутствии химически инертного газа.
Пигменты, полученные в результате окисления ПКЖ, целесообразно также термообрабатывать в воздушной среде при 250-400оС.
Проведение процесса окисления ПКЖ или ТКН при 20-100оС позволяет получить равномерное покрытие чешуйчатых частиц алюминия или графита пленками оксидов железа или никеля и широкую цветовую гамму пигментов с металлическим блеском. При окислении ПКЖ на поверхности чешуек образуется тонкая пленка из γ-Fe2O3, а получаемые пигменты в зависимости от толщины пленки имеют бронзовый цвет от светлого до темного тонов с металлическим блеском на основе алюминиевых частиц или сине-зеленый металлический блеск на черном фоне на основе графитовых частиц.
Окисление ТКН на поверхности чешуек алюминия или графита приводит к образованию на их поверхности пленки оксида никеля NiO, а получаемые пигменты имеют цвет от желтого до зеленого и фиолетового с металлическим блеском на чешуйках из алюминия, в то время как пигменты на графитовых частицах зеленый металлический блеск на черном фоне.
Применение химически инертного газа замедляет процесс окисления карбонилов и тем самым улучшает равномерность покрытия чешуйчатых частиц оксидами металлов, позволяет расширить цветовую гамму получаемых пигментов.
Дополнительная термообработка пигментов, полученных окислением ПКЖ при 250-400оС, позволяет расширить цветовую гамму получаемых пигментов. В этих условиях происходит рекристаллизация гамма оксида железа в альфа-форму. Так, на основе алюминиевых частиц получены пигменты, имеющие золотой металлический блеск, а на графитовых частицах соответственно пигменты с красно-фиолетовым металлическим блеском на черном фоне.
Проведение процесса в иных температурных режимах ухудшает качество пигментов как по равномерности окрашивания частиц, так и по цвету пигментов.
В качестве частиц чешуйчатой формы для получения пигментов используют алюминиевые и графитовые порошки чешуйчатой формы с размером частиц от 5 до 300 мкм и толщиной от 0,1 до 1 мкм.
Предлагаемый способ получения железооксидных пигментов различного цвета с металлическим блеском на частицах чешуйчатой формы может быть осуществлен в стеклянном, вертикально расположенном цилиндрическом реакторе с лопастной мешалкой. Нагрев слюды до необходимой температуры в интервале от 20 до 100оС осуществляют с помощью электронагревателя. Навеску алюминиевых или графитовых порошков чешуйчатой формы помещают в реактор и нагревают до 20-100оС. В нижнюю часть реактора сначала подается кислородсодержащий газ, в том числе и воздух, очищенный от пыли на аэрозольных фильтрах, который формирует кипящий слой. Скорость вращения лопастной мешалки составляет 20-60 об/мин. ПКЖ или ТКН в смеси с химически инертным газом подается в механически перемешиваемый кипящий слой. Содержание кислорода в реакционной газовой смеси берут в избытке по отношению к ПКЖ или ТКН из расчета образования Fe2O3 или NiO соответственно.
В качестве химически инертного газа-разбавителя используют азот, гелий, аргон, диоксид углерода или другой химически инертный газ.
Конверсия ПКЖ практически всегда составляет 100% газообразными продуктами окисления ПКЖ являются оксиды углерода СО, СО2. Расход газообразных реагентов может контролироваться с помощью реометров.
Полученные пигменты в результате окисления ПКЖ могут быть дополнительно термообработаны в электропечи, нагретой до 250-400оС, куда их помещают в металлическом поддоне. Цвет и равномерность покрытия чешуйчатых частиц оксидами определяют визуально или с помощью сканирующего электронного микроскопа, например Филипс SEM-505, а фазовый состав с помощью рентгеноструктурного анализа. Количество осажденного оксида определяют с помощью химического анализа или по изменению веса навески.
Цвет получаемого пигмента определяется также длительностью проведения процесса окисления, а также фактом его дополнительной термообработки.
Получаемые пигменты имеют высокую текучесть и не слеживаются при длительном хранении.
П р и м е р 1. В реактор загружают порошок алюминия чешуйчатой формы с размерами частиц 5-20 мкм в количестве 150 г и нагревают до 50оС. Воздух, формирующий в реакторе кипящий слой чешуйчатых частиц, подают с расходом 223 л/ч, скорость вращения механической мешалки составляет 30 об/мин. В нижнюю часть реактора подают смесь газообразного ПКЖ с газом-разбавителем гелием. Расход ПКЖ составляет 48 г/ч. Мольное отношение ПКЖ и кислорода в газовой смеси в реакторе составляет ПКЖ: О2 1:2,5. Концентрация ПКЖ в смеси с газом-разбавителем составляет 5 об.
Через 1,3 ч процесс прекращают и получают 176 г равномерно окрашенного пигмента, имеющего бронзовый цвет с металлическим блеском. Концентрация оксида железа в полученном пигменте составляет 15 вес.
При термообработке полученного пигмента на воздухе при 250оС в течение 1 ч и после остывания получают те же 176 г равномерно окрашенного пигмента золотого цвета с металлическим блеском.
П р и м е р 2. В реактор загружают порошок графита чешуйчатой формы с размерами частиц 50-150 мкм в количестве 100 г и нагревают до 50оС. Воздух, формирующий в реакторе кипящий слой слюды, подают с расходом 108 л/ч, скорость вращения механической мешалки составляет 30 об/мин. В нижнюю часть реактора подают смесь газообразного ПКЖ с газом-разбавителем азотом. Расход ПКЖ составляет 69,8 г/ч. Концентрация ПКЖ в смеси с газом-разбавителем составляет 15 об.
Через 0,6 ч процесс прекращают и получают 118 г равномерно окрашенного пигмента, имеющего сине-зеленый цвет с металлическим блеском на черном фоне.
После термообработки пигмента на воздухе при 300оС в воздушной среде в течение 1,5 ч получают равномерно окрашенный пигмент красно-малинового цвета с металлическим блеском на черном фоне.
Параметры процесса получения и свойства пигментов по изобретению для нескольких примеров представлены в таблице.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТОВ РАЗЛИЧНОГО ЦВЕТА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ БЛЕСКОМ на основе частиц чешуйчатой формы, включающий окисление пентакарбонила железа или тетракарбонила никеля кислородсодержащим газом в подвижном кипящем слое частиц, отличающийся тем, что процесс окисления проводят при 20 100oС.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частицы чешуйчатой формы используют из алюминия или графита.
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что процесс окисления проводят в присутствии химически инертного газа.
4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что пигмент, полученный окислением пентакарбонила железа, дополнительно термообрабатывают в воздушной среде при 250 400oС.