СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТНОЙ ПАСТЫ
METHOD OF PRODUCING PIGMENT PASTE

Изобретение относится к области получения добавок для получения пигментных паст и может быть использовано в лакокрасочной промышленности для формирования декоративно-защитных покрытий.
Известен способ получения пигментной пасты для лакокрасочного покрытия путем одновременного введения 5 мас.ч. пигмента, 13 мас.ч. ПАВ, 25 мас.ч эмульсии и 70 мас.ч. воды в шаровую мельницу для получения пасты перетиранием, после чего пасту выгружают и используют для печати при производстве обоев (1).
Паста нестабильна при хранении, т.е. не может быть использована в качестве товарного продукта.
Известен способ получения пигментной пасты (прототип), включающий смешение пигмента с поверхностно-активным веществом - ПАВ - и водой при нагревании до Т 55-65°С, стабилизацию смеси путем ее отстаивания в течение не менее 2 часов с последующим удалением воды выпариванием до влажности 4-10% - после чего полученную пасту смешивают с лаком в количестве 25-60% от массы пигмента и стабилизируют путем вызревания в течение 2-3 ч (2).
Недостатками указанного способа являются: необходимость в нагреве смеси до требуемой температуры, что ведет к повышенному расходу энергии, следовательно, приводит к повышению себестоимости краски; трудоемкость и длительность основных стадий, составляющих способ; необходимость в энергоемком оборудовании.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергоемкости, экологической напряженности и капитальных затрат на оборудование; сокращение производственных операций и используемых площадей при производстве краски.
Для решения поставленной задачи в способе получения пигментной пасты, включающем смешение пигмента, воды и ПАВ с последующим удалением воды, удаление воды до остаточной влажности 2-5% осуществляют введением в качестве ПАВ, по крайней мере, одной соли амина со следующей формулой: ,
где переменные: x означает целое число от 1 до 3 и y означает целое число от 1 до 3;
R означает остаток высшей жирной кислоты:
3
2
16
3
2
14
13
27
19
39
3
2
7
2
7
3
2
3
2
2
2
7
3
2
3
2
7
3
2
4
2
4
2
2
16
35
11
23
9
19
8
17
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
стеариновой - CH(CH)COO, или пальмитиновой - CH(CH)COO, или миристиновой - CHCOO, или арахиновой - CHCOO, или олеиновой - CH(CH)CH=CH(CH)COO, или линолевой - CH(СH)-(CHCH=CH)(CH)COO, или линоленовой - CH(CHCH=CH)(CH)COO, или арахидоновой - CH(CH)(CH=CHCH)(CH)COO, или маргариновой - CHCOO, или лауриновой - CHCOO, или каприновой - CHCOO, или пеларгоновой - CHCOO;
-'
R означает кислотный остаток минеральной кислоты:
-
-
-
-
-
-
3
2
2
2
соляной - хлорид Cl, или серной - сульфат , или гидросульфат , или фосфорной - фосфат , или гидрофосфат , или дигидрофосфат  или кислотный остаток органической кислоты: муравьиной - формиат HCOO, или уксусной - ацетат CHCOO, или щавелевой кислоты - оксалат по одному или двум карбоксилам, например HOOCCOO, или малоновой кислоты - малонат HOOCCCHCOO, или лимонной кислоты - цитрат по одному или нескольким карбоксилам, например HOC(CHCOO)(CHCOOH)COO.
Соль амина или группу солей амина вводят в пигмент, предварительно измельченный в условиях интенсивного воздействия сил трения в водной среде, в количестве 0,5-10% мас. от смеси пигмента и воды.
Использование заявляемого ПАВ в качестве вещества, способствующего удалению воды из смеси для получения пигментной пасты, в науке и технике не известно. Предлагаемый порядок, режимы смешения отдельных ингредиентов обеспечивают достижение необходимого технического результата, а именно удаление воды без повышения температуры смеси, исключение операций сушки, выпаривания и отстаивания; стабильности при хранении без введения токсичного и пожароопасного компонента при транспортировке - лаковой основы.
Предлагаемое изобретение осуществляют следующим образом.
Используемый пигмент смешивают с водой и пропускают через краскотерку до образования смеси воды и пигмента требуемой дисперсности. В смесь вводят ПАВ - по крайней мере, одну соль амина заявляемой формулы, и перемешивают на мешалке на малых оборотах. При этом происходит отделение воды от пигмента - отбивка воды. Полученная пигментная паста имеет остаточную влажность 2-5%.
Пример 1. Используют смесь пигмента и воды, состоящую из 40% мас. диоксида титана, 20% мас. мела и 40% мас. воды. В смесь вводят ПАВ - соль амина со следующей формулой:
3
2
16
-
-'
-
, где R - остаток стеариновой кислоты CH(CH)COO; R- кислотный остаток соляной кислоты - хлорид Cl, в количестве 0,5% мас. от общей массы смеси пигмента и воды. При этом потери массы пигмента при удалении воды после отбивки составят 15% мас. Остаточная влажность 5%. Если ввести ПАВ в количестве 0,1% мас, то потери составят 75% мас. Остаточная влажность 35%.
16
35
.
-
-'
Пример 2. Способ осуществляют по Примеру 1, где R остаток маргариновой кислоты CHCOO; R - кислотный остаток серной кислоты гидросульфат  Вводят ПАВ в количестве 1,5% мас. - потери пигмента составят 10,5% мас. Остаточная влажность 3%.
13
27
3
2
7
2
7
3
-
-'
-
-'
Пример 3. Способ осуществляют по Примеру 1. В смесь вводят ПАВ - соли амина, где для одной из них R - остаток миристиновой кислоты CHCOO, а R - кислотный остаток минеральной кислоты - дигидрофосфат , и для другой R - остаток олеиновой кислоты CH(СH)CH=CH(CH)COO, a R - кислотный остаток органической - ацетат CHCOO. Вводят ПАВ в количестве 2,5% мас. - потери пигмента составят 5% мас. Остаточная влажность 2%. Если ПАВ - 5% мас, то потери составят 7,5% мас. Остаточная влажность 3%.
3
2
3
2
2
2
7
-'
-
Пример 4. Способ осуществляют по Примеру 1, где R - остаток линолевой кислоты CH(CH)-(CHCH=CH)(CH)COO; R - кислотный остаток органической кислоты - оксалат HOOCCOO. Вводят ПАВ в количестве 10% мас. - потери пигмента составят 10% мас. Остаточная влажность 5%. Если ввести ПАВ в количестве 15% мас, то потери составят 15% мас. Остаточная влажность 30%. Происходит обильное пенообразование.
3
2
7
2
7
2
2
-
-'
-
-
Пример 5. Способ осуществляют по Примеру 1. При этом вводят ПАВ - соль амина со следующей формулой: , где R - остаток олеиновой кислоты CH(CH)CH=CH(CH)COO, R - кислотный остаток лимонной кислоты - цитрат HOC(CHCOO)(CHCOOH)COO, в количестве 2,5% мас. - потери пигмента составят 5% мас. Остаточная влажность 2% (оптимум).
Пример 6. Используют смесь пигмента и воды, состоящую из 50% мас. диоксида титана, 10% мас. мела и 40% мас. воды. Далее по Примеру 5. При этом потери пигмента составят 5% мас. Остаточная влажность 2%.
9
19
8
17
2
19
39
3
2
14
-
-'
-
-'
-
-
-'
-
-
-'
Пример 7. Используют смесь пигмента и воды, состоящую из 50% мас. диоксида титана и 10% мас. мела и 40% мас. воды. В смесь вводят ПАВ - группу солей амина со следующей формулой: , где R - остаток каприновой кислоты CHCOO, a R - кислотный остаток фосфорной кислоты ; R - остаток пеларгоновой кислоты CHCOO и R - кислотный остаток малоновой кислоты HOOCCHCOO; R - остаток арахиновой кислоты CHCOO и R - кислотный остаток муравьиной НСОО; R - остаток пальмитиновой кислоты CH(СH)COO, а R - кислотный остаток фосфорной кислоты . Если ввести ПАВ в количестве 5% мас, то потери составят 7,5% мас. Остаточная влажность 3%.
3
2
3
2
7
11
23
3
2
4
4
2
2
3
-
-'
-
-'
-
-
-'
Пример 8. Используют смесь, состоящую из 60% мас. диоксида титана и 40% мас. воды. Далее по Примеру 7, где R - остаток линоленовой кислоты CH(СHCH=CH)(CH)COO, а R - кислотный остаток фосфорной кислоты ; R - остаток лауриновой кислоты CHCOO, а R - кислотный остаток щавелевой кислоты HOOCCOO; R - остаток арахидоновой кислоты CH(CH)(CH=СHСH)(СH)COO, а R - кислотный остаток уксусной - ацетат СHCOO. ПАВ в количестве 5% мас, при этом потери составляют 7,5% мас. Остаточная влажность 3%.
Таким образом, при содержании в смеси ПАВ - соли амина - более 10% мас. происходит эмульгирование пигмента и необходимого эффекта отбивки воды вследствие гидрофобизации поверхности пигмента не достигается. Появление пены затрудняет процесс. При введении ПАВ менее 0,5% мас. гидрофобизация поверхности слишком незначительна для эффективной отбивки воды.
Изобретение позволяет получить качественную пигментную пасту с высокой диспергируемостью при существенном упрощении и удешевлении процесса ее получения и улучшении экологии окружающей среды. Затраты на энергию сокращаются в 2,5-3 раза. Достигается снижение капитальных затрат и амортизационных отчислений на сушилки и нагревательное оборудование, сокращаются производственные площади. Токсичная лаковая основа смешивается с пигментной пастой в безопасных условиях. Пигментная паста не токсична, согласно классификации ГОСТ 12.1.005-88 относится к классу среднеопасных веществ, непожароопасна.
Источники информации
1. Бывшева Н.А. и др. Изготовление обоев в ГДР. Обзор ВНИПИЭТ. - Леспром, 1975.
2.Патент РФ №2085566, МПК 7 C09D 17/00. Способ получения пигментной пасты.