199541. lajstromszámú szabadalom • Eljárás titánoxid bevonatú timföld előállítására
HU 199541 B 2 A találmány tárgya eljárás titánoxid bevonatú timföld előállítására. Ez a termék pigmentként használható a festék-, műanyag- és gumiiparban, a papíriparban, a kerámia iparban és a kozmetikai iparban, és minden olyan területen, ahol fehér vagy sárga pigmentre van szükség. A titánoxid bevonatú timföldet a találmány szerint timföldhidrát titánvegyületekkel való bevonásával és azt követő kalcinálásával állítjuk elő. Timföldhidrát titánvegyületekkel való közvetlen bevonására eljárás nem ismeretes, ismert azonban a 4 525 494 sz. amerikai szabadalmi leírásból olyan eljárás, amely szerint polipropilén öntőgyanta előállításakor a töltőanyagként alkalmazott timföldhidrát mellett 0,1 t% izosztearinsavat, 0,25—1 t% szerves titánvegyületet, nevezetesen egy szerves titán-foszfátot adnak a kompozícióhoz, majd az így kapott keveréket pelletezik és 200°C-on hőkezelik. Ily módon nagy szilárdságú lángálló, nem füstölő terméket állítanak elő. A titánvegyületek ily módon való felhasználása nem teszi lehetővé titánoxid bevonatú timföld előállítását, mert ahhoz a titánvegyületeket közvetlenül a timföldhidrát felületére kell felvinni. A találmány célja, hogy ilyen eljárást biztosítson. A találmány célja közelebbről az, hogy megfelelő titánvegyület felvitele révén eljárást biztosítson timföldhidrátból kiindulva titánoxid bevonatú timföld előállítására. Azt találtuk, hogy a kitűzött célt oly módon érhetjük el, hogy 10 pm-nél kisebb szemcsenagyságú timföldhidrátot 1 pm-nél kisebb szemcsenagyságú titándioxidnak és/vagy (NH)2TI(C204)2 képletű ammónium-titán - -oxalátnak az utóbbi vegyület vizes oldatával készített szuszpenziójával keverünk össze, amely a timföldhidrátra számítva titándioxidban kifejezve összesen 10—40 tömeg%, előnyösen 15—30 tömeg% titánvegyületet tartalmaz, a kapott zagyot porlasztással víztelenítjük, és a víztelenített anyagot legalább 700°C, előnyösen 800—1200°C hőmérsékleten kalcináljuk. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a fenti képletnek megfelelő ammónium-titán-oxalát igen erősen adszorbeálódik a timföldhidrát felületén, és hőkezelés közben nem szublimál, izzításkor helyben oxidálódik. Ez a vegyület tehát lehetővé teszi, hogy a timföldhidráton a felülethez jól kötődő stabil bevonat jöjjön létre, ezáltal lehetővé teszi titánoxid bevonat kialakítását a timföld felületén. Ezt a vegyületet célszerűen titán-dioxidból állítjuk elő oly módon, hogy a titándioxid egy alkáli-hidrogénszulfáttal vagy alkáli-piroszulfáttal megömlesztjük, az ömledéket vízben feloldjuk, és az oldatból ammónium-hidroxid lassú adagolásával 50°C alatti hőmérsékleten, keverés közben kicsapjuk a titán-tetrahidroxidot. A kapott titán-tetrahidroxidot 3 mól oxálsav tömény oldatában feloldjuk, 2 1 majd az oldatot ammónium-hidroxiddal pH 6- -ig semlegesítjük. Az így kapott ammónium-titán-oxalát oldatot azután a kívánt mértékig, előnyösen 100—200 g/liter koncentrációig bepároljuk. Természetesen előállíthatjuk e vegyületet az előbb felsorolt műveletekkel a klasszikus savas titándioxid előállítás során közbeeső termékként képződő titán-tetrahidroxidból is. Az ammónium-titán-oxalátot előállíthatjuk azonban titán-trikloridból vagy titán-tetrakloridból is. Ha titán-trikloridból indulunk ki, ezt a porszerű vegyületet 2 mól oxálsav tömény oldatával reagáltatjuk, és a kapott oldatot ammónium-hidroxiddal semlegesítjük 6—7 pH eléréséig. Semlegesítés közben célszerűen levegőt buborékoltatunk át az oldaton a három vegyértékű titán oxidálása végett. Hasonlóan járunk el akkor is, ha titán-tetrakloridból indulunk ki, azzal az eltéréssel, hogy ezúttal nem kell levegőt átbuborékoltatnunk az oldaton a semlegesítés közben. Az így előállított ammónium-titán-oxalát felhasználásával a talámány szerinti eljárást az alábbiak szerint hajtjuk végre. A titánoxid bevonatú timföldet, mint említettük, pigmentként használjuk fel, ezért ügyelnünk kell a kiindulási timföldhidrát szemcseméretére. A találmány szerinti eljáráshoz tehát kiindulási anyagként 10 pm-nél kisebb szemcseméretű timföldhidrátot használunk. Előnyösnek találtuk a viszonylag szűk, mintegy 1—5 pm szélességű szemcsefrakciót. A legelőnyösebb, ha a szemcseméret megközelíti a 10 pm-t. Ezért a találmány szerinti eljáráshoz előnyösen 5—8 pm szemcseméretű timföldhidrátot használunk kiindulási anyagként. Tekintettel arra, hogy a pigmentképzéshez a timföldhidrátra viszonylag nagyobb mennyiségű titánvegyületet kell felvinnünk, ez utóbbi vegyületet szuszpenzió formájában használjuk fel. Felvihetünk 1 pm-nél kisebb szemcseméretű ammónium-titán-oxalátot, titándioxidot vagy a kettő bármilyen arányú keverékét ammóniumtitán-oxalát vizes oldatában szuszpendálva. A szuszpenzió elkészítéséhez tömény oldatot, ammónium-titán-oxalát szuszpendálása esetén telített oldatot használunk. A szuszpenzió készítéséhez felhasznált szilárd ammónium-titán-oxalátot célszerűen nedves őrlései aprítjuk a kívánt szemcseméretre. Ehhez használhatunk például sima korund dörzstárcsás malmot, melyben előnyösen osztályozóval körfolyamatban őröljük az anyagot. Erre a célra használhatjuk például a 4370/85 sz. közzétett magyar szabadalmi bejelentésben leírt centrifugális áramkészüléket. Természetesen előnyös, ha a szilárd ammónium-titán-oxalát már eleve apró szemcsés kristályokban válik ki az oldatból, amikor azt betöményítjük. Ezért a betöményítést lassú ütemben, keverés közben, adott esetben felületaktív anyagok, például zsírsavak vagy zsírsavészterek hozzáadása mellett végezzük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
