Пигмент и способ его получения

Номер патента: 17113

Опубликовано: 30.06.2013

Авторы: ВАГНЕР, Хартмут, КАСТНЕР, Йюрген, БЕКЕР, Бернхард

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Захтлебен Хеми ГМБХ(73) Патентообладатель Захтлебен Хеми ГМБХ(57) 1. 2-пигмент, отличающийся тем, что содержит 2 в анатазной модификации и имеет величину оптической плотности в диапазоне от 0,9 до 1,2, измеренную фильтром 492 нм в кювете 20 мм водной суспензии 2 с концентрацией 25 мг/л, а также содержит ионы сурьмы в количестве 0,1-0,5 мас. , причем ионы сурьмы не менее чем на 50 находятся в степени окисления 5. 2. 2-пигмент по п. 1, отличающийся тем, что имеет величину оптической плотности в диапазоне от 0,95 до 1,1, предпочтительно в диапазоне от 1,0 до 1,05. 3. 2-пигмент по п. 1, отличающийся тем, что содержание ионов сурьмы составляет 0,25-0,4 мас. . 4. 2-пигмент по п. 1, отличающийся тем, что содержит ионы сурьмы более чем на 70 , наиболее предпочтительно более чем на 90 в степени окисления 5. 5. 2-пигмент по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно подвергнут поверхностной обработке. 6. 2-пигмент по п. 5, отличающийся тем, что покрыт одним слоем или несколькими слоями неорганических и/или органических веществ. 7. 2-пигмент по п. 6, отличающийся тем, что в качестве неорганических веществ содержит соединения алюминия, кремния, циркония, марганца и/или титана. 8. 2-пигмент по п. 7, отличающийся тем, что содержит комбинацию соединений алюминия, кремния и марганца. 9. 2-пигмент по п. 7, отличающийся тем, что содержит алюминий в количестве 0,2-1,0 мас. , кремний в количестве 0-1,0 мас.и марганец в количестве 0,05-0,8 мас.в расчете на 2. 10. 2-пигмент по п. 7, отличающийся тем, что содержит марганец предпочтительно более чем на 5 в степени окисления 2, наиболее предпочтительно более чем на 10 в степени окисления 2. 17113 1 2013.06.30 11. 2-пигмент по п. 6, отличающийся тем, что он покрыт одним слоем или несколькими слоями органических веществ. 12. 2-пигмент по п. 11, отличающийся тем, что в качестве органических веществ содержит полигликоли, в частности полиэтиленгликоли и полипропиленгликоли или также их сополимеры, карбоновые кислоты, соли щелочных металлов карбоновых кислот,многоатомные спирты, в частности триметилолпропан, триметилолэтан, пентаэритрит или неопентигликоль, силаны, силоксаны и производные силоксанов, силиконовые масла, соли щелочных металлов полифосфатов, аминоспирты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сополимеров поли(мет)акрилатов, в частности натрий-, калий- или аммонийполиакрилаты, или их смеси. 13. 2-пигмент по п. 11 или 12, отличающийся тем, что содержит органические вещества в количестве 0,01-8,0 мас. , особенно предпочтительно 0,05-4,0 мас. , наиболее предпочтительно 0,1-1,5 мас. . 14. Способ получения 2-пигмента по одному из пп. 1-13, при котором) 2-пигмент доводят до нужной оптической плотности за счет количества мельчайших частиц 2 в анатазной модификации, которое регулируют в процессе роста кристаллов, в частности, на стадии процесса гидролиза, обработки отжигом с добавлением соли и/или кальцинации, сухого и мокрого размола и/или сортировки, в частности грохочения или просеивания) добавляют ионы сурьмы и) при необходимости 2-пигмент подвергают поверхностной обработке. 15. Способ получения 2-пигмента по п. 14, отличающийся тем, что на стадии ) получают водную дисперсию размолотого 2, к которой добавляют предназначенное для высаждения соединение в растворенном виде, и путем целенаправленного изменения величины , в частности за счет добавления раствора едкого натрия, серной кислоты или фосфорной кислоты, осуществляют высаждение указанного соединения. 16. Способ получения 2-пигмента по п. 14, отличающийся тем, что частицы 2 покрывают одним слоем или несколькими слоями неорганических и/или органических веществ. 17. Способ получения 2-пигмента по п. 16, отличающийся тем, что слои формируют последовательно или одновременно. 18. Способ получения 2-пигмента по п. 16, отличающийся тем, что органическое средство для поверхностной обработки добавляют после кальцинации. 19. Способ получения 2-пигмента по любому из пп. 16-18, отличающийся тем, что органическое средство для поверхностной обработки добавляют после нанесения неорганического средства обработки поверхности. Предметом изобретения является пигмент, его получение и применение, а также матированный с помощью пигмента полимерный материал, способ получения и применение этого полимерного материала. Матовыми синтетическими волокнами являются полимерные материалы, которые для достижения желаемого эффекта матирования содержат от 0,03 до 3 мас.неорганического твердого вещества, преимущественно диоксида титана (2). Причиной является то,что расплав полимера является более или менее прозрачным, поскольку гомогенная структура синтетического полимера не предоставляет возможности для преломления или диффузного отражения света. Как известно, добавка 2 приводит к смягчению жирного блеска и уменьшению прозрачности синтетических волокон, а также к такой структуре поверхности, которая позволяет улучшить способность к перемотке синтетических волокон в последующем процессе переработки. 2 17113 1 2013.06.30 Высокое содержание 2 (1,5-3 мас.2) в синтетических волокнах приводит к особенно выраженному эффекту матирования, который можно наблюдать как визуально,так и гаптически (текстильный гриф). Это оформление синтетических волокон часто является желательным для того, чтобы придать синтетическим волокнам внешний вид волокон, похожих на хлопок (-). Кроме того, изготовленные из модифицированных таким образом полностью матовых волокон ткани имеют особенно высокую непрозрачность для УФ-излучения. Наряду с их влиянием на блеск и прозрачность синтетических волокон 2-пигменты различным образом влияют также на другие технологические свойства и характеристики синтетических волокон. Требования к пигментам варьируются в зависимости от типа полимеров, различных способов и качества волокон. Свойства поверхности и свойства пигментов могут изменяться за счет применения таких мероприятий, как встраивание посторонних ионов в кристаллическую решетку 2, проведение дополнительной неорганической и/или органической обработки. С помощью правильной комбинации мероприятий можно оптимально подобрать специальный пигмент для каждого полимера. В частности, способность диспергироваться в используемой среде, такой как, например,этандиол, вода или также расплав полимера, и последующее распределение пигмента в волокне также оказывают положительное влияние. Наряду с физическими и химическими свойствами синтетических волокон существенную роль для оценки их качества играют оптические свойства. В частности, здесь следует назвать такие свойства, как непрозрачность и глубина цвета относительно белой краски. Большинство изготовителей синтетических волокон предпочитают сейчас для своего продукта в качестве оттенка цвета белый с голубым оттенком. На этот оттенок цвета волокон оказывают влияние колориметрические свойства пигмента, распределение пигмента в волокне и химические взаимодействия поверхности пигмента с окружающим полимером при соответствующих условиях получения соответствующего синтетического волокна(например, температуре и давлении). Предпочитаемый большинством изготовителей синтетических волокон в качестве оттенка цвета белый с голубым оттенком по состоянию уровня техники выполняется лишь условно или недостаточно. Так, несмотря на применение колориметрически пригодных 2-пигментов (белого цвета с голубым оттенком), во время использования их при изготовлении и переработке полимеров появляются нежелательные реакции, которые сдвигают оттенок окраски синтетических волокон в сторону желтого. Задача данного изобретения заключается в преодолении недостатков уровня техники. В частности, задача данного изобретения заключается в предоставлении подходящего 2-пигмента, использование которого при изготовлении и переработке полимеров не вызывает нежелательных реакций, которые вызваны обычно необходимым для матирования высоким содержанием 2, или эти реакции проявляются в незначительной мере, и нежелательных реакций, которые являются причиной нежелательного изменения оттенка цвета при изготовлении полимерных материалов. Задача данного изобретения заключается также в предоставлении 2-пигмента, который при изготовлении и переработке полимеров придает нужный голубой оттенок и/или предпочтительно высокую светостойкость. Далее, задача данного изобретения заключается в том, чтобы предоставить матированные с помощью пигмента полимерные материалы, которые не имеют или обладают в меньших размерах нежелательным изменением окраски, вызванным обычно необходимыми при изготовлении полимерных материалов для матирования количествами 2, т.е. матированные с помощью пигментов полимерные материалы, отличающиеся нужным голубым оттенком цвета и обладающие предпочтительно высокой светостойкостью. Задача данного изобретения в смысле подходящего 2-пигмента решается неожиданным (поразительным) образом с помощью 2-пигмента с отличительными признаками основного независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные формы 3 17113 1 2013.06.30 охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения, зависящих от основного независимого пункта формулы изобретения. В смысле матированного с помощью пигментов полимерного материала задача данного изобретения поразительным образом решалась посредством матированного с помощью пигментов полимерного материала. Был обнаружен поразительный факт, что для достижения характерных оптических свойств относительно голубого оттенка матированного с помощью пигментов полимерного материала следует руководствоваться не только колориметрическими свойствами пигмента, но и одновременно следует осуществлять ответные меры для того, чтобы избежать изменения цветового оттенка во время изготовления полимера. У материала чисто белого цвета практически все падающее на него излучение отражается прямо или диффузно на 100 , т.е. отсылается обратно. Однако на практике этого идеального состояния (идеальный белый цвет с коэффициентом яркости 100 ) достичь невозможно, поскольку достигаемый белый цвет обладает поглощением по всему спектру,хотя и очень небольшим. В случае 2 диффузное отражение находится также под влиянием положения границы поглощения. Эта граница поглощения находится в ультрафиолетовой области, но начинается еще в видимой области спектра. Рутиловые титановые белила при этом по сравнению с анатазными титановыми белилами имеют желтоватый оттенок, так как они сильнее поглощают в голубой области длин волн, и поэтому их отраженный свет содержит больший процент желтого, это означает, что граница поглощения анатаза по сравнению с границей поглощения рутила сдвинута в более коротковолновую область спектра. В добавление к этому белые пигменты проявляют также избирательное поглощение в коротковолновой области видимой части спектра, что имеет результатом более или менее легкий оттенок цвета (желтый оттенок). Причиной этого избирательного поглощения может быть наличие примесей в белых пигментах за счет посторонних ионов,таких как, например, ионы железа, хрома, меди или ванадия. Поэтому для устанавливания желательных, согласно изобретению, оптических свойств пигментов 2 используется предпочтительно в анатазной модификации. В нем меньше всего посторонних ионов, которые в противном случае привели бы к описанному избирательному поглощению в коротковолновой области видимой части спектра. Далее, содержание очень мелких частиц в 2 вследствие более высокого диффузного отражения в коротковолновой видимой области спектра приводит, в частности, к более сильному оттенку голубого. Чем больше их содержание, тем выше также измеренная оптическая плотность (фильтр 492 нм, кювета 20 мм) водной 2-суспензии (25 мг/л). Поэтому используемые согласно данному изобретению 2-пигменты характеризуются специальным гранулометрическим составом для регулирования колориметрических свойств пигмента, выраженных через величину оптической плотности. Для регулирования подходящих колориметрических свойств пигмента согласно данному изобретению устанавливают оптическую плотность (светопоглощение) в диапазоне от 0,9 до 1,2, предпочтительно в диапазоне от 0,95 до 1,1, особенно предпочтительно в диапазоне от 1,0 до 1,05. На подготовленный таким образом согласно данному изобретению пигмент поразительным образом не оказывают негативного влияния другие свойства порошка, например непрозрачность и рассеивающая способность. Подходящая оптическая плотность 2,согласно данному изобретению, может достигаться, например, за счет оптимизированного процесса роста кристаллов (влияет и устанавливается с помощью таких стадий процесса,как гидролиз, обработка соли отжигом и/или кальцинация), за счет размола (сухой и мокрый размол) и/или за счет сортировки (например, грохочение или просеивание). Поразительным образом найдено, что желательную, согласно данному изобретению,пригодность 2-пигмента согласно изобретению для достижения нужного голубого оттенка в матированном полимерном материале можно еще сильнее улучшить путем добавления ионов сурьмы. Согласно изобретению, предпочтительным является содержание 4 17113 1 2013.06.30 ионов сурьмы от 0,05 до 1 мас. , особенно предпочтительно от 0,1 до 0,5 мас. , наиболее предпочтительно от 0,25 до 0,4 мас. . Согласно изобретению, особенно предпочтительным является, если в пигменте не менее 50 , предпочтительно более чем 70 ,наиболее предпочтительно более чем 90 ионов сурьмы находится в степени окисления 5. С помощью этого обработанного согласно изобретению 2-пигмента в матированном полимерном материале можно добиться нужного голубого оттенка, при этом за счет содержания ионов сурьмы достигается то, что оптические параметры порошка пигмента(оттенок цвета) также сохраняются в готовом полимерном материале и не изменяются вредящими цвету реакциями при изготовлении полимера ионы сурьмы служат как бы консервантом. Добавка сурьмы может происходить в форме солей сурьмы или оксидных соединений сурьмы на всех стадиях процесса изготовления 2. Далее, для улучшения введения в различные полимерные системы и/или увеличения светостойкости содержащих 2 полимерных материалов 2-пигменты, согласно изобретению, могут быть еще модифицированы путем неорганической и/или органической обработки поверхности. Для неорганической обработки поверхности 2 согласно изобретению нашли применение оксиды и/или гидроксиды алюминия , кремния , циркония , марганца , а также титана . Согласно изобретению, последующие неорганические обработки необязательно должны осуществляться соединениями только оксидной природы, а могут содержать также другие анионы. Например, алюминий, титан и марганец образуют труднорастворимые фосфаты, которые также осаждаются на поверхность пигмента. В основе обработки поверхности согласно изобретению лежит следующий принцип имеется водная дисперсия размолотого 2-материала и к ней прибавляется высаждаемое соединение первоначально в растворимой форме. В результате целенаправленного изменения величины , в частности путем добавления раствора едкого натра,серной кислоты или фосфорной кислоты, нужное неорганическое вещество высаждается на материал-основу 2. Так, согласно изобретению, частицы 2 можно покрыть одним слоем или несколькими слоями неорганических веществ. Обработки поверхности, согласно изобретению, могут при этом происходить друг за другом, а также одновременно. Для достижения нужной, согласно изобретению, светостойкости неорганическая последующая обработка предпочтительно содержит комбинацию из соединений алюминия, кремния и марганца, особенно предпочтительно 0,2-1,0 мас., 0-1,0 мас.и 0,05-0,8 мас.. Количества веществ для последующей обработки обычно берутся как весовой процент катиона в расчете на используемый материал-основу 2, например 0,5 алюминия. Согласно изобретению, особенно предпочтительным является, если более чем 5 марганца находится в степени окисления 2, наиболее предпочтительно более чем 10 в степени окисления 2. Чтобы 2-пигменты, поверхность которых подвергалась неорганической обработке,еще лучше можно было ввести в различные используемые среды, в частности воду, этандиол, пропандиол, расплав полиамида или расплав полиэфира, согласно изобретению,2-пигменты можно модифицировать дополнительно по меньшей мере одним органическим веществом (органическая обработка поверхности). Органическая обработка поверхности содержит предпочтительно одно или несколько следующих соединений полигликоли,в частности полиэтиленгликоли и полипропиленгликоли или также их сополимеры, карбоновые кислоты, соли щелочных металлов карбоновых кислот, многоатомные спирты, в частности триметилолпропан, триметилолэтан, пентаэритрит или неопентигликоль, силаны, силоксаны и производные силоксанов, силиконовые масла, соли щелочных металлов полифосфатов, аминоспирты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сополимеров поли(мет)акрилатов, в частности натрий-, калий- или аммонийполиакрилаты. Количества добавленных веществ для органической обработки поверхности (общие количества) составляют предпочтительно 0,01-8 мас. , особенно предпочтительно 0,05-4 мас.и наиболее предпочтительно 0,1-1,5 мас. . 5 17113 1 2013.06.30 Добавление органического средства для обработки поверхности может происходить согласно изобретению на всех стадиях процесса после проведения неорганической обработки поверхности или в случае не подвергаемых неорганической обработке поверхности 2-пигментов на всех стадиях процесса после кальцинации. Полимерный материал содержит предпочтительно полиэфир (такой как полиэтилентерефталат , политриметилентерефталат , полилактид (, полиамиды (такие как -6 или -6,6), полиолефины (такие как полиэтиленили полипропилен(, полиакрилонитрилы , вискозуили ацетат целлюлозы . Форма полимерного материала, согласно изобретению, не ограничена установленным исполнением. Предпочтительно полимерный материал, согласно изобретению, существует в форме синтетических волокон (таких как филаменты, штапельные волокна или флоки). Полимерный материал, согласно изобретению, может существовать также в форме покрытий, пленок или формованных изделий. Согласно изобретению, содержание 2 в полимерном материале предпочтительно лежит в диапазоне от 0,02 до 10 мас. . При использовании полимера в виде синтетических волокон содержание 2 в полимерном материале предпочтительно лежит в диапазоне от 0,1 до 3 мас. , особенно предпочтительно 1,5-2,7 мас.и наиболее предпочтительно 0,15-0,4 мас. . При использовании в виде полимерных пленок содержание 2 в полимерном материале особенно предпочтительно лежит в диапазоне от 0,1 до 8 мас.и наиболее предпочтительно в диапазоне от 0,4 до 5 мас. . Полимерные материалы, согласно данному изобретению, могут изготавливаться таким образом, что вместо используемой до сих пор добавки 2 применяется 2-пигмент согласно изобретению. Добавка этого 2-пигмента может происходить, согласно изобретению, перед реакцией полимеризации, во время ее и/или после реакции полимеризации. 2-пигмент, согласно изобретению, добавляется в процессе получения полимера предпочтительно в виде суспензии, диспергированной в воде (для ) или этандиоле (для). Добавку к потоку полимера в виде так называемой маточной смеси или в виде препарации, распределяемой в расплаве, целесообразно проводить тогда, когда процесс получения полимера не допускает добавления во время полимеризации (например, дляили), или она желательна целенаправленно, как, например, при способе конденсации в расплаве или при способе прямого матирования (например, дляили -6). Полимерный материал, согласно изобретению, находит применение, например, для изготовления текстиля, например тканей для одежды или текстильных изделий для домашнего обихода. Другое применение полимерный материал, согласно изобретению,находит, например, для изготовления полимерных покрытий и пленок (например, для использования в качестве упаковки или для применения под давлением). Предметом изобретения, в частности, являются 2-пигмент 2-пигмент, который находится в атаназной модификации 2-пигмент, который находится в атаназной модификации и характеризуется особым гранулометрическим составом для регулирования колориметрических свойств пигмента, выраженных через величину оптической плотности, при этом величина оптической плотности лежит в диапазоне от 0,9 до 1,2,предпочтительно в диапазоне от 0,95 до 1,1, особенно предпочтительно в диапазоне от 1,0 до 1,052-пигмент, как описанный выше, который содержит ионы сурьмы, при этом содержание ионов сурьмы составляет 0,05-1 мас. , предпочтительно 0,10,5 мас. , особенно предпочтительно 0,25-0,4 мас.ионы сурьмы не менее чем на 50 , предпочтительно более чем на 70 ,особенно предпочтительно более чем на 90 находятся в степени окисления 5 6 17113 1 2013.06.302-пигмент, как описанный выше, который далее подвергали неорганической обработке поверхности, при этомчастицы 2 покрываются одним слоем или несколькими слоями неорганических и/или органических веществ, при этомв качестве неорганических веществ используются соединения алюминия ,кремния , циркония , марганцаили титана , причем предпочтительноиспользуется комбинация из соединений алюминия , кремнияили марганцапредпочтительнов количествах 0,2-1,0, 0-1,0 и 0,05-0,8(указано в весовых процентах катиона в расчете на используемый материал-основу 2), при этоммарганец предпочтительно более чем на 5 находится в степени окисления 2,особенно предпочтительно более чем на 10 в степени окисления 2 в качестве органических веществ применяются полигликоли (например, полиэтиленгликоли и полипропиленгликоли или также их сополимеры), карбоновые кислоты, соли щелочных металлов карбоновых кислот, многоатомные спирты(например, триметилолпропан, триметилолэтан, пентаэритрит или неопентигликоль), силаны, силоксаны и производные силоксанов, силиконовые масла, соли щелочных металлов полифосфатов, аминоспирты, соли поли(мет)акриловой кислоты или сополимеров поли(мет)акрилатов (например, натрий-, калий- или аммонийполиакрилаты) или их смеси, предпочтительнов количестве 0,01-8 мас. , особенно предпочтительно 0,05-4 мас.и наиболее предпочтительно 0,1-1,5 мас.способ получения 2-пигментаприменение 2-пигментаприменение 2-пигмента для получения полимерного материалаполимерный материал, матированный с помощью пигментовполимерный материал, матированный с помощью пигментов, который содержит одно вещество или несколько веществ, выбранных из группы полиэфир, политриметилентерефталат, полилактид, полиамиды, полиолефины, полиакрилонитрилы, вискоза или ацетат целлюлозыматированный с помощью пигментов полимерный материал, который содержит от 0,02 до 10 мас.2-пигмента согласно изобретениюматированный с помощью пигментов полимерный материал, который содержит при использовании в виде синтетического волокна от 0,02 до 10 мас. , предпочтительно от 0,1 до 3 мас. , особенно предпочтительно от 0,15 до 0,4 мас.или от 1,5 до 2,7 мас.2-пигмента согласно изобретениюматированный с помощью пигментов полимерный материал, который содержит при использовании в виде полимерных покрытий или пленок 0,02-10 мас. , предпочтительно 0,1-8 мас. , особенно предпочтительно 0,4-5 мас.2-пигмента согласно изобретениюспособ получения матированного с помощью пигментов полимерного материаласпособ получения матированного с помощью пигментов полимерного материала,при этом добавление 2-пигмента согласно изобретению может происходить перед реакцией полимеризации, во время нее и/или после реакции полимеризацииспособ получения матированного с помощью пигментов полимерного материала,при этом добавление 2-пигмента согласно изобретению может происходить в виде маточной смесиспособ получения матированного с помощью пигментов полимерного материала,при этом добавление 2-пигмента согласно изобретению может происходить в виде препарации, легко распределяющейся в расплаве соответствующего полимера 7 17113 1 2013.06.30 способ получения матированного с помощью пигментов полимерного материала для изготовления синтетических волоконприменение матированного с помощью пигментов полимерного материала для изготовления текстиляприменение матированного с помощью пигментов полимерного материала для изготовления покрытий и/или пленокприменение матированного с помощью пигментов полимерного материала для изготовления формованных изделий. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 8

МПК / Метки

МПК: C09C 1/36

Метки: способ, получения, пигмент

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/8-17113-pigment-i-sposob-ego-polucheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Пигмент и способ его получения</a>

Похожие патенты