專利名稱：熱穩(wěn)定鐵黃顏料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有幾乎相同顆粒直徑和很高耐熱性的純色、低絲光效應(yīng)的鐵黃顏料。
氧化鐵彩色顏料是生態(tài)學(xué)可以接受的著色劑，可用于陶瓷、建筑材料、塑料、涂料和紙的著色，它的色調(diào)大抵上有黑、黃、紅、棕數(shù)種。
氧化鐵顏料的制法，為Ullmann’s工業(yè)化學(xué)百科全書，VCH,Weinheim1992,vol.A20,p.298起所述，系借助于鐵鹽的固相反應(yīng)(紅、棕和黑色顏料)、沉淀和水解反應(yīng)(黃、紅、橙和黑色顏料)而成，以及借助于DE-A463773中所述的Laux法，將鐵與芳族硝基化合物在可水解多價鹽參與下進行氧化反應(yīng)(黑色和黃色顏料)而成。
自然存在的和合成的鐵黃顏料可用于建筑材料、涂料、塑料和紙的著色。
普通的純色氧化鐵嫩黃顏料的結(jié)構(gòu)形式是針狀顏料顆粒，而且，由于是針狀，它的堆積密度要比等徑顆粒低，因此在貯存中會有不利影響。
與等徑顏料顆粒相比，在針狀顏料的涂料顏料分散系中還進一步觀察到了不必要的高粘度。此外，針狀顏料對粘合劑的要求要比等徑顏料顯著地高。
由于是針狀，非等徑鐵黃顏料在涂料膜中以及摻合到塑料膜中時，會在與針軸平行的優(yōu)選方向上排成直線。由于它們在針軸方向上的光學(xué)特性(吸收和漫散)和與針軸成直角方向上的光學(xué)特性不同，因而觀察者在涂料膜或著色膜的優(yōu)選方向和與此垂直的方向上觀察會得出不同的顏色印象。這一不符合需要的效應(yīng)大大限制了鐵黃顏料的應(yīng)用。這一效應(yīng)因是在絲織品上首次觀察到的，因而被稱為“絲光效應(yīng)”。
鐵黃顏料的絲光效應(yīng)程度，可借助于把針狀氧化鐵顏料與等徑黃色顏料如金紅石鎳黃(nickel rutile yellow)混合來減輕。金紅石鎳黃顏料要比鐵黃顏料貴很多。等徑顏料，如金紅石鎳黃，當(dāng)然是沒有絲光效應(yīng)的。
由于鐵黃顏料在生態(tài)學(xué)上可以被接受且制造成本不高，原則上理應(yīng)努力盡可能只用氧化鐵顏料來生產(chǎn)黃色著色劑，而不用較昂貴的顏料如金紅石鎳黃。
除絲光效應(yīng)外，普通的鐵黃顏料還有一個缺點，就是它的耐熱性不夠。針鐵礦中的化學(xué)結(jié)合水在受熱時會被除去，這會導(dǎo)致不符合需要的變色，變成棕紅色。由于鐵黃顏料的耐熱性太低，因此傳統(tǒng)上它們不能在造紙工業(yè)、多種塑料系統(tǒng)例如著色的熱塑性塑料中使用，也不能在應(yīng)用涂料的線圈涂層工藝中使用。
由于鐵黃顏料原則上具有很高的環(huán)境親和性，并且生產(chǎn)費用低廉，因此就出現(xiàn)了很多的改進鐵黃顏料上述個別負面特性的解決辦法。
已經(jīng)專門開發(fā)出了幾種經(jīng)無機或有機處理后的針狀鐵黃顏料，用于涂料膜與鐵黃顏料粘合用的粘合劑系統(tǒng)，這些顏料要求粘度低、顏色純度高，同時還要求對粘合劑的要求低。雖然這些顏料在粘合劑中顯示出粘度降低了，對粘合劑的要求也低了，但它們并不適合于所有的涂料顏料分散體，原因是它們典型的絲光效應(yīng)在作崇。
在有元素B、Al、Ga、Si、Ge、Sn或Pb的化合物存在下，從特殊晶種生產(chǎn)出來的嫩黃、純色、低絲光效應(yīng)的鐵黃顏料(DE-A3326632)，對塑料膜著色來說，的確相當(dāng)大程度上免除了絲光效應(yīng)，但對塑料著色來說，它的耐熱性還不足。
為改進鐵黃顏料的耐熱性，已有人建議使用金屬的磷酸鹽(DE-A2740861和US-A4053325)、Al化合物或水熱合成法(US-A4376677、JP-A53102298、US-A4376656)來進行的涂敷工藝。具有改進耐熱性的鐵黃顏料是得到了，但由于它們?nèi)杂胁簧儇撁嫣匦裕鐑r格昂貴、顏色純度低、著色力低及其顯著的絲光效應(yīng)，因此只能在有限的范圍內(nèi)使用。
因此，為使用黃色顏料來給塑料膜著色，其前提條件是它必須具備足夠的耐熱性、足夠的顏色純度和內(nèi)在強度，并且沒有絲光效應(yīng)。普通涂敷用的鐵黃顏料，由于有絲光效應(yīng)，在此不能使用。水熱合成的、耐熱性強的鐵黃顏料，由于它價格昂貴、內(nèi)在強度低以及具有絲光效應(yīng)，在塑料膜上也不能使用。
迄今尚不知有一種產(chǎn)品，它能把亮度高、純度高、耐熱性好、粘度低、絲光效應(yīng)低、對粘合劑要求低、以及堆積密度高等特性集于一身。
因此，對鐵黃顏料來說，迄今為止只有改進普通鐵黃顏料個別負面特性的技術(shù)方案，例如改進絲光效應(yīng)或耐熱性。
因此，本發(fā)明的目的是基于要提供出一種具有熱穩(wěn)定性的而足以給塑料膜著色的、嫩黃、純色、低絲光效應(yīng)的鐵黃顏料。
現(xiàn)已令人驚喜地發(fā)現(xiàn)，具有上述特性、把有利特性首次集結(jié)在一起的鐵黃顏料，可在周期表中第3和/或4主族元素的化合物的存在下，借助于改進的硝基苯還原過程來制備。
本發(fā)明所提供的鐵黃顏料，其鐵含量大于58％(重量)，絲光指數(shù)小于5，對顏料的Purton指標(biāo)(Purton of the pigment)來說，其色值(colour.value)以色覺亮度(brightness)L*表示，為54至65CIELAB單位；以色彩純度(saturation)C*表示，為38至65CIELAB單位；其紅色物質(zhì)含量a*為8至15CIELAB單位；黃色物質(zhì)含量為37至55CIELAB單位；其在聚乙烯中的耐熱性可在高于220℃下至少耐受5分鐘。
本發(fā)明的氧化鐵顏料中黃色物質(zhì)含量b*優(yōu)選為37至53CIELAB單位，紅色物質(zhì)含量優(yōu)選為8至14CIELAB單位。
本發(fā)明的氧化鐵顏料的耐熱性，優(yōu)選為高于230℃，特別是高于240℃，特別優(yōu)選高于250℃，在特定的實施方案中甚至高于260℃，在這些溫度下至少耐受5分鐘。
本發(fā)明的氧化鐵顏料的絲光指數(shù)優(yōu)選小于3，特別是小于2。
本發(fā)明的氧化鐵顏料的堆積密度優(yōu)選大于0.5t/m3，特別是大于0.6t/m3。
本發(fā)明的氧化鐵顏料優(yōu)選含有選自周期表第3和/或4主族的元素、特別是鋁、鎵、硅或鍺的化合物，特別是含量為0.3至15％(重量)、特別優(yōu)選為0.5至10％(重量)的鋁化合物，作為Al2O3計算。
本發(fā)明還提供一種制備氧化鐵黃顏料的方法，根據(jù)該方法，是將金屬鐵在酸性介質(zhì)中用硝基苯氧化這種溶解鐵的方法，其特征在于該反應(yīng)是在選自元素周期表中的第3,4主族的元素的化合物，優(yōu)選鋁化合物存在下進行的。
鋁化合物的含量的優(yōu)選方法是要使最終氧化鐵顏料的含量，按Al2O3計，為0.3-15wt％，特別是0.5-10wt％的鋁化合物。
水溶性鋁鹽，特別是氯化鋁，是優(yōu)選使用的鋁化合物。
下面將借助于實施例來描述純色、低絲光效應(yīng)、熱穩(wěn)定鐵黃顏料的制備方法，專家們可以根據(jù)需要來改變對技術(shù)裝置或附加物質(zhì)的選擇。
下列實施例中提到的份數(shù)或百分數(shù)，除另行指定者外，均指重量。Purton指標(biāo)測定按照本發(fā)明制得的顏料的顏色評定是在AlkydalF48(從拜爾(Bayer AG)得到的醇酸樹脂)中以顏料的體積濃度為10％進行的。
AlkydalF48是溶于石油溶劑/二甲苯比例為38∶7的溶劑中、以干性植物脂肪酸為基礎(chǔ)的中油的空氣干燥的醇酸樹脂(非揮發(fā)性物質(zhì)含量約55％)，在非揮發(fā)性物質(zhì)含量中的油含量/甘油三酯約為48％，在非揮發(fā)性物質(zhì)含量中的鄰苯二甲酸酐約占26％。
典型的漆料的組成95.26％的溶于石油溶劑/二甲苯(38/7)中的AlkydalF48；0.78％溶于石油溶劑中濃度為55％的2-丁肟(butanoxime)(防結(jié)皮劑)；1.30％溶于二甲苯中的有機鈣鹽(Ca占4％)Octa SoligenCalcium4(濕潤劑，Borchers AG),0.22％溶于二甲苯中的有機鈷鹽(Co占6％)Octa SoligenKobalt6(干燥劑，Borchers AG),0.87％溶于二甲苯中的有機鋯鹽(Cr占6％)Octa SoligenZirkonium6(輔助干燥劑，Borchers AG)，1.57％甘醇酸丁酯(流動助劑)。
用高速實驗室攪拌器將這些組分攪和成成品涂料。使用了DIN ENISO8780-5(1995.4.)所描述的盤式涂料研磨機。還使用了EngelsmannJel25/53型研磨機，其磨盤的有效直徑為24cm。下磨盤的旋轉(zhuǎn)速度約為75轉(zhuǎn)/分鐘。由于上磨盤本身的重量，再加上承載桿上2.5kg的額外重量，使上下磨盤之間的力為約0.5kN。按照DIN EN ISO8780-5(1995.4)8.1.節(jié)所描述的方法，在100轉(zhuǎn)的一個階段中分散了0.3g顏料和2.00g漆。研磨機被打開后，立即把下磨盤上中心點以外的所有涂料收集起來。然后加入另外的2.00g漆，再把上下磨盤疊合在一起。經(jīng)過兩次每次50轉(zhuǎn)的階段而不添額外的重量，制備即告結(jié)束。
用適當(dāng)?shù)谋∧ち麒T裝置(隙高至少150μm，不大于250μm)，將該顏料漆涂敷到非吸收劑紙板上。涂漆后的紙板(已涂材料)隨后置于低塵地點在室溫下干燥至少12小時。在進行顏色測定前，涂膜材料需在約65℃下干燥1小時，然后冷卻下來。
使用一臺分光光度計(“顏色測定儀”)，它配有一個Ulbricht球，使用d/8測量幾何條件但不加光澤檔板。該測量幾何條件在ISO7724/2-1984(E)4.1.1.項、DIN 5033第七章(1983.7.)3.2.4.項、以及DIN53236(1983.1.)7.1.1.項中都有描述。使用了從DatacolorInternational公司購得的Dataflash2000型測量儀。
顏色測定儀是如ISO7724/2-1984(E)8.3.項所描述的，以白色陶瓷通用標(biāo)準(zhǔn)作對比來標(biāo)定的。相對于理想消光白色體的通用標(biāo)準(zhǔn)的反射率數(shù)據(jù)儲存在顏色測定儀中，以使在用白色通用標(biāo)準(zhǔn)進行標(biāo)定后，所有的顏色測定都與理想的消光白色體相關(guān)。黑點標(biāo)定是用顏色測定儀廠家提供的黑色中空體來進行的。
試驗樣品制備好以后立即就進行顏色測定?？赡艽嬖诘墓鉂蓹n板都被除去。顏色測定儀和樣品的溫度約為25℃±5℃。
涂膜材料放在顏色測定儀上，要使測量孔蓋住涂料層的中心點。涂膜材料應(yīng)完全平放并展開在儀器上。測量孔必須完全被涂料層蓋住。然后就進行測量。
根據(jù)所測得的光譜反射率，按照ASTM E308-1985第7項中的計算說明書的規(guī)定，計算了1976(年定)的CIE坐標(biāo)細L*、a*和b*。使用了ASTM E308-1985表5.6中標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光體C和1931(年定)的2°標(biāo)準(zhǔn)觀察器的加權(quán)函數(shù)。波長范圍在400nm與700nm之間。波長間隔為20nm。在計算中沒有光澤被扣除。所測得的反射率值按照DIN5033第三部分(1992.7)所述方法換算成了CIELAB顏色數(shù)據(jù)系統(tǒng)。絲光指數(shù)測定絲光指數(shù)用的醇酸樹脂漿液的配制使用盤式涂料研磨機將顏料在不干試驗粘合劑中配制。試驗粘合劑(漿液)包括有兩種組分組分1組分1是一種基于亞麻子油和鄰苯二甲酸酐的醇酸樹脂粘合劑。它遵守以下標(biāo)準(zhǔn)中對著色顏料用試驗粘合劑的要求的規(guī)定DIN EN ISO787-24:1995；ISO787-25:1993和DIN55983(1983.12)。使用了Sacolyd L640(Krems Chemie)即以前的Alkydal64(拜爾AG)產(chǎn)品。
組分2組分2是一種流變添加劑，加它是為了使?jié){液具有觸變特性。使用了粉狀的改性的氫化蓖麻子油Luvothix HT(Lehmann&Voss&Co.)，其濃度為5.0％。
Luvothix HT是在75至95℃下溶于Sacolyd L640中。冷卻了的、劃開能自動封口的漿液被一次通過三輥磨。漿液就這樣準(zhǔn)備好了。
為了配制該顏料漿，使用了DIN EN ISO8780-5(1995.4)所描述的盤式涂料研磨機。使用的是Engelsmann Jel25/53型研磨機，其磨盤的有效直徑為24cm。下磨盤的旋轉(zhuǎn)速度約為75轉(zhuǎn)/分鐘。由于上磨盤本身的重量，再加上承載桿上2.5kg的額外重量，使上下磨盤之間的受力為約0.5kN。按照DIN EN ISO8780-5(1995.4)8.1.節(jié)所描述的方法，在各25轉(zhuǎn)的三個階段中的每階段，分散了0.4g顏料和5.00g漿液。
然后，該顏料/漿液混合物被攤鋪到漿液盤內(nèi)，該盤的功能符合DIN55983(1983.12)之規(guī)定。漿液盤所屬的刮刀在注有顏料/漿液混合物的盤下降時被拉出，以便形成一個光滑表面。在這一操作中，刮刀是在一個方向上以約3～7cm/s的速度運動。借助于這一操作，顏料中存在的任何針狀顆粒都會在刮刀拉出的方向上對齊。該光滑表面在數(shù)分鐘內(nèi)即被測量。
絲光測量所用的8/d測量幾何條件在ISO7724/2-1984(E)4.1.1.項、DIN5033第7部分(1983.7.)3.2.4.項、以及DIN53236(1983.1.)7.1.1.項中均有描述。使用了配有直徑為15cm的Labsphere烏爾比利球的Perkin Elmer Lambda19儀器。
為了測量，在積分球外面樣品的照射光束的指定位置，加裝了一個可從商店購得的足夠尺寸的薄膜線性偏振濾光片，以使被測點(樣品孔)處透射光束的E矢量(電場)方向為已知。濾光片的偏振度為＞99％。參照光束則不用濾光片，保持不變。
積算球的參照測量孔用漫散射乳白色玻璃標(biāo)準(zhǔn)片蓋住。不使用光澤檔板。
在裝好濾光片后，將另一塊乳白色玻璃瓷標(biāo)準(zhǔn)片(通用標(biāo)準(zhǔn))放在樣品孔上，而后標(biāo)定測量儀。通用標(biāo)準(zhǔn)是遵從ISO7724/2-1984(E)第8.3.節(jié)所述之要求。通用標(biāo)準(zhǔn)片相對于理想消光白色體的反射率數(shù)據(jù)被儲存在計算機中，以使在根據(jù)白色通用標(biāo)準(zhǔn)片進行標(biāo)定后，所有的顏色測量都與理想的消光白色體相關(guān)。黑點的無照電流用黑色中空體測定后被儲存在計算機中，并在標(biāo)定時借助于測量程序計及這一數(shù)據(jù)。
在試驗樣品制備好后立即進行測量。顏色測定儀(反射分光儀)和樣品的溫度約為25℃±5℃。
樣品在相互成直角的兩個位置上、以偏振濾光片為參照物來測量測量Y1‖顏料顆粒在它們的最長軸方向上對齊，大都平行于光照的E矢量。刮刀的拉出方向與E矢量平行。
測量Y2⊥顏料顆粒在它們的最長軸方向上對齊，大都與光照的E矢量垂直。刮刀的拉出方向與E矢量互成直角。
若有一個能使樣品轉(zhuǎn)動90°的裝置，那將是有幫助的，但如果在樣品孔上刻有適當(dāng)?shù)臉?biāo)記，也不是絕對必需這種轉(zhuǎn)動裝置。
Y三色激勵值是按照ASTM E308-1995第7項中的計算指示書的規(guī)定，根據(jù)測得的反射光譜來計算的。使用了表5.6中標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光體C和1931(年定)的2°標(biāo)準(zhǔn)觀察器的加權(quán)函數(shù)。波長范圍在400nm與700nm之間。波長間隔為20nm。在計算中沒有光澤被扣除。
絲光指數(shù)SI隨后可按下式根據(jù)Y三色激勵值來計算SI=(1-Y1‖/Y2⊥)·100計算結(jié)果進為整數(shù)。SI接近于零說明沒有絲光效應(yīng)，相反如SI＞約5就表明是絲光顏料。耐熱性耐熱性可用下列方法來確定。方法A黃色顏料的耐熱性可簡單地借助于把顏料在循環(huán)氣流干燥室內(nèi)進行熱處理來判定。放在瓷盤中的樣品的重量應(yīng)為5g，在試驗溫度下的停留時間應(yīng)為30分鐘。選擇160℃作為最低溫度，而且試驗溫度是以10℃為間隔來增高。被試顏料首次明顯地變?yōu)榧t色時的溫度就被測定。此外，可對所有被熱處理的樣品進行顏色評定。選擇帶涂層的黃色顏料的干樣品作為參照品。經(jīng)熱處理的樣品的色調(diào)是在粘合劑Alkydal F 48中來測定，按照DIN6174(相當(dāng)于ISO/DIN7724 1-3草案)顏料的體積濃度為10％。由于黃色顏料的顏色改變?yōu)榧t色是不合乎要求的，因此要按照DIN6174的規(guī)定計算顏料樣品與參照品(包核顏料的干樣品)的色距(colour distance)Da*(a*-紅色含量)。顏料離參照品的色距Da*=3時進展到最近的10℃的試驗溫度，表示出黃色顏料的耐熱性。方法B為了試驗黃色顏料的耐熱性，還可進一步應(yīng)用DIN53772試驗熱塑性塑料中的著色劑。借助于注塑技術(shù)來確定耐熱性。
耐熱性系按照DIN53772來確定。
被試的10g黃色顏料與1kg高密度無色聚乙烯顆粒-熱塑性塑料Vestolen A6016(Chemische Werke Hüls AG)，在玻璃瓶中，在滾動支座底板上進行混合20分鐘。然后把該混合物在帶?；b置的雙螺桿擠壓機中，加工成顏色均勻的試驗顆粒。該試驗顆粒須在70℃下干燥4小時。
用一臺螺桿式注塑成型機以及適宜的注塑模具來制造評定耐熱性用的薄片形著色試驗樣品(表面平坦，至少厚2.5mm，適于作顏色測量)，注塑成型機的型號為Arburg200 Allraunder,Arburg,LoBburg。螺旋柱塞中所裝的材料可做出5塊試樣。注塑成型機上有電氣溫度測量儀，其感溫頭可用來測量熔融物中的溫度。機器中被裝入試驗顆粒并加熱到200℃。在這一過程中，注塑成型了12張(試驗樣品)并被丟棄。當(dāng)達到200℃后，注塑成型5張樣品并編號為試驗樣品1至5。這些樣品被用作以后溫度段的比較樣品和參照樣品。
然后，試驗溫度或注塑成型溫度以20℃(或10℃)為間隔升高。在加溫到下一個具體試驗溫度的過程中，注塑成型了6張樣品并丟棄之。當(dāng)達到試驗溫度后，注塑成型周期被中斷，使熔融物，從而也使其中含有的鐵黃顏料暴露于該溫度5分鐘。然后注塑成型5張(試驗樣品)并編號。然后在相同狀態(tài)下建立下一個較高的溫度，這樣的操作(暴露于該溫度5分鐘，然后注塑成型5張試驗樣品)再次重復(fù)。試驗溫度每次增高20℃(或10℃)，直到在試驗樣品上觀察到清晰的斑紋或顏色變?yōu)榧t色為止。為了評定耐熱性，使用的是第2張和第3張樣品，并與在200℃時注塑成型的試驗樣品進行比較。
使用簡單的目視評定是可能的。借此可確定最高可能的注塑成型溫度，在此溫度下樣品顯出沒有斑紋，與在200℃下注塑成型的試驗樣品比較，色調(diào)沒有變紅。按照DIN53772(借助于注塑成型來確定耐熱性)，將試驗樣品根據(jù)DIN53236和DIN6174進行比色試驗，以確定與在最低試驗溫度(200℃)下制作的試驗樣品作比較的色差(Colourdifference)。按照DIN53722的規(guī)定，試驗樣品間的色差dE*ab=3時的試驗溫度，就是以試驗介質(zhì)(聚乙烯、Vestolen A6016)為基礎(chǔ)的鐵黃顏料的耐熱性。試驗樣品離參照品的色距作為試驗溫度(℃)的函數(shù)被畫成曲線圖。色距DE*ab=3的試驗溫度(℃)可在圖中用插入法確定，并需將該值進整到最近的10℃。按照DIN53772的規(guī)定，這就是該顏料在所選塑料中的耐熱性量度。方法C耐熱性還可應(yīng)用DIN53775第二部分(1990.10)規(guī)定的方法來判定，該第二部分是“聚氯乙烯成型組合物中著色劑的試驗”。
按照ISO787第五部分進行吸油量測定工作設(shè)備分析天平；玻璃板300×400mm；抹刀；10ml滴定管。
試劑涂料用的亞麻子油，其酸值為5.0～7.0mg/9gKOH。
樣品準(zhǔn)備將準(zhǔn)確稱取的樣品量a)紅、黑、棕色顏料4g，b)黃色顏料2g。放到玻璃板上。涂料用亞麻子油被從滴定管一滴一滴地慢慢加入。每加一次都用抹刀將油研入顏料中。油一直加到形成油灰狀糊時為止。必須能重新分割這種糊而不會斷裂、破碎或在玻璃板上起斑紋。加入油的時間應(yīng)為約10至15分鐘。所用油的量應(yīng)記錄下來。
計算OAV-樣品吸油值每100g顏料耗油的克數(shù)；油的密度0.93g/ml；V-用油量，g；m-樣品重量，g。OAV=0.93×100×Vm]]>堆積密度工作設(shè)備天平，精度0.1g；量筒，500ml；篩子，篩孔寬500μm。
程序用足以篩出500ml篩料的顏料通過500μm篩孔的篩子。將500ml的篩料倒入已稱過重量的量筒中，并稱重。這一操作應(yīng)平穩(wěn)地進行，不能搖晃。這種測定應(yīng)做兩次。結(jié)果應(yīng)按各次數(shù)值的平均值計算。
計算Rho=M/500Rho=堆積密度，g/ml；500-容積，ml。
M-重量，g。
氧化鐵顏料系按照DE-C463773、DE-C464561和DE-C515758等專利到所述的Laux工藝用金屬鐵原料與硝基苯進行反應(yīng)而制得。借助于變更輔助起始物質(zhì)，有關(guān)專家就可確定在Laux工藝中可得到的氧化鐵物相(α-FeOOH、γ-Fe2O3、α-Fe2O3、或Fe3O4)。按照DE-C463773的實施例中所描述的程序，將下列物質(zhì)在裝有攪拌器的容器和罐中進行反應(yīng)
*測量開始至終了的時間t:0分鐘=還原溫度達97℃=沸點，回流在試驗8～1015分鐘后。試驗1至5的程序反應(yīng)裝置說明設(shè)備21的坩堝，帶有毛玻璃頸口和毛玻璃蓋，蓋上帶有4根NS29毛玻璃接管；Centelen毛玻璃頸口密封圈、夾環(huán)；強化回流冷凝器；Claisen配件；聚四氟乙烯手用吹風(fēng)器；2臺ProMinent計量泵(ProMinent,Heidelberg)用于硝基苯和吸收水，帶有500ml滴液漏斗，用作泵貯器；LABC通用攪拌器定位裝置；3級十字頭，上裝Teflon翼板，傾角75℃；攪拌器驅(qū)動裝置(IKA、RW27或RW28,IKA、Staufen)；配有油浴(P300硅油、拜爾AG)的Cerankochfeld(Schott GerteGmbH,Hofheim)；溫度調(diào)節(jié)器(Julabo Labortechnik,Seelbach)，配用Pt100感溫頭；聚四氟乙烯坩堝基座，毛玻璃頸口浸入油浴。組裝把密封圈放在帶有毛玻璃頸口的坩堝上，插入攪拌器，并用夾環(huán)固定住蓋。將NS毛玻璃接管上裝上Teflon護套，并把攪拌器定位裝置連結(jié)好。組裝中應(yīng)確保毛玻璃接管上下準(zhǔn)確對直，攪拌器對準(zhǔn)中心。該裝置被放到油浴中的聚四氟乙烯底座上(油浴高出底座10cm)，裝置前端的一個毛玻璃接管在兩處用夾子夾住。攪拌器被固定在與最低攪拌器翼片的底部相距2～3mm處。上述Pt100感溫頭被導(dǎo)入油浴中，其端部的高度置于帶毛玻璃頸口的坩堝底部處。最后，安裝上配有Claisen配件的冷凝器和聚四氟乙烯手用吹風(fēng)器。在試驗過程中固定好硝基苯和吸收水用的計量注射器。程序制備把所需的試劑按表(氯化鋁溶液、鐵、水和硝基苯)準(zhǔn)備好，把泵貯器充注好。所用的鋼粒是從Hattingen的Vulkan公司購得的，其C和Si的含量均小于1％重量百分數(shù)，顆粒中有40％以上重量百分數(shù)的顆粒直徑為1～2mm。所用的鑄鐵屑是篩過的灰鑄鐵鐵屑，其中60％以上是從1～2mm的篩分粒級中選取的。冷卻水被開啟。起始混合物在室溫下按所示順序加入，同時以250～400轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌。油浴被加熱到90℃。進行油溫達到后，即按操作法開始計量。在加料過程中將鑄鐵屑/鋼粒等分為十份、計量加入，每10分鐘加一次。終點當(dāng)加料全部結(jié)束后，隨即將混合物攪拌60分鐘，然后檢查硝基苯轉(zhuǎn)化為苯胺的情況。為此，用抹刀取出小量糊狀物(粗苯胺)并導(dǎo)入到50ml的玻璃燒杯內(nèi)。該糊狀物被用5ml的叔丁基甲基醚煮解。用一次性(disposable)注射器取出約2ml的醚相，并加壓通過聚四氟乙烯一次性過濾網(wǎng)，而進入氣相色譜樣品瓶。然后該樣品被進行色譜分析。如果轉(zhuǎn)化不完全，則須繼續(xù)攪拌并/或加入額外的鐵。收尾(Working up)當(dāng)達到100％轉(zhuǎn)化后，即讓顏料糊冷卻下來。從帶毛玻璃頸口的坩堝中取出250至300g的顏料糊以做結(jié)尾工作。顏料被洗去鹽和苯胺，剩余的鐵被篩掉，反應(yīng)產(chǎn)物被用抽吸法過濾掉，并加以干燥。試驗6+7的程序反應(yīng)容器，標(biāo)稱容量891，并配有無級調(diào)速驅(qū)動馬達；2級十字頭攪拌器，下翼片傾角30°，向上輸送；帶溫度調(diào)節(jié)器的蒸氣套加熱器；玻璃冷凝器；硝基苯用ProMinent計量泵；工藝用水用ProMinent計量泵。準(zhǔn)備按表把所需的試劑氯化鋁溶液、鐵、酸和水準(zhǔn)備好，把泵貯器充注好。開啟冷卻水。試驗1至5所述的材料被用作鋼粒和鑄鐵屑。
起始混合物在室溫下按所示順序加入，同時以175轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌。混合物被加溫到表中所說的溫度。進行當(dāng)要求的溫度達到后，即按操作法開始計量。為此，把鐵等分為6份，每10分鐘加一次。終點當(dāng)加料全部結(jié)束后，隨即將混合物攪拌60分鐘，然后檢查硝基苯是否轉(zhuǎn)化為苯胺。然后將洗過的糊狀物象試驗1～5那樣做收尾工作。試驗8至10的程序試驗照以前的方式進行，使用的設(shè)備如試驗7和8，用量如表中所列。
表2實施例及對比實施例的材料數(shù)據(jù)
A=Bayferrox420,B=Bayferrox415,C=Bayferrox915(BAYER AG)；D=MAPICO1000HRA(Columbian Co.)E=87.5％Lichtgelb3R(拜爾瓊脂糖)/12.5％Bayferrox420(拜爾瓊脂糖)混合物*在熱塑性塑料VestolenA6016中測定耐熱性
權(quán)利要求
1．一種鐵黃顏料，它具有下列特性a)Fe含量大于58％(重量)；b)絲光指數(shù)小于5；c)在試驗涂料中顏料的容積濃度為10％的情況下，對顏料的Purton指標(biāo)來說，以色覺亮度L*表示，為54～65CIELAB單位，以色彩純度C*表示，為38～65CIELAB單位；其紅色物質(zhì)含量a*為8～15CIELAB單位；黃色物質(zhì)含量為37～55CIELAB單位；其在聚乙烯中的耐熱性可在高于220℃下至少耐受5分鐘。
2．權(quán)利要求1的鐵黃顏料，其中黃色物質(zhì)含量b*為37～53CIELAB單位；紅色物質(zhì)含量a*為8～14CIELAB單位。
3．權(quán)利要求1的鐵黃顏料，其中耐熱性大于260℃。
4．權(quán)利要求1的鐵黃顏料，其中絲光指數(shù)為小于3。
5．權(quán)利要求1的鐵黃顏料，其中堆積密度為大于0.5g/ml。
6．一種在高于200℃下加工顏料的方法，它包括把權(quán)利要求1的鐵黃顏料加入到該工藝過程中去。
7．一種包括有權(quán)利要求1的鐵黃顏料的彩色熱塑性塑料。
8．一種給熱塑性塑料著色的方法，它包括把權(quán)利要求1的鐵黃顏料加入到熱塑性塑料中去。
9．一種包括有權(quán)利要求1的鐵黃顏料的彩色層疊紙。
10．一種給層疊紙著色的方法，它包括把權(quán)利要求1的鐵黃顏料加入到層疊紙中去。
11．一種包括有權(quán)利要求1的鐵黃顏料的彩色建筑材料。
12．一種給建筑材料著色的方法，它包括把權(quán)利要求1的鐵黃顏料加入到建筑材料中去。
13．一種包括有權(quán)利要求1的鐵黃顏料的彩色涂料。
14．一種給涂料著色的方法，它包括把權(quán)利要求1的鐵黃顏料加入到涂料中去。
15．一種包括有權(quán)利要求1的鐵黃顏料的彩色粉末敷層。
16．一種給粉末敷層著色的方法，它包括把權(quán)利要求1的鐵黃顏料加入到粉末敷層中去。
17．一種包括有權(quán)利要求1的鐵黃顏料的彩色搪瓷。
18．一種給搪瓷著色的方法，它包括把權(quán)利要求1的鐵黃顏料加入到搪瓷中去。
19．一種在溶鐵工藝過程中制造權(quán)利要求1的鐵黃顏料的方法，它包括a)在一種酸介質(zhì)中用硝基苯氧化金屬鐵；以及b)在選自周期表主族第3和4族的元素的存在下進行氧化作用。
全文摘要
借助于在酸介質(zhì)中、在選自周期表主要類族3和4的元素的化合物參與下,用硝基苯氧化金屬鐵而制得了一種純色鐵黃顏料,它的絲光指數(shù)小于5,它在聚乙烯中的耐熱性為在高于220℃下能耐受至少5分鐘。
文檔編號C09C1/24GK1220290SQ98122499
公開日1999年6月23日 申請日期1998年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月19日
發(fā)明者W·布羅, W·厄勒特 申請人:拜爾公司