200357. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémoxidokkal bevont csillámpikkely alapú gyöngyházfényű pigment előállítására
1 HU 200357 B 2 A találmány az időjárással szemben ellenálló, fémoxidokkal bevont csillámpikkely bázisú gyöngyházfényű pigmentek előállítási eljárására vonatkozik. Fémoxidokkal bevont csillámlemez bázisú gyöngyházfényű pigment számos műszaki területen, így a kozmetikában körömlakk, szájrúzs, púder stb. színezésére, műanyagok és lakkok pigmentálásához stb. alkalmazható. Szerves polimerekbe, például lakkokba, festékekbe, műanyagokba bedolgozva a gyöngyházfényű pigmentek azonban csökkentik a polimer időjárással szembeni ellenállóságát. Feltehetően az ultraibolyaszínű fényben gazdag természetes napfény és a levegő nedvessége, a csillámpikkelyek felvitt fémoxidok katalizáló hatására, gyorsan szétrombolják a polimer-mátrixot. A 22 15 191 sz. NSZK-beli közrebocsátási iratból ismert a gyöngyházfényű pigmentek metakrilát-krómklorid komplex-szel történő bevonása. Az így bevont pigmenttel összedolgozott festék vagy műanyag az időjárás koptató hatásának jól ellenáll. Hatásos mennyiségben alkalmazva azonban az említett króm-komplex saját zöld színe hátrányosan befolyásolja a pigment fényességét és színét. Ezen túlmenően bizonyos alkalmazási területeken, például élelmiszerek csomagolásában a krómbázisú bevonat nem kívánatos. A saját 25 22 572 sz. NSZK-beli közrebocsátási iratunkból ismert rutil-csillámpigment (a Merck cég din 101 Rutilsilber elnevezéssel gyártja és forgalmazza), a fenti hibákat kiküszöböli, fényessége azonban idővel tompul. A találmány célja krómmentes, színekre közömbös, az időjárással szemben ellenálló bevonat kidolgozása volt, amely a pigment fényességét és színárnyalatát a lehető legkisebb mértékben befolyásolja. Azt találtuk, hogy a fenti feladat megoldható, ha a pigment részecskéket polisziloxánból és ritkaföldfém vegyületből álló bevonattal látjuk el. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás fémoxidokkal bevont csillámpikkely alapú gyöngyházfényű pigment előállítására. A találmány értelmében a) 1000 tömegrész csillámpigmentet vízben szuszpendálunk, b) 5-30 tömegrész ritkaföldfém-vegyület vízzel készített oldatát, valamint c) 800±200 cSt viszkozitású (I) általános képletű polisziloxán-poliéter [Az (I) általános képletű polisziloxán vegyületet a GOLDSCHMIDT AG (Essen, NSZK) gyártmányismertetője írja le.] kopolimer 50- 50 tömegrészét és d) adott esetben cink- és/vagy alumíniumsó vizes oldatát adjuk a szuszpenzióhoz, miközben a pH-értéket lúg adagolásával 5 és 6 között tartjuk, majd a pigmentet elkülönítjük, és ismert módon mossuk, majd 80-140 ”C-on szárítjuk. A találmány szerint a gyöngyházfényű pigmentet úgy állítjuk elő, hogy fémoxiddal bevont csillámpikkely-pigmentet vizes szuszpenzióban, nagyjából azonos értéken tartott pH-érték mellett polisziloxán oldatával és ritkaföldfém sójának az oldatával érintkeztetünk, majd a pigmentet elkülönítjük és szárítjuk. A találmány szerinti eljárással előállított pigment kiindulási anyagaként minden csillám alapú gyöngyházfényű pigmentet alkalmazhatunk. Általában 1-200 |im átmérőjű 0,1-5 pm vastagságú, színes vagy színtelen fémoxiddal (TÍO2, Fe^Oí, Sn02, C17O3, ZnO) vagy fémoxidok keverékével egy vagy több rétegben bevont csillám pikkelyekről van szó, előállításukat számos szabadalmi leírás taglalja (14 67 468, 19 59 198, 20 09 566, 21 06613, 22 14 545, 22 44 298, 23 13 331,24 29 762 és 25 22 572 sz. NSZK-beli szabadalmi leírások, illetve szabadalmi bejelentések). Az ilyen gyöngyházfényű pigment általában 20-60 t% csillámból áll, a fennmaradó rész lényegében a fémoxid. A találmány szerinti eljárással előállított bevonatot úgy alakítjuk ki, hogy a bázis-pigmentet vízben szuszpendáljuk. A szuszpenzió mintegy 5-20 t%-os. A ritkaföldfém sóját és a sziloxánt egyszerre adhatjuk a szuszpenzióhoz, eljárhatunk azonban úgy is, hogy a két oldatot két lépcsőben, egymás után adagoljuk a szuszpenzióhoz. Ritkaföldfémként előnyösen cériumot alkalmazunk, főleg a 3- vagy 4-vegyértékű forma szulfátja alakjában. Kétlépcsős kezelés esetén először a körülbelül 5-10 t%-os cérium-szulfát-oldatot adjuk a pigment-szuszpenzióhoz, miközben bázis, például valamilyen alkálifém-hidroxid vagy ammónia adagolásával a szuszpenzió pH- értékét mintegy 5 és 6 között tartjuk. A cérium hidroxid alakjában csapódik le a csillámpikkelyekre. Annyi oldatot adagolunk, hogy a kész pigmentben az oxidként kifejezett cériummennyiség 0,5-3 t% legyen. Ezt követően a sziloxános réteget felvisszük. Sziloxánként főleg szerves polisziloxánokat, például poliétersziloxánokat alkalmazunk, azaz lineáris vagy elágazó láncú polisziloxán-blokkból, és egy vagy több poliéter-blokkból álló blokk-kopolimerizátumokat. A találmány értelmében alkalmazható polisziloxánok tehát elágazó láncú tömb-kopolimerizátumok, amelyek az (I) általános képletnek felelnek meg, ahol R hidrogénatomot vagy alkilcsoportot jelent. A polimerek 25 °C-on mért viszkozitása mintegy 800+200 cSt, móltömegük 500-5000 közötti érték, és a poliéter-szekvenciákban lévő egyenes szénláncú és elágazó szénláncú alkilcsoportok aránya (például 50 % etilénoxid és 50 % propilénoxid) alapján mind vízben, mind olajban oldódnak. A hőmérséklet emelésével vagy erősen savas, illetve erősen bázikus kémhatás beállításával a polimerek vizes oldatból részleges hidrolizálás útján könnyen kicsaphatók. A polisziloxánt mintegy 2-20 t%-os oldat, illetve emulzió alakjában alkalmazzuk. A pigment-szuszpenzióhoz adagolt oldat mennyiségét úgy választjuk meg, hogy az oldatban lévő polisziloxán a pigment tömegének kb. 0,5-5,0 %-át tegye ki. Megjegyzendő, hogy nem az összes bevitt polisziloxán csapódik le a pigmentre, hanem egy része oldatban marad. A bevont pigmentben általában 0,1-5 t% sziloxán található. A sziloxánnal együtt adott esetben további anyagokat is leválaszthatunk a pigmentre. Csekély mennyiségű alkálifémszilikát-oldat adagolása például előnyösnek bizonyult. Egy g sziloxánra általában 0,05-0,5 g alkálifémszilikátot számítunk. A sziloxánt és a fémsókat tartalmazó oldaton kívül olyan fémsók oldatát is adagolhatjuk, amelyek hidroxid alakjában beépülnek a bevonatba. Erre különösen az alumínium és a cink alkalmas; együtt vagy külön-külön adagoljuk olyan mennyiségben, hogy a fém (oxidban kifejezett) tömege a pigment össztömegének mintegy 0,5-5 t%-át tegye ki. A ritkaföldfémek 5 és 6 közötti pH-érték mellett végzett kicsapásával szemben a második réteget 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
