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EP2102293A2 - Method of surface-treating particulate solids, more particularly titanium dioxide pigment particles - Google Patents

Method of surface-treating particulate solids, more particularly titanium dioxide pigment particles

Info

Publication number
EP2102293A2
EP2102293A2 EP07856538A EP07856538A EP2102293A2 EP 2102293 A2 EP2102293 A2 EP 2102293A2 EP 07856538 A EP07856538 A EP 07856538A EP 07856538 A EP07856538 A EP 07856538A EP 2102293 A2 EP2102293 A2 EP 2102293A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
suspension
particles
titanium dioxide
adjusted
added
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07856538A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Juergen Orth-Gerber
Volker Juergens
Lydia Drews-Nicolai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kronos International Inc
Original Assignee
Kronos International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kronos International Inc filed Critical Kronos International Inc
Publication of EP2102293A2 publication Critical patent/EP2102293A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36—Compounds of titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09C1/3607—Titanium dioxide
    • C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
    • C09C1/3661—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
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    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of inorganic solid particles, in particular of titanium dioxide pigment particles with a smooth and uniform surface coating in an aqueous suspension.
  • Finely divided inorganic solid particles are often surface-coated in order to modify certain properties, such as, for example, surface charge, dispersing properties, acid or light resistance.
  • US 2,885,366 describes applying a dense silica coating to substrate particles such as nickel or iron powder, glass fibers or titanium dioxide.
  • Dye and white pigments are regularly coated with various oxides and hydroxides (e.g., U.S. 4,530,725, U.S. Re.27,818).
  • the surface treatment in particular of TiO 2 pigments, usually takes place in the aqueous phase, with metal oxides, hydroxides, phosphates or similar compounds being deposited on the particle surface.
  • the process is usually run as a batch process. Starting from an aqueous pigment particle suspension, corresponding metal salts in dissolved form are added as so-called precursor compounds, and the pH of the suspension is adjusted with alkaline or acidic substances so that the precursor compounds precipitate as oxides, hydroxides, etc.
  • pigment agglomeration in the suspension easily occurs, so that the deposited coating substances do not envelop the individual particles but often an agglomerate.
  • the agglomerates are broken up in the final dry grinding, so that not all particles are provided in the final product with a closed shell, but also have uncoated surface portions.
  • some of the coating substances do not fixed on the particle surface, but forms flakes next to the particles. These flakes can no longer be removed from the suspension and adversely affect the optical properties of the pigments, for example whitening power or tinting strength TS.
  • GB 1 340 045 describes a process for surface coating of titanium dioxide pigment, wherein the pigment is subjected in a suspension for up to 2 hours of intensive stirring in a stirred vessel, during which the coating substances are added and applied. The process is carried out in batch mode. For precipitation of the coating substances, a corresponding pH is set in the suspension. As a result of the treatment, a pigment filter cake with a higher solids content forms and the gloss retention of paints and varnishes containing the pigment is improved.
  • the invention has for its object to provide a method by which a comparison with the prior art improved smooth, uniform and continuous surface coating on solid particles can be generated.
  • the object is achieved by a process for the surface treatment of inorganic solid particles in an aqueous suspension, characterized in that the particles are surface-coated with at least one inorganic substance while the suspension is conveyed through an agitator mill.
  • the invention thus provides a process for coating solid particles with a smooth, uniform and closed shell of inorganic compounds
  • the terms "surface treatment” and “surface coating” are used equivalently.
  • the inventive method is characterized in contrast to a batch process by a continuous process management.
  • the solution containing the coating substances is added to the suspension before or while it is conveyed through the agitator mill.
  • a very smooth, uniform and closed covering of the individual particles is achieved in comparison to the known surface treatment methods, so that less uncoated particle surface and less separately flocculated coating substance are present after the final fine grinding.
  • TiO 2 pigments treated according to the invention have a markedly improved TS.
  • agitator mills are understood as meaning dispersing devices in which a grinding media bed is set in motion by a stirring shaft.
  • the millbase is fed in a suspended state, preferably in aqueous suspension. During grinding or dispersion, the millbase particles undergo both
  • Impact stress for example by collision with the grinding media, the stirring shaft or the container wall, as well as shear stress in the liquid.
  • the mechanism of action can be shifted in the direction of impact or shearing action (see J. Winkler “Dispersing Nanopigments", color and lacquer V ⁇ 2 No. 2 (2006), p. 35 to 39.
  • Agitator mills are known, for example, as bead mills or sand mills.
  • Suitable for the process of the invention are finely divided inorganic solids having a particle size in the range of about 0.001 to 1 ⁇ m, which are processed in aqueous suspensions, e.g. Pigments (titanium dioxide, colored pigments, effect pigments, etc.), fillers, titanates, iron, nickel or other magnetic particles.
  • aqueous suspensions e.g. Pigments (titanium dioxide, colored pigments, effect pigments, etc.), fillers, titanates, iron, nickel or other magnetic particles.
  • the particles are present in an aqueous suspension. You may previously grind e.g. have been subjected to a sand mill.
  • the coating materials are inorganic substances. Suitable coatings are the oxides, hydroxides, phosphates, sulfates of the known elements Si, Ti, Al, Zr, Sn and other elements.
  • the coating substances are preferably added in the form of water-soluble salts (hereinafter: metal salts) to the suspension, as in the classical processes. The skilled worker is familiar with the corresponding metal salts.
  • the suspension optionally also contains dispersants, for example sodium silicate, hexametaphosphate and others.
  • the metal salt solution is added in one embodiment of the invention before entering the agitator mill in the suspension, for example in the Anlessnesse or in the
  • the solution with the coating substances can be passed into the agitator mill.
  • the treated suspension there are no significant amounts of separate flocculation of the coating substance at the outlet of the agitator mill. It is possible that the applied shear forces cause the coating substance to be first adsorbed onto the particle surface and subsequently to be better precipitated on the prepared surface.
  • One or more inorganic coating substances can be applied to the particles. In particular, an SiO 2 coating is applied.
  • the surface treatment according to the invention may be followed by a classical aqueous surface treatment. Subsequently, the particles are separated by filtration, optionally washed, dried and finely ground. Optionally, the particles can be tempered before the fine grinding, preferably at temperatures of 250 to 600 0 C.
  • titanium dioxide particles are provided with a dense SiO 2 -HII.
  • a suspension of untreated TiO 2 particles (TiO 2 basic body) in anatase or rutile form is provided.
  • the coating substance is preferably supplied in the form of a Na or K waterglass solution.
  • the process can be carried out with suspensions with pH values from 4 and above. It is not necessary that the pH of the suspension is initially set to alkaline or adjusted in the course. The process is controlled by controlling the mechanical stirring power in conjunction with the viscosity properties of the liquid (see J. Winkler: "Disperse nanopigments", color and lacquer 112 No. 2 (2006), pp. 35 to 39).
  • a plurality of separate layers can be precipitated by the suspension being conveyed in a circle by a plurality of agitator mills in succession or by a stirred mill.
  • a metal salt solution is added to the suspension.
  • the solutions can be different and each contain several compounds.
  • the particles are provided in a first pass through the agitator mill with an SiO 2 layer and in a second pass with an Al 2 O 3 layer.
  • the particles are provided in the agitator mill with a layer of about 20 to 50% of the total amount of SiO 2 provided. Subsequently, the remaining 80 to 50% portions of SiO 2 are applied as part of a classical surface treatment.
  • titanium dioxide particles are provided in the agitator mill with an SiO 2 layer and then a final Al 2 O 3 layer is applied as part of a classical surface treatment.
  • the titanium dioxide particles are dried and then tempered in a further embodiment at temperatures of 250 to 600 0 C, preferably 350 to 450 0 C, whereby the adhering moisture is significantly reduced.
  • the dried or tempered TiO 2 particles are then finely ground.
  • the grinding is optionally carried out with the addition of one or more organic substances.
  • An organic addition can also be made after the fine grinding with the aid of suitable mixing units.
  • the method according to the invention is characterized in that a very uniform, smooth coating of the particles is achieved.
  • TiO 2 pigments prepared according to the invention have improved whitening power and high weathering stability.
  • the pigments are outstandingly suitable for use in plastics, in particular in masterbatches and in coatings, in particular paints and in laminates.
  • inventive method is a simplification compared to the classical surface treatment. It can be applied to the solid particles in shorter times, an effective coating.
  • inventive method is also characterized by a higher efficiency compared to the classical method, since less coating material flocculates separately. Examples
  • a sand-milled TiO 2 suspension, basic grade A produced by the chloride process, is diluted with water to a concentration of 350 g / l. Thereafter, the suspension is heated to 7O 0 C and adjusted with NaOH to a pH of 10.
  • the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and added to a pad dryer
  • Comparative Example 2 A sand-milled TiO 2 suspension, basic product quality B produced according to the
  • Chloride process is adjusted with NaOH to a pH value of 11 and by a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) promoted at 5 kg / h.
  • the suspension is then diluted with water to a concentration of 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted to a pH of 10 with NaOH. While stirring, 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension.
  • the pH is then adjusted to 4 with HCl within 70 minutes.
  • the suspension is 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, while maintaining the pH at 4 by appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • a sand-milled TiO 2 suspension, basic product quality B prepared after the chloride process, is diluted with water to a concentration of 350 g / l. Thereafter, the suspension is heated to 7O 0 C and adjusted with NaOH to a pH of 10. While stirring, 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. The pH is then adjusted to 4 with HCl within 70 minutes. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours.
  • the dried material is steam-milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • Base quality A produced after the chloride process is adjusted to a pH of 8 with HCl. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 ° C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the tempered material is then with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy and propylonnen Siloxane steam-ground.
  • the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 42O 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • Example 5 A TiO 2 suspension with a concentration of 500 g / l, basic product quality A prepared according to the chloride process, is adjusted to a pH of 11.5 with NaOH. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl.
  • a vertical sand mill type PM5, Draiswerke GmbH
  • the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 42O 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • Example 6 A TiO 2 -Suspe ⁇ sion with a concentration of 500g / l, basic body quality A prepared by the chloride process, is adjusted with NaOH to a pH of 11, 5. 0.5% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 7O 0 C and added with stirring 1.7% SiO 2 in the form of Na water glass. The suspension is then adjusted to pH 4 with HCl within 70 minutes.
  • a vertical sand mill type PM5, Draiswerke GmbH
  • the suspension is further added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, while the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • the suspension is then filtered, washed and dried at 11O 0 C using a spray dryer.
  • the dried material is annealed for 1 hour at 420 ° C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • suspension Added to suspension. Subsequently, the suspension is passed through a vertical sand mill (Type PM5, Draiswerke GmbH) conveyed at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
  • the suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours.
  • the dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln.
  • the annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
  • the color cast or the spectral characteristic (SC) of the TiO 2 base body is determined after incorporation into a black paste according to DIN 53165 at 17% pigment volume concentration (so-called MAB method).
  • the gray paste pasted on an Automatic Muller is applied to a white Morest card.
  • With a HunterLab Colorimeter PD-9000 the reflectance values of the layer in the wet state are determined.
  • the derived SC values are based on an internal standard.
  • the whitening power (TS) of the example and comparative pigments is determined after incorporation into a Vinnol black paste 1.22% pigment volume concentration (so-called VIG method).
  • the titanium dioxide pigment to be examined is pasted onto a pre-made Vinnol black paste on an automatic muller.
  • the resulting gray paste is applied to a card with the film applicator.
  • the reflectance values of the layer are measured with a HunterLab Colorimeter PD-9000 in the wet state and referenced to an internal standard.
  • Karl Fischer Karl Fischer
  • the water contained in the sample is expelled from the sample in a Karl Fischer oven and converted into a KF solvent.
  • the redox process between an iodine-SO 2 redox system contained in the KF titrant is activated by the water contained in the sample.
  • the equivalence point of the titration is detected by voltammetry.
  • the oven temperature was set to 300 0 C.
  • the result is expressed as a percentage of weight as w (H 2 O).
  • an improved whitening power is achieved (Table 1, Examples 1 to 8) in comparison to the classical method (Table 1, Comparative Examples 1 to 3).
  • the TS level is dependent on the basic body quality, as the comparison Comparative Example 1 with Comparative Example 3 and the comparison Example 2 with Example 8 shows.
  • Table 2 With the subsequent tempering a significant decrease in the moisture is achieved (Table 2) and thus, for example, improves the lacing stability of the corresponding pigment when used in plastic films.

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Abstract

The invention relates to a method of surface-treating inorganic particulate solids, more particularly titanium dioxide, in an aqueous suspension, the particles being surface-coated while the suspension is conveyed through a stirred mill. The method is preferably used in order to coat titanium dioxide particles with SiO2. The inventively treated particles have a very smooth, uniform and coherent shell and a significantly enhanced tinting strength.

Description

Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Festkörperpartikeln, insbesondere Process for the surface treatment of solid particles, in particular
Titandioxid-PigmentpartikelTitanium dioxide pigment particles
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von anorganischen Festkörperpartikeln, insbesondere von Titandioxid-Pigmentpartikeln mit einer glatten und gleichmäßigen Oberflächenbeschichtung in einer wässrigen Suspension.The invention relates to a method for the production of inorganic solid particles, in particular of titanium dioxide pigment particles with a smooth and uniform surface coating in an aqueous suspension.
Technologischer Hintergrund der ErfindungTechnological background of the invention
Feinteilige anorganische Festkörperpartikel werden vielfach oberflächenbeschichtet, um bestimmte Eigenschaften zu verändern wie beispielsweise Oberflächenladung, Dispergiereigenschaften, Säure- oder Lichtbeständigkeit. Beispielsweise beschreibt die US 2,885,366 das Aufbringen eines dichten Siliciumdioxid-Überzugs auf Substratteilchen wie Nickel- oder Eisenpulver, Glasfasern oder Titandioxid. Färb- und Weißpigmente werden regelmäßig mit verschiedenen Oxiden und Hydroxiden beschichtet (z.B. US 4,530,725; US Re.27,818).Finely divided inorganic solid particles are often surface-coated in order to modify certain properties, such as, for example, surface charge, dispersing properties, acid or light resistance. For example, US 2,885,366 describes applying a dense silica coating to substrate particles such as nickel or iron powder, glass fibers or titanium dioxide. Dye and white pigments are regularly coated with various oxides and hydroxides (e.g., U.S. 4,530,725, U.S. Re.27,818).
Die Oberflächenbehandlung insbesondere von TiO2-Pigmenten findet üblicherweise in der wässrigen Phase statt, wobei Metalloxide, -hydroxide, -phosphate oder ähnliche Verbindungen auf der Partikeloberfläche abgeschieden werden. Das Verfahren wird üblicherweise als Batchprozess geführt. Ausgehend von einer wässrigen Pigmentpartikelsuspension werden entsprechende Metallsalze in gelöster Form als sogenannte Vorläuferverbindungen zugegeben und der pH-Wert der Suspension wird mit alkalischen oder sauren Substanzen so eingestellt, dass die Vorläuferverbindungen als Oxide, Hydroxide etc. ausfallen.The surface treatment, in particular of TiO 2 pigments, usually takes place in the aqueous phase, with metal oxides, hydroxides, phosphates or similar compounds being deposited on the particle surface. The process is usually run as a batch process. Starting from an aqueous pigment particle suspension, corresponding metal salts in dissolved form are added as so-called precursor compounds, and the pH of the suspension is adjusted with alkaline or acidic substances so that the precursor compounds precipitate as oxides, hydroxides, etc.
Bei dem klassischen Verfahren kommt es allerdings leicht zu Pigmentagglomeration in der Suspension, so dass die abgeschiedenen Beschichtungssubstanzen nicht den einzelnen Partikel sondern häufig ein Agglomerat umhüllen. Die Agglomerate werden in der abschließenden Trockenmahlung wieder aufgebrochen, so dass im Endprodukt nicht alle Partikel mit einer geschlossenen Hülle versehen sind, sondern auch unbeschichtete Oberflächenanteile aufweisen. Außerdem wird ein Teil der Beschichtungssubstanzen nicht auf der Partikeloberfläche fixiert, sondern bildet Flocken neben den Partikeln. Diese Flocken können aus der Suspension nicht mehr entfernt werden und wirken sich nachteilig auf die optischen Eigenschaften der Pigmente aus, beispielsweise auf Aufhellvermögen bzw. Färbekraft (tinting strength TS).In the classical method, however, pigment agglomeration in the suspension easily occurs, so that the deposited coating substances do not envelop the individual particles but often an agglomerate. The agglomerates are broken up in the final dry grinding, so that not all particles are provided in the final product with a closed shell, but also have uncoated surface portions. In addition, some of the coating substances do not fixed on the particle surface, but forms flakes next to the particles. These flakes can no longer be removed from the suspension and adversely affect the optical properties of the pigments, for example whitening power or tinting strength TS.
Die GB 1 340 045 beschreibt ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von Titandioxidpigment, wobei das Pigment in einer Suspension für bis zu 2 Stunden einer intensiven Rührung in einem Rührgefäß unterworfen wird, währenddessen die Beschichtungssubstanzen zugegeben und aufgebracht werden. Das Verfahren wird im Batchbetrieb durchgeführt. Zur Fällung der Beschichtungssubstanzen wird ein entsprechender pH-Wert in der Suspension eingestellt. Infolge der Behandlung bildet sich ein Pigmentfilterkuchen mit höherem Feststoffgehalt und die Glanzhaltung von Farben und Lacken, die das Pigment enthalten, wird verbessert.GB 1 340 045 describes a process for surface coating of titanium dioxide pigment, wherein the pigment is subjected in a suspension for up to 2 hours of intensive stirring in a stirred vessel, during which the coating substances are added and applied. The process is carried out in batch mode. For precipitation of the coating substances, a corresponding pH is set in the suspension. As a result of the treatment, a pigment filter cake with a higher solids content forms and the gloss retention of paints and varnishes containing the pigment is improved.
Aufgabenstellung und Kurzbeschreibung der ErfindungTask and brief description of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit Hilfe dessen eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte glatte, gleichmäßige und durchgehende Oberflächenbeschichtung auf Festkörperpartikeln erzeugt werden kann.The invention has for its object to provide a method by which a comparison with the prior art improved smooth, uniform and continuous surface coating on solid particles can be generated.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von anorganischen Festkörperpartikeln in einer wässrigen Suspension dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mit mindestens einer anorganischen Substanz oberflächenbeschichtet werden während die Suspension durch eine Rührwerksmühle gefördert wird.The object is achieved by a process for the surface treatment of inorganic solid particles in an aqueous suspension, characterized in that the particles are surface-coated with at least one inorganic substance while the suspension is conveyed through an agitator mill.
Weitere vorteilhafte Ausformungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are described in the subclaims.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zum Überziehen von Festkörperpartikeln mit einer glatten, gleichmäßigen und geschlossenen Hülle aus anorganischen VerbindungenThe invention thus provides a process for coating solid particles with a smooth, uniform and closed shell of inorganic compounds
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Im Rahmen der Erfindung werden die Begriffe „Oberflächenbehandlung" und „Oberflächenbeschichtung" gleichwertig verwendet. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich im Gegensatz zu einem Batchverfahren durch eine kontinuierliche Verfahrensführung aus. Die die Beschichtungssubstanzen enthaltende Lösung wird in die Suspension gegeben, bevor oder während diese durch die Rührwerksmühle gefördert wird. Überraschenderweise wird gegenüber den bekannten Oberflächenbehandlungsverfahren eine sehr glatte, gleichmäßige und geschlossene Umhüllung der einzelnen Partikel erzielt, so dass nach der abschließenden Feinmahlung weniger unbeschichtete Partikeloberfläche und weniger separat geflockte Beschichtungssubstanz vorhanden sind. Erfindungsgemäß behandelte TiO2-Pigmente weisen eine deutlich verbesserte TS auf.In the context of the invention, the terms "surface treatment" and "surface coating" are used equivalently. The inventive method is characterized in contrast to a batch process by a continuous process management. The solution containing the coating substances is added to the suspension before or while it is conveyed through the agitator mill. Surprisingly, a very smooth, uniform and closed covering of the individual particles is achieved in comparison to the known surface treatment methods, so that less uncoated particle surface and less separately flocculated coating substance are present after the final fine grinding. TiO 2 pigments treated according to the invention have a markedly improved TS.
Im Rahmen der Erfindung werden unter Rührwerksmühlen Dispergiergeräte verstanden, bei denen eine Mahlkörperschüttung durch eine Rührwelle in Bewegung gesetzt wird. Das Mahlgut wird in suspendiertem Zustand zugeführt, vorzugsweise in wässriger Suspension. Während der Mahlung bzw. Dispergierung erfahren die Mahlgut-Partikel sowohlIn the context of the invention, agitator mills are understood as meaning dispersing devices in which a grinding media bed is set in motion by a stirring shaft. The millbase is fed in a suspended state, preferably in aqueous suspension. During grinding or dispersion, the millbase particles undergo both
Prallbeanspruchung, beispielsweise durch Kollision mit den Mahlkörpern, der Rührwelle oder der Behälterwand, als auch Scherbeanspruchung in der Flüssigkeit. Durch Steuerung der mechanischen Rührleistung im Zusammenspiel mit den temperaturabhängigen Viskositätseigenschaften der Flüssigkeit kann der Wirkmechanismus in Richtung Prallwirkung oder Scherwirkung verschoben werden (s.: J. Winkler „Nanopigmente dispergieren", Farbe und Lack V\2 Nr. 2 (2006), S. 35 bis 39). Rührwerksmühlen sind z. B. bekannt als Perlmühlen oder Sandmühlen.Impact stress, for example by collision with the grinding media, the stirring shaft or the container wall, as well as shear stress in the liquid. By controlling the mechanical stirring power in conjunction with the temperature-dependent viscosity properties of the liquid, the mechanism of action can be shifted in the direction of impact or shearing action (see J. Winkler "Dispersing Nanopigments", color and lacquer V \ 2 No. 2 (2006), p. 35 to 39. Agitator mills are known, for example, as bead mills or sand mills.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind feinteilige anorganische Festkörper mit einer Partikelgröße im Bereich von etwa 0,001 bis 1 μm, die in wässrigen Suspensionen verarbeitet werden, wie z.B. Pigmente (Titandioxid, Farbpigmente, Effektpigmente etc.), Füllstoffe, Titanate, Eisen-, Nickel- oder andere magnetische Partikel. Die Partikel liegen in einer wässrigen Suspension vor. Sie können zuvor einer Mahlung z.B. in einer Sandmühle unterzogen worden sein.Suitable for the process of the invention are finely divided inorganic solids having a particle size in the range of about 0.001 to 1 μm, which are processed in aqueous suspensions, e.g. Pigments (titanium dioxide, colored pigments, effect pigments, etc.), fillers, titanates, iron, nickel or other magnetic particles. The particles are present in an aqueous suspension. You may previously grind e.g. have been subjected to a sand mill.
Die Beschichtungsstoffe sind anorganische Substanzen. Als Beschichtungen kommen die Oxide, Hydroxide, Phosphate, Sulfate der bekannten Elemente Si, Ti, AI, Zr, Sn und weiterer Elemente in Frage. Die Beschichtungssubstanzen werden wie bei den klassischen Verfahren bevorzugt in Form wasserlöslicher Salze (im Folgenden: Metallsalze) der Suspension zugefügt. Dem Fachmann sind die entsprechenden Metallsalze geläufig. Die Suspension enthält gegebenenfalls auch Dispergiermittel, beispielsweise Natriumsilikat, Hexametaphosphat und andere.The coating materials are inorganic substances. Suitable coatings are the oxides, hydroxides, phosphates, sulfates of the known elements Si, Ti, Al, Zr, Sn and other elements. The coating substances are preferably added in the form of water-soluble salts (hereinafter: metal salts) to the suspension, as in the classical processes. The skilled worker is familiar with the corresponding metal salts. The suspension optionally also contains dispersants, for example sodium silicate, hexametaphosphate and others.
Die Metallsalzlösung wird in einer Ausformung der Erfindung vor Eintritt in die Rührwerksmühle in die Suspension gegeben, beispielsweise in die Anteige oder in dieThe metal salt solution is added in one embodiment of the invention before entering the agitator mill in the suspension, for example in the Anteige or in the
Aufgabeleitung vor der Mühle. Alternativ kann die Lösung mit den Beschichtungssubstanzen in die Rührwerksmühle geleitet werden. In der behandelten Suspension befinden sich am Ausgang der Rührwerksmühle keine signifikanten Mengen separater Ausflockungen der Beschichtungssubstanz. Möglicherweise bewirken die ausgeübten Scherkräfte, dass die Beschichtungssubstanz zunächst auf der Partikeloberfläche adsorbiert wird und nachfolgend auf der so vorbereiteten Oberfläche besser gefällt werden kann. Auf die Partikel können eine oder mehrere anorganische Beschichtungssubstanzen aufgebracht werden. Insbesondere wird eine SiO2-Beschichtung aufgebracht.Feed line in front of the mill. Alternatively, the solution with the coating substances can be passed into the agitator mill. In the treated suspension there are no significant amounts of separate flocculation of the coating substance at the outlet of the agitator mill. It is possible that the applied shear forces cause the coating substance to be first adsorbed onto the particle surface and subsequently to be better precipitated on the prepared surface. One or more inorganic coating substances can be applied to the particles. In particular, an SiO 2 coating is applied.
An die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung kann sich eine klassische wässrige Oberflächenbehandlung anschließen. Nachfolgend werden die Partikel durch Filtration abgetrennt, gegebenenfalls gewaschen, getrocknet und feingemahlen. Optional können die Partikel vor der Feinmahlung getempert werden, bevorzugt bei Temperaturen von 250 bis 600 0C.The surface treatment according to the invention may be followed by a classical aqueous surface treatment. Subsequently, the particles are separated by filtration, optionally washed, dried and finely ground. Optionally, the particles can be tempered before the fine grinding, preferably at temperatures of 250 to 600 0 C.
In einer besonderen Ausformung des Verfahrens werden Titandioxid-Partikel mit einer dichten SiO2-HuIIe versehen. Hierzu wird eine Suspension unbehandelter TiO2-Partikel (TiO2-Grundkörper) in Anatas- oder Rutilform bereitgestellt. Die Beschichtungssubstanz wird bevorzugt in Form einer Na- oder K-Wasserglaslösung zugeführt. Das Verfahren kann mit Suspensionen mit pH-Werten ab 4 und darüber durchgeführt werden. Es ist nicht erforderlich, dass der pH-Wert der Suspension zu Beginn alkalisch eingestellt wird oder im weiteren Verlauf eingestellt wird. Der Prozess wird durch Steuerung der mechanischen Rührleistung im Zusammenspiel mit den Viskositätseigenschaften der Flüssigkeit kontrolliert (s. J. Winkler: „Nanopigmente dispergieren", Farbe und Lack 112 Nr. 2 (2006), S. 35 bis 39).In a particular embodiment of the process, titanium dioxide particles are provided with a dense SiO 2 -HII. For this purpose, a suspension of untreated TiO 2 particles (TiO 2 basic body) in anatase or rutile form is provided. The coating substance is preferably supplied in the form of a Na or K waterglass solution. The process can be carried out with suspensions with pH values from 4 and above. It is not necessary that the pH of the suspension is initially set to alkaline or adjusted in the course. The process is controlled by controlling the mechanical stirring power in conjunction with the viscosity properties of the liquid (see J. Winkler: "Disperse nanopigments", color and lacquer 112 No. 2 (2006), pp. 35 to 39).
In einer weiteren Ausführungsform können mehrere separate Schichten aufgefällt werden, indem die Suspension durch mehrere Rührwerksmühlen hintereinander bzw. durch eine Rührwerksmühle im Kreis gefördert wird. Jeweils vor Eintritt in die Mühle oder über eine Zuleitung in die Mühle wird der Suspension eine Metallsalzlösung zugefügt. Die Lösungen können unterschiedlich sein und jeweils mehrere Verbindungen enthalten. Beispielsweise werden die Partikel in einem ersten Durchlauf durch die Rührwerksmühle mit einer SiO2-Schicht versehen und in einem zweiten Durchlauf mit einer AI2O3-Schicht.In a further embodiment, a plurality of separate layers can be precipitated by the suspension being conveyed in a circle by a plurality of agitator mills in succession or by a stirred mill. Each time before entering the mill or via a feed line into the mill, a metal salt solution is added to the suspension. The solutions can be different and each contain several compounds. For example, the particles are provided in a first pass through the agitator mill with an SiO 2 layer and in a second pass with an Al 2 O 3 layer.
Des Weiteren ist es möglich, nur einen Teil der gewünschten Beschichtungssubstanz während der Rührwerksmahlung und den anderen Teil anschließend während einer klassischen Oberflächenbehandlung auf die Partikeloberfläche aufzubringen. Beispielsweise werden die Partikel in der Rührwerksmühle mit einer Schicht von etwa 20 bis 50 % der vorgesehenen Gesamtmenge SiO2 versehen. Anschließend werden die restlichen 80 bis 50 %-Anteile SiO2 im Rahmen einer klassischen Oberflächenbehandlung aufgebracht.Furthermore, it is possible to apply only a portion of the desired coating substance to the particle surface during the agitating grinding and the other part subsequently during a classical surface treatment. For example, the particles are provided in the agitator mill with a layer of about 20 to 50% of the total amount of SiO 2 provided. Subsequently, the remaining 80 to 50% portions of SiO 2 are applied as part of a classical surface treatment.
In einer weiteren Ausführungsform werden Titandioxid-Partikel in der Rührwerksmühle mit einer SiO2-Schicht versehen und anschließend wird im Rahmen einer klassischen Oberflächenbehandlung eine abschließende AI2O3-Schicht aufgebracht.In a further embodiment, titanium dioxide particles are provided in the agitator mill with an SiO 2 layer and then a final Al 2 O 3 layer is applied as part of a classical surface treatment.
Nach einer Filtration und Waschung werden die Titandioxid-Partikel getrocknet und in einer weiteren Ausführungsform anschließend getempert bei Temperaturen von 250 bis 600 0C, bevorzugt bei 350 bis 450 0C, wodurch die anhaftende Feuchte deutlich reduziert wird.After filtration and washing, the titanium dioxide particles are dried and then tempered in a further embodiment at temperatures of 250 to 600 0 C, preferably 350 to 450 0 C, whereby the adhering moisture is significantly reduced.
Die getrockneten bzw. getemperten TiO2-Partikel werden anschließend feingemahlen. Die Mahlung erfolgt ggf. unter Zugabe einer oder mehrerer organischer Substanzen. Eine Organikzugabe kann auch nach der Feinmahlung mit Hilfe geeigneter Mischaggregate erfolgen.The dried or tempered TiO 2 particles are then finely ground. The grinding is optionally carried out with the addition of one or more organic substances. An organic addition can also be made after the fine grinding with the aid of suitable mixing units.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine sehr gleichmäßige, glatte Beschichtung der Partikel erzielt wird. Insbesondere erfindungsgemäß hergestellte TiO2-Pigmente weisen ein verbessertes Aufhellvermögen und eine hohe Witterungsstabilität auf. Die Pigmente sind hervorragend geeignet zur Verwendung in Kunststoffen insbesondere in Masterbatchen sowie in Beschichtungen insbesondere Lacken und in Laminaten.The method according to the invention is characterized in that a very uniform, smooth coating of the particles is achieved. In particular, TiO 2 pigments prepared according to the invention have improved whitening power and high weathering stability. The pigments are outstandingly suitable for use in plastics, in particular in masterbatches and in coatings, in particular paints and in laminates.
Darüber hinaus stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine Vereinfachung gegenüber der klassischen Oberflächenbehandlung dar. Es kann in kürzeren Zeiten eine wirksame Beschichtung auf die Festkörperpartikel aufgebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich außerdem gegenüber dem klassischen Verfahren durch eine höhere Effizienz aus, da weniger Beschichtungsmaterial separat flockt. BeispieleIn addition, the inventive method is a simplification compared to the classical surface treatment. It can be applied to the solid particles in shorter times, an effective coating. The inventive method is also characterized by a higher efficiency compared to the classical method, since less coating material flocculates separately. Examples
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger Beispiele näher erläutert, ohne dass diese als Einschränkung zu verstehen sind. Die Mengenangaben beziehen sich jeweils auf den TiO2-Grundkörper.The invention will be explained in more detail with reference to some examples, without these being to be understood as a restriction. The quantities are in each case based on the TiO 2 basic body.
In den Beispielen wurden zwei TiO2-Grundkörperqualitäten eingesetzt, die sich durch den Farbstich (Spektralcharakteristik SC) unterscheiden. Unter TiO2-Grundkörper wird hier der noch nicht oberflächenbehandelte TiO2-Partikel verstanden. Der SC-Wert für den Grundkörper A liegt um etwa 1 ,5 höher als der SC-Wert für den Grundkörper B. Gängige TiO2-Grundkörperqualitäten weisen SC-Werte zwischen etwa 3 und 7 auf.In the examples, two basic TiO 2 qualities were used, which differed by the color cast (spectral characteristic SC). Under TiO 2 -Grundkörper here the not yet surface-treated TiO 2 particles understood. The SC value for the main body A is about 1.5 higher than the SC value for the main body B. Common TiO 2 basic body grades have SC values between about 3 and 7.
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Eine sandgemahlene TiO2-Suspension, Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit Wasser auf eine Konzentration von 350 g/l verdünnt. Danach wird die Suspension auf 7O0C aufgeheizt und mit NaOH auf einen pH-Wert von 10 eingestellt.A sand-milled TiO 2 suspension, basic grade A produced by the chloride process, is diluted with water to a concentration of 350 g / l. Thereafter, the suspension is heated to 7O 0 C and adjusted with NaOH to a pH of 10.
Unter Rühren werden der Suspension 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas zugegeben. Anschließend wird der pH-Wert mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl.While stirring, 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. The pH is then adjusted to 4 with HCl within 70 minutes. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl.
Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt.Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner beiThe suspension is then filtered, washed and added to a pad dryer
1600C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 42O0C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen160 0 C dried for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 42O 0 C in an electrically heated rotary kiln. The tempered material is then with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy and propylhaltigen
Siloxans dampfgemahlen.Siloxane steam-ground.
Vergleichsbeispiel 2 Eine sandgemahlene Ti02-Suspension, Grundkörperqualität B hergestellt nach demComparative Example 2 A sand-milled TiO 2 suspension, basic product quality B produced according to the
Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH-Wert von 11 eingestellt und durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Anschließend wird die Suspension mit Wasser auf eine Konzentration von 350 g/l verdünnt, auf 700C aufgeheizt und mit NaOH auf einen pH-Wert von 10 eingestellt. Unter Rühren werden der Suspension 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas zugegeben. Anschließend wird der pH-Wert mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt.Chloride process, is adjusted with NaOH to a pH value of 11 and by a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) promoted at 5 kg / h. The suspension is then diluted with water to a concentration of 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted to a pH of 10 with NaOH. While stirring, 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. The pH is then adjusted to 4 with HCl within 70 minutes. The suspension is 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, while maintaining the pH at 4 by appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 1600C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 4200C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.The suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3
Eine sandgemahlene TiO2-Suspension, Grundkörperqualität B hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit Wasser auf eine Konzentration von 350 g/l verdünnt. Danach wird die Suspension auf 7O0C aufgeheizt und mit NaOH auf einen pH-Wert von 10 eingestellt. Unter Rühren werden der Suspension 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas zugegeben. Anschließend wird der pH-Wert mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt. Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 16O0C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 4200C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.A sand-milled TiO 2 suspension, basic product quality B prepared after the chloride process, is diluted with water to a concentration of 350 g / l. Thereafter, the suspension is heated to 7O 0 C and adjusted with NaOH to a pH of 10. While stirring, 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. The pH is then adjusted to 4 with HCl within 70 minutes. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate. The suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Beispiel 1example 1
Eine sandgemahlene TiOrSuspension mit einer Konzentration von 500g/l, Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH- Wert von 11 ,5 eingestellt. 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden der Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 70°C aufgeheizt und unter Rühren mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1 % AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt. Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 16O0C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.A sand-milled TiO r suspension with a concentration of 500 g / l, base material quality A manufactured by the chloride process, is adjusted with NaOH to a pH value of 11; 5. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 ° C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate. The suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours. The dried material is steam-milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Beispiel 2Example 2
Eine sandgemahlene Ti02-Suspension mit einer Konzentration von 500g/l, Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH- Wert von 11 ,5 eingestellt. 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden der Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 700C aufgeheizt und unter Rühren mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt.A sand-milled Ti0 2 suspension with a concentration of 500 g / l, basic body quality A prepared according to the chloride process, is adjusted to a pH of 11.5 with NaOH. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 1600C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 4200C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.The suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Beispiel 3Example 3
Eine sandgemahlene TiO2-Suspension mit einer Konzentration von 500g/l,A sand-milled TiO 2 suspension with a concentration of 500 g / l,
Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit HCl auf einen pH-Wert von 8 eingestellt. 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden der Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 70°C aufgeheizt und unter Rühren mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt.Base quality A produced after the chloride process is adjusted to a pH of 8 with HCl. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 ° C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 16O0C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 4200C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.The suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln. The tempered material is then with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy and propylhaltigen Siloxane steam-ground.
Beispiel 4Example 4
Eine TiO2-Suspension mit einer Konzentration von 500g/l, Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden der Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 700C aufgeheizt und unter Rühren mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt. Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 16O0C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 42O0C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.A TiO 2 suspension with a concentration of 500 g / l, basic grade A prepared by the chloride process, is adjusted to a pH of 4 with NaOH. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate. The suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 42O 0 C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Beispiel 5 Eine TiO2-Suspension mit einer Konzentration von 500g/l, Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH-Wert von 1 1 ,5 eingestellt. 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden der Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 700C aufgeheizt und unter Rühren mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt. Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 16O0C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 42O0C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.Example 5 A TiO 2 suspension with a concentration of 500 g / l, basic product quality A prepared according to the chloride process, is adjusted to a pH of 11.5 with NaOH. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate. The suspension is then filtered, washed and dried in a cupping dryer at 16O 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 42O 0 C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Beispiel 6 Eine TiO2-Suspeπsion mit einer Konzentration von 500g/l, Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH-Wert von 11 ,5 eingestellt. 0,5% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden der Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 7O0C aufgeheizt und unter Rühren 1,7% SiO2 in Form von Na-Wasserglas zugegeben. Die Suspension wird anschließend mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden weiterhin 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt.Example 6 A TiO 2 -Suspeπsion with a concentration of 500g / l, basic body quality A prepared by the chloride process, is adjusted with NaOH to a pH of 11, 5. 0.5% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a vertical sand mill (type PM5, Draiswerke GmbH) at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 7O 0 C and added with stirring 1.7% SiO 2 in the form of Na water glass. The suspension is then adjusted to pH 4 with HCl within 70 minutes. The suspension is further added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, while the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 1600C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 4200C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.The suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Beispiel 7Example 7
Eine sandgemahlene TiO2-Suspension mit einer Konzentration von 500g/l, Grundkörperqualität A hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH- Wert von 11 ,5 eingestellt. 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden der Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine horizontale Sandmühle (Typ LME20, Netzsch) mit 40 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 70°C aufgeheizt und unter Rühren mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben.A sand-milled TiO 2 suspension with a concentration of 500 g / l, basic body quality A prepared by the chloride process, is adjusted to a pH of 11.5 with NaOH. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass are added to the suspension. Subsequently, the suspension is conveyed through a horizontal sand mill (type LME20, Netzsch) with 40 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 ° C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate is added to the suspension.
Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in mit Hilfe eines Sprühtrockners bei 11O0C getrocknet. Das getrocknete Material wird 1 Stunde bei 420°C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.The suspension is then filtered, washed and dried at 11O 0 C using a spray dryer. The dried material is annealed for 1 hour at 420 ° C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Beispiel 8Example 8
Eine sandgemahlene TiO2-Suspension mit einer Konzentration von 500g/l, Grundkörperqualität B hergestellt nach dem Chloridprozess, wird mit NaOH auf einen pH- Wert von 11 ,5 eingestellt. 2,2% SiO2 in Form von Natrium-Wasserglas werden derA sand-milled TiO 2 suspension with a concentration of 500 g / l, basic product quality B produced by the chloride process, is adjusted to a pH of 11.5 with NaOH. 2.2% SiO 2 in the form of sodium water glass become the
Suspension zudosiert. Anschließend wird die Suspension durch eine vertikale Sandmühle (Typ PM5, Draiswerke GmbH) mit 5 kg/h gefördert. Danach wird die Suspension mit Wasser auf 350 g/l verdünnt, auf 700C aufgeheizt und unter Rühren mit HCl innerhalb von 70 Minuten auf einen pH-Wert von 4 eingestellt. Der Suspension werden 0,4% AI2O3 in Form von Natriumaluminat zugegeben, währenddessen der pH-Wert bei 4 gehalten wird durch entsprechende Zugabe von HCl. Anschließend wird der pH-Wert mit ca. 0,1% AI2O3 in Form von Natriumaluminat auf 5,5 eingestellt.Added to suspension. Subsequently, the suspension is passed through a vertical sand mill (Type PM5, Draiswerke GmbH) conveyed at 5 kg / h. Thereafter, the suspension is diluted with water to 350 g / l, heated to 70 0 C and adjusted with stirring with HCl within 70 minutes to a pH of 4. To the suspension is added 0.4% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate, during which the pH is kept at 4 by the appropriate addition of HCl. Subsequently, the pH is adjusted to 5.5 with about 0.1% Al 2 O 3 in the form of sodium aluminate.
Die Suspension wird anschließend filtriert, gewaschen und in einem Etagentrockner bei 1600C für 16 Stunden getrocknet. Das getrocknete Material wird 2 Stunden bei 4200C in einem elektrisch beheizten Drehrohrofen getempert. Das getemperte Material wird anschließend mit einer Spiralstrahlmühle unter Zugabe eines ethoxy- und propylhaltigen Siloxans dampfgemahlen.The suspension is then filtered, washed and dried in a stacker at 160 0 C for 16 hours. The dried material is annealed for 2 hours at 420 0 C in an electrically heated rotary kiln. The annealed material is then steam milled with a spiral jet mill with the addition of an ethoxy- and propyl-containing siloxane.
Testmethodentest methods
Der Farbstich bzw. die Spektralcharakteristik (SC) des TiO2-Grundkörpers wird nach Einarbeitung in eine Schwarzpaste nach DIN 53165 bei 17% Pigmentvolumenkonzentration bestimmt (sogenannte MAB-Methode). Die auf einer Farbenausreibmaschine (Automatic Muller) angepastete Graupaste wird auf eine weiße Morest-Karte aufgetragen. Mit einem HunterLab Colorimeter PD-9000 werden die Remissionswerte der sich im nassen Zustand befindlichen Schicht bestimmt. Die daraus abgeleiteten SC-Werte sind auf einen internen Standard bezogen.The color cast or the spectral characteristic (SC) of the TiO 2 base body is determined after incorporation into a black paste according to DIN 53165 at 17% pigment volume concentration (so-called MAB method). The gray paste pasted on an Automatic Muller is applied to a white Morest card. With a HunterLab Colorimeter PD-9000, the reflectance values of the layer in the wet state are determined. The derived SC values are based on an internal standard.
Das Aufhellvermögen (TS) der Beispiel- und Vergleichsbeispiel-Pigmente wird nach Einarbeiten in eine Vinnol-Schwarzpaste 1 ,22 % Pigmentvolumenkonzentration bestimmt (sogenannte VIG-Methode).The whitening power (TS) of the example and comparative pigments is determined after incorporation into a Vinnol black paste 1.22% pigment volume concentration (so-called VIG method).
Das zu untersuchende Titandioxid-Pigment wird mit einer vorgefertigten Vinnol- Schwarzpaste auf einer Farbenausreibmaschine (Automatic Muller) angepastet. Die erhaltene Graupaste wird mit dem Filmzieher (Applikator) auf eine Karte aufgetragen. Die Remissionswerte der Schicht werden mit einem HunterLab Colorimeter PD-9000 im nassen Zustand gemessen und auf einen internen Standard bezogen.The titanium dioxide pigment to be examined is pasted onto a pre-made Vinnol black paste on an automatic muller. The resulting gray paste is applied to a card with the film applicator. The reflectance values of the layer are measured with a HunterLab Colorimeter PD-9000 in the wet state and referenced to an internal standard.
Bei der Feuchtebestimmung nach Karl Fischer (KF) wird das in der Probe enthaltene Wasser in einem Karl-Fischer-Ofen aus der Probe ausgetrieben und in ein KF-Lösemittel überführt. Der Redoxvorgang zwischen einem im KF-Titriermittel enthaltenen lod-SO2-Redoxsystem wird durch das in der Probe enthaltene Wasser aktiviert. Der Äquivalenzpunkt der Titration wird voltametrisch erfasst. Die Ofentemperatur wurde auf 3000C eingestellt. Die Ergebnisausgabe erfolgt einwaagebezogen als w (H2O) in Prozent.In the moisture determination according to Karl Fischer (KF), the water contained in the sample is expelled from the sample in a Karl Fischer oven and converted into a KF solvent. The redox process between an iodine-SO 2 redox system contained in the KF titrant is activated by the water contained in the sample. The equivalence point of the titration is detected by voltammetry. The oven temperature was set to 300 0 C. The result is expressed as a percentage of weight as w (H 2 O).
Mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) kann die Beschichtung der Titandioxid-Partikel sichtbar gemacht werden.With the help of transmission electron microscopy (TEM), the coating of titanium dioxide particles can be visualized.
Testergebnissetest results
Tabelle 1Table 1
Tabelle 2Table 2
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein verbessertes Aufhellvermögen (TS) erzielt (Tabelle 1 , Beispiele 1 bis 8) im Vergleich zum klassischen Verfahren (Tabelle 1 , Vergleichsbeispiele 1 bis 3). Das TS-Niveau ist abhängig von der Grundkörperqualität, wie der Vergleich Vergleichsbeispiel 1 mit Vergleichsbeispiel 3 und der Vergleich Beispiel 2 mit Beispiel 8 zeigt. Mit der nachfolgenden Temperung wird ein deutlicher Rückgang der Feuchte erreicht (Tabelle 2) und damit beispielsweise die Lacing-Stabilität des entsprechenden Pigments bei Einsatz in Kunststofffolien verbessert.With the method according to the invention, an improved whitening power (TS) is achieved (Table 1, Examples 1 to 8) in comparison to the classical method (Table 1, Comparative Examples 1 to 3). The TS level is dependent on the basic body quality, as the comparison Comparative Example 1 with Comparative Example 3 and the comparison Example 2 with Example 8 shows. With the subsequent tempering a significant decrease in the moisture is achieved (Table 2) and thus, for example, improves the lacing stability of the corresponding pigment when used in plastic films.
TEM-Aufnahmen zeigen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu einer sehr gleichmäßigen, glatten und geschlossenen Hülle führt (Fig. 1 , Beispiel 7). TEM images show that the process according to the invention leads to a very uniform, smooth and closed shell (FIG. 1, Example 7).

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von anorganischen Festkörperpartikeln in einer wässrigen Suspension dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mit mindestens einer anorganischen Substanz oberflächenbeschichtet werden, während die Suspension durch eine Rührwerksmühle gefördert wird1. A process for the surface treatment of inorganic solid particles in an aqueous suspension, characterized in that the particles are surface-coated with at least one inorganic substance, while the suspension is conveyed through a stirred mill
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Festkörperpartikel Titandioxid verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that titanium dioxide is used as solid particles.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungssubstanzen vor Eintritt der Suspension in die3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the coating substances before entering the suspension in the
Rührwerksmühle zugegeben werden.Agitator mill are added.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass mit SiO2 oberflächenbeschichtet wird.4. The method according to one or more of claims 1 to 3 characterized in that is coated with SiO 2 surface.
5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass anschließend eine Al2O3-Oberflächenbeschichtung aufgebracht wird.5. The method according to claim 4, characterized in that subsequently an Al 2 O 3 surface coating is applied.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Festkörperpartikel getempert werden.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the solid particles are annealed.
7. Titandioxid-Partikel oberflächenbeschichtet nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6.7. titanium dioxide particles surface-coated according to one or more of claims 2 to 6.
8. Verwendung der Titandioxid-Partikel nach Anspruch 7 in Kunststoffen, Beschichtungen und Laminaten.8. Use of the titanium dioxide particles according to claim 7 in plastics, coatings and laminates.
9. Produkt enthaltend Titandioxid-Partikel nach Anspruch 7. 9. A product containing titanium dioxide particles according to claim 7.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008026300A1 (en) 2008-06-02 2009-12-03 Kronos International, Inc. Process for the surface coating of inorganic solid particles, in particular titanium dioxide pigment particles
DE102008058351A1 (en) * 2008-11-20 2010-06-02 Kronos International, Inc. Surface treated titanium dioxide pigments for plastics and method of manufacture
US8379917B2 (en) 2009-10-02 2013-02-19 DigitalOptics Corporation Europe Limited Face recognition performance using additional image features
TWI613261B (en) * 2012-06-29 2018-02-01 克洛諾斯國際有限公司 Process for the surface-treatment of inorganic pigment particles
EP2886612A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-24 Kronos International, Inc. Method for coating the surface of inorganic particles, in particular titanium dioxide particles
EP3215573A1 (en) * 2014-11-06 2017-09-13 The Chemours Company TT, LLC Preparation of lacing resistant, titanium dioxide particles for use in photodurable thin film production
EP3199595A1 (en) * 2016-01-27 2017-08-02 Kronos International, Inc. Production of titanium dioxide pigment using the sulfate process with narrow particle size distribution
CN109890565B (en) 2016-10-25 2021-05-18 3M创新有限公司 Magnetizable abrasive particles and method of making same
EP3385337A1 (en) 2017-04-05 2018-10-10 Huntsman P&A Uerdingen GmbH Pigment treated with at least one non-reactive polysiloxane for use in thermoplastics
CN108676385A (en) * 2018-05-15 2018-10-19 苗霞明 A kind of preparation method of the special talcum powder of coating pigment
EP3626885A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-25 Kronos International, Inc. Laminate pigment with spacing properties and high uv-greying stability
CN109266047B (en) * 2018-10-31 2021-05-11 攀钢集团重庆钛业有限公司 Titanium dioxide special for plastic-steel section and preparation method thereof

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2885366A (en) * 1956-06-28 1959-05-05 Du Pont Product comprising a skin of dense, hydrated amorphous silica bound upon a core of another solid material and process of making same
DE1592975B2 (en) * 1967-02-03 1976-07-01 Kronos Titan-Gmbh, 5090 Leverkusen METHOD FOR AFTER-TREATMENT OF TITANIUM DIOXIDE PIGMENTS
US3649322A (en) * 1970-04-20 1972-03-14 Warren M Foss Titanium dioxide pigment composition and a method for making the same
US4052222A (en) * 1975-07-17 1977-10-04 Tioxide Group Limited Treatment of pigment
GB1479988A (en) * 1975-07-17 1977-07-13 Tioxide Group Ltd Treatment of pigment
DE3246232A1 (en) * 1982-12-14 1984-06-14 Bleeck, Jörg, Dipl.-Ing., 5309 Meckenheim METHOD FOR WET MILLING NATURAL AND SYNTHETIC CALCIUM CARBONATES
DE3323247A1 (en) * 1983-06-28 1985-01-10 Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg TEMPERATURE-STABLE BLEROMROM PIGMENTS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
US5130342A (en) * 1988-10-14 1992-07-14 Mcallister Jerome W Particle-filled microporous materials
FI85871C (en) * 1989-06-26 1992-06-10 Kemira Oy Process for coating titanium dioxide pigments
DE4133318A1 (en) * 1991-10-08 1993-04-15 Sued Chemie Ag FUELS FOR HEAT-SENSITIVE RECORDING MATERIALS
GB9222434D0 (en) * 1992-10-24 1992-12-09 Tioxide Group Services Ltd Process for coating inorganic particles
FR2697529B1 (en) * 1992-10-29 1994-12-02 Provencale Sa Process for the preparation of mineral-based pigment fillers, pigment fillers obtained by said process and their uses.
GB2333101B (en) * 1995-07-13 2000-02-16 Tioxide Group Services Ltd Titanium dioxide pigments
DE19846744B4 (en) * 1997-10-14 2008-04-30 Stephan Schmidt Kg Process for modifying the surface of a clay mineral mixture and substances produced by this process
GB0221632D0 (en) * 2002-09-17 2002-10-30 Imerys Minerals Ltd Grinding method
DE102004023864B4 (en) * 2004-05-12 2024-08-22 Alpha Calcit Füllstoff Gesellschaft Mbh Surface-modified inorganic fillers and pigments

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008071382A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010512437A (en) 2010-04-22
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WO2008071382A2 (en) 2008-06-19
AU2007331700A1 (en) 2008-06-19
TW200837154A (en) 2008-09-16
US20080141905A1 (en) 2008-06-19
WO2008071382A3 (en) 2008-08-21
KR20090099066A (en) 2009-09-21
RU2009127000A (en) 2011-01-20
DE102006059849A1 (en) 2008-06-19
CN101553539A (en) 2009-10-07

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