具有高研磨稳定性的纯色、容易分散的氧化铁红颜料制造技术

本发明专利技术涉及具有高研磨稳定性的纯色、容易分散的氧化铁红颜料，及其制备方法和用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有高研磨稳定性的纯色、容易分散的氧化铁红颜料，及其制造方法和用途。
技术介绍
氧化铁红颜料广泛用作油漆、清漆、涂料、建筑材料、塑料和造纸工业中的着色组分。氧化铁红颜料相对于有机红色颜料具有一定的优点。它们可通过成本经济的制备方法生产、对环境无害、光稳定、容易分散、同时保护着色制品免受UV辐照的破坏。对于氧化铁红颜料的颜色纯度、品质的一致性、加工的容易程度(分散性、研磨稳定性)有严格的要求。在对清漆、乳液油漆、涂料、塑料、建筑材料、纸张着色和在食品中以及在制药工业的产品中的所有用途中，需要这样的氧化铁红颜料，其红色分量a*(根据CIELAB，在白色颜料的混合物中测得(称为还原(reduction))特别显著。在着色测定中红色分量a*越高，被着色的介质(例如清漆、塑料、涂料、建筑材料和纸张)的红色色调的颜色就越纯。因此，在涂料工业中，要求在将氧化铁红颜料混入涂料系统中时，总是形成一致的色调，并尽可能与混合的时间无关。所述氧化铁红颜料用工业装置(如球磨机)混入涂料系统，此时所述颜料暴露在机械力作用下，这种研磨可能需要几个小时。如果在混合时由氧化铁红颜料赋予的颜色波动变化非常小，那么就能得到高的颜色和/或品质一致性。当在涂料系统中的混合时间延长时，具有高研磨稳定性的氧化铁红颜料的色调变化很小。颜色一致性的一个指标是色差(hue distance)Δh ab*，当对用相同油漆和颜料基材以及相同的工业装置但不同混合时间制得两种的油漆分散液进行比较时，就可给出所述色差。本专利技术要求最终的色差Δh ab*尽可能的低。另外，例如在油漆或塑料应用中，要求氧化铁红颜料应以初级颗粒的形式尽可能容易地均匀分布在介质中；换句话说，要求它们容易分散。不需要的是粗颜料颗粒，这种颜料颗粒在施用成油漆薄膜或着色塑料后，由于其粒径的缘故会产生粗糙表面(“浸蚀(pickling)”)或缺陷。红色氧化铁颜料通常使用四种方法(T.C.Patton，Pigment Handbook，第1卷，1973年，第333页)制备。1.红色绿矾(copperas)法用多步操作从硫酸铁(绿矾)中除去水和硫氧化物，得到研磨分散性不足的纯色且容易分散的氧化铁红颜料。2.红色铁氧体法对黄色氧化铁(针铁矿，α-FeOOH)脱水，得到具有良好分散性的氧化铁红颜料，但是其颜色纯度和研磨稳定性不足。3.沉淀氧化铁红法直接从水溶液中沉淀氧化铁红，得到具有良好分散性的氧化铁颜料，但是其颜色纯度和研磨稳定性不足。4.合成氧化铁红法氧化合成的黑色氧化铁(磁铁矿)，得到具有良好分散性和良好研磨稳定性的氧化铁红颜料，但是其颜色纯度不足。过去从已知的制备方法出发结合许多技术手段尝试制备改进的氧化铁颜料。例如，DE3512124A1和JP47923/76(Tone Sangyo)公开了用0.5-10摩尔％Mg、Zn、Al、La、Y、Zr、Sn和Ca(DE3512124A1)或0.3-10％的Al(JP47923/76)的无色涂料涂覆氧化铁红颜料的方法。相比未涂覆的氧化铁红颜料，所述涂层使氧化铁红颜料具有改进的颜色特性，同时具有良好的分散性，且等电点＞7。相比所用的未涂覆的氧化铁红颜料原料，用这种方法制备的氧化铁红颜料的区别特征在于低的絮凝现象，但是并不能得到所需的高颜色纯度。此外，EP0290908A1公开了制备具有成蔟颜料颗粒的纯色氧化铁红颜料的方法。这些纯色氧化铁红颜料是通过使黄色氧化铁(针铁矿＝α-FeOOH)脱水制得的，所述黄色氧化铁是通过特定的沉淀操作制得的，其形式不是针状的，而是球形黄色氧化铁。如此制得的含铝氧化铁红颜料，尽管其颜色要纯于通过将常规黄色氧化铁煅烧成红色得到的颜料，并且对于研磨也是稳定的，但是难于分散。此外，DE3500470A1公开了一种通过氧化黑色氧化铁制备纯色氧化铁红颜料的方法，该方法使颜料的颜色纯于用常规磁铁矿制得到常规氧化铁红颜料。所述方法以特定的、细微分散的磁铁矿为原料，所述磁铁矿是在水性介质中存在大量Fe(III)的条件下制备的，这些磁铁矿可在铝盐或磷酸盐存在的条件下制得。氧化后得到的氧化铁红颜料可包括铝或磷作为掺杂物，它们对于研磨是稳定的，并容易分散，但是并不能得到所需的颜色纯度。因此，无论是上述四种制备红色氧化铁颜料的方法(T.C.Patton，PigmentHandbook，第1卷，New York 1973年，第333页)还是这些方法的改进方法(例如用无色铝化合物涂覆氧化铁红颜料)或者掺杂铝和磷都不能得到改进的氧化铁红颜料，所述改进的氧化铁红颜料与常规的氧化铁红颜料的不同在于有利特性的组合，包括高颜色纯度，同时具有高的研磨稳定性和良好的分散性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改进的氧化铁红颜料，它不仅有高的颜色纯度，而且还具有高的研磨稳定性和良好的分散性。该目的是以下述方式得到的氧化铁红颜料具有26.5-30、特别是26.5-28.5的a*值，所述a*值是在Olbrich振摇器中分散15分钟后，根据DIN6174以CIELAB单位(untis)在白色还原(与白色浆料混合)中测得的，该氧化铁红颜料在Olbrich振摇器中经油漆分散，并且分散时间由15分钟增加至120分钟后，根据DIN 6174得到的色差Δh ab*＜1.1，特别是＜0.8。在Olbrich振摇器中经油漆分散，并且分散时间由15分钟增加至120分钟后，所述氧化铁红颜料优选具有＜0.8、特别是＜0.6的色调差Δa*(由DIN6174测得)。在Olbrich振摇器中经油漆分散，并且分散时间由15分钟提高至120分钟后，所述氧化铁红颜料优选具有＜1.8、特别是＜1.3的色调差Δb*。与Bayferrox110M相比，所述氧化铁红颜料(在Olbrich振摇器中分散15分钟)的a*值有利地高0.5-4个单位(根据DIN 6174的CIELAB单位，在白色还原中测得)。优选地，相比Bayferrox 110M，所述氧化铁红颜料(在Olbrich振摇器中分散15分钟)的a*值高0.7-2个单位(根据DIN 6174的CIELAB单位，在白色还原中测得)。另外，在Olbrich振摇器中经油漆分散，并且分散时间由15分钟增加至120分钟，所述氧化铁红颜料具有＜1.1、特别是＜0.8的色差Δh ab*(根据DIN 6174测得)，或者＜0.8、特别是＜0.6的色调差Δa*(根据DIN 6174测得)，或者＜1.8、特别是＜1.3的色调差Δb*(根据DIN 6174测得)。在本专利技术中，Bayferrox110M(CAS No.1309-37-1，购自Bayer Chemicals AG)是指一种粉末状、红色Fe2O3颜料，其密度约5g/cm3(根据DIN ISO 787/10在20℃测得)，根据DIN ISO 787/9，在水性悬浮液中，在50克/升水中的pH为4-8；它可用作着色剂。所述氧化铁红颜料优选具有好于15-25-40的分散性(根据称为“3-box”法的扩展形式的DIN ISO 1524(2002)测得)。所述氧化铁红颜料优选包括成蔟的颜料颗粒，每蔟包括至少5个相互融合的珠状部分。以所述氧化铁红颜料计，所述氧化铁红颜料优选包含0.5-10摩尔％来自Mg、Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化铁红颜料，它具有２６．５－３０、特别是２６．５－２８．５的ａ↑［＊］值，所述ａ↑［＊］值是在０１ｂｒｉｃｈ振摇器中分散１５分钟后，根据ＤＩＮ６１７４以ＣＩＥＬＡＢ单位在白色还原中测得的；在０１ｂｒｉｃｈ振摇器中经油漆分散，并且分散时间由１５分钟增加至１２０分钟后，所述氧化铁红颜料根据ＤＩＮ６１７４得到的色差Δｈａｂ↑［＊］＜１．１，特别是＜０．８。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：C罗森哈恩，W布罗，V施奈德，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]