Лако-красочные материалы — производство

Процесс производства свинцово-молибдатного крона состоит из следующих операций:

1) приготовление раствора соли свинца;

2) приготовление смешанного раствора хромата, сульфата и молибдата щелочного металла, т. е. хромовой смеси;

3) осаждение пигмента и его стабилизация;

4) промывка, фильтрация и сушка.

Из соединений свинца наибольшее значение имеют нитраты и ацетаты. Их получают растворением металлического свинца или глета в азотной или уксусной кислоте но описанным выше спосо­бам (см. стр. 323).

Хромовую смесь получают растворением в воде бихромата, сульфата натрия и молибдата аммония.

Осаждение производится при комнатной температуре (^20°). При осаждении следует различать три периода: а) собственно осаждение, т. е. слив растворов с получением светло-желтого осадка; б) образование при размешивании пигмента ярко-красного цвета и в) стабилизация пигмента с целью устранения опасности его перекристаллизации в маточном растворе.

Среда при сливе должна быть слабокислой (pH ‘—‘4,5) с тем, чтобы все осадки выделялись в тонкодисперсном состоянии.

Образование пигмента при последующем размешивании должно происходить в более кислой среде (при pH = 2,5—3,0) с тем, чтобы переход светло-желтого осадка в ярко-красный про­исходил с определенной, заданной скоростью. В более кислой Среде изменение цвета Происходит быстрее, НО оттенок регулИ’

руется не так легко и есть опасность пожелтения осадка. В менее кислой среде требуется более длительное размешивание, что приво­дит к укрупнению частиц пигмента и ухудшению его укрывистости.

Регулировка pH среды при осаждении достигается добавле­нием в разные периоды кислоты или щелочи, а также соответст­вующим разбавлением суспензии.

Стабилизация пигмента в маточном растворе достигается ней­трализацией раствора до pH — 6,5—7,5, промывкой осадка с целью удаления сопутствующих солей, а также добавлением к взвеси некоторых соединений, которые стабилизируют цвет осадка. В ка­честве таких соединений обычно применяют гидрат окиси алюми­ния, фталат свинца и ализариновое масло.

Фталат свинца вводится в виде суспензии, гидрат окиси алю­миния получается непосредственно в реакторе: вначале к суспен­зии пигмента добавляют раствор сульфата алюминия, а затем — едкий натр или аммиак.

Промытый пигмент в присутствии стабилизаторов может нахо­диться под водою длительное время без заметного изменения цвета.

Необходимо отметить, что стабилизаторы повышают также светостойкость пигмента.

Характер и скорость слива растворов соли свинца и хромовой смеси строго регламентируются, так как они оказывают значитель­ное влияние на цвет пигмента. Обычно приливают хромовую смесь к раствору соли свинца со скоростью от 1 мин. (и даже меньше) до 1 часа; иногда одновременно сливают растворы в струе.

Установка для производства свинцово-молибдатного крона (рис. 114) состоит из бачков небольшого размера 1, 2,3 для коррек­тирующих и стабилизирующих реагентов, а также для подготовки сырья, баков для растворения сырья 4,5,6 и реактора 7. Сюда вхо­дят также приспособления для быстрого слива растворов: бак 8, работающий под давлением, с помощью которого возможно доба­вление одного раствора к другому в течение меньше чем 1 мин., и смесительное устройство 9 в виде трубы или лотка, в которых струи подаваемых растворов смешиваются до поступления в реак­тор. В состав установки входит также аппаратура для фильтрова­ния, сушки и размола {на схеме не приведена).

Размер аппаратов зависит от объема производства. Обычно применяют реакторы объемом 15—25 ж3, растворительные баки и бак, работающий под давлением, объемом 8—10 ж3, а дополни­тельные бачки— 1 ж3. Реактор и все баки стальные, облицованные кислотоупорными плитками, дополнительные баки — деревянные; все они снабжены мешалками.

Рецептура для получения свинцово-молибдатного крона соста­вляется на основе расчета по уравнению, например:

18Pb <N03)a + 7Na2Cr207 + 2Na, S04 + 2 (NH4)2Mo04 + 7НяО —>

.—* 2(7PbCr04 • PbMo04 ■ PbS04) -f 18NaN03 + 4NH4N03 f I44N03

В этой реакции образуется значительное количество кислоты, в связи с чем процесс получения крона протекает ненормально. Чтобы избежать этого, вместо бихромата применяют монохромат

или добавляют к хромовой смеси необходимое количество щелочи:

18Pb (N03)2 + 7Na2Cr207 + 14NH4OH + 2Na2S04 + 2 (NH4)2 Mo04 —►

—> 2 (7PbCr04 ■ PbSOt. PbMo04) + 18NaN03 + 18NH4N03 + 7H20

В качестве примера приводим условия получения свинцово — молибдатных кронов различного оттенка из нитрата и ацетата свинца.

2-ї В. Ф. Беленький. И В Рискнв

1. Для получения свинцово-молибдатных кронов из нитрата свинца применяют следующую рецептуру ( в вес. ч.):

Нитрат свинца Pb (N03)2 в пересчете на металлический РЬ 207

В бак загружают азотную кислоту, разводят ее до 30%-ной и добавляют глет, предварительно взмученный в воде. После раство­рения глета добавляют воду до общего объема 10 ж3, дают рас­твору отстояться и сливают его в реактор. По некоторым данным, лучшие результаты получаются при добавлении к азотной кислоте уксусной в количестве 20—25 кг (считая на 100%-ную).

В другом баке растворяют бихромат, сульфат натрия и молиб­дат аммония, добавляют воду до общего объема 10 ж3 и также дают раствору отстояться.

Осаждение пигмента производится путем приливання в течение 16—18 мин. хромовой смеси к раствору соли свинца, находящейся в реакторе. Маточный раствор после осаждения должен содержать небольшой избыток соли свинца и небольшое количество кислоты, соответствующее примерно 12,5 мг-экв/л. Если после осаждения кис­лотность маточного раствора отличается от своего оптимального зна­чения, ее нужно отрегулировать добавлением кислоты или щелочи.

При более длительном осаждении и большей кислотности ра — твора пигмент приобретает синеватый оттенок. После осаждения продолжают размешивание в течение 1 часа до перехода лимонно­желтого осадка в ярко-красный, дают осесть пигменту, сливают осветленный маточный раствор и добавляют стабилизатор — фта- лат свинца или гидрат окиси алюминия. Фталат свинца вводят в виде водной суспензии в количестве 0,5% по отношению к су­хому пигменту.

Для получения гидрата окиси алюминия в реактор добавляют 23—40 кг сульфата алюминия А^ЗОДз* 18Н20 и аммиака из рас­чета осаждения всего алюминия и создания нейтральной среды (pH = 6,5—7,5). Затем суспензию пигмента фильтруют и сушат при 100°. Выход пигмента 318 кг.

Пигмент, полученный по этому способу, обладает ярким оран­жево-красным цветом с желтоватым оттенком.

2. Свинцово-молибдатные крона из ацетата свинца наиболее часто получают по следующей рецептуре (в вес. ч,), в которой уксусная кислота берется из расчета получе­

В баке растворяют глет в уксусной кислоте, разбавляют ‘рас­твор до 3,5 ж3 и дают ему отстояться. В другом баке растворяют в воде бихромат, сульфат натрия и молибдат аммония и также доводят общий объем до 3,5 ж3. Осаждение производится в разных условиях, что определяет оттенок пигмента — чистый оранжево­красный или с синеватым оттенком.

Для получения пигмента чистого оранжево-красного цвета сли­вают в реактор раствор соли свинца и затем, в течение очень ко­роткого времени — 45 сек., — раствор хромовой смеси. Такой бы­стрый слив хромовой смеси достигается тем, что раствор сначала направляют в бак, работающий под давлением, и лишь оттуда в реактор. Небольшую часть хромовой смеси оставляют в раство — рительном баке для корректировки. Затем быстро разбавляют суспензию водой с целью снижения кислотности до 25—SO мг-экв/л и добавляют оставшуюся часть хромовой смеси, оставляя в рас­творе лишь небольшой избыток свинца. После этого размешивают суспензию в течение 20—25 час. до образования пигмента ярко — красного цвета, оставляют его на отстой, сливают маточный рас­твор и добавляют стабилизатор — фталат свинца или гидрат окиси алюминия (1,2% на сухой пигмент). Пигмент затем фильт­руют и сушат.

Для получения пигмента с синеватым оттенком применяют иной метод слива, а осаждение производят при избытке соли свинца, регулируя его в зависимости от необходимого оттенка пигмента.

Для получения пигмента с несильно выраженным синеватым оттенком сливают в реактор небольшую часть раствора соли свинца (‘—ISO л), а затем через смесительную трубу в течение 45 мин. добавляют оба раствора, т. е. соль свинца и хромовую смесь, регулируя их поступление таким образом, чтобы соль свинца была в значительном избытке. В связи с этим после слива небольшая часть (—25 л) хромовой смеси остается в растворитель — ном баке. Кислотность раствора должна быть такой же, как ука­зано выше. Затем перемешивают суспензию в течение 20—24 час. до образования ярко-красного пигмента и медленно добавляют оставшуюся хромовую смесь, оставляя в растворе лишь небольшой избыток соли свинца. Дают пигменту отстояться, сливают маточ­ный раствор, добавляют фталат свинца в количестве —1,2% от веса сухого пигмента или гидрат окиси алюминия в том же коли­честве, фильтруют и сушат.

Синеватый оттенок пигмента может быть усилен путем умень­шения избытка соли свинца в смесительной трубке при сливе рас­творов; при этом оба бака освобождаются от растворов одно­временно.

Известны и некоторые другие рецептуры получения свинцово- молибдатного крона из ацетата свинца (табл. 46), однако они не отличаются существенным образом от приведенной выше (вес. ч.),

Суспензия фталата свинца получается в результате взаимодей­ствия раствора фталата натрия с раствором ацетата свинца.

Контроль производства при изготовлении свинцово-молибдат — ного крона должен осуществляться с особой тщательностью, так как даже незначительное отступление от указанных выше условий приводит к получению пигмента не ярко-красного цвета, а оранже­вого или темно-желтого. Поэтому все параметры производства: концентрация исходных растворов, их температура, продолжи­тельность размешивания, температура сушки пигмента и, главное, pH растворов — должны подвергаться тщательному контролю в со­ответствии с регламентом.

Приводим технические требования к оранжевым и красным свинцовым кронам:

Свинцово-
молнбдатный крон

Содержание РЬМо04 в %, не менее… 8,0

Содержание растворимых в воде солей

в %, не более………………………………….. 0,5

Содержание влаги гигроскопической в %,

не более………….. 1,0

Реакция водной вытяжки………… Нейтральная

(pH = 6,5—7,0)

Остаток на сите с 10000 отв/см2 в %,

не более…………………………………………………………….. 0,5

Цвет и оттенок. ……………………………………….. По эталону

Укрывистость в пересчете на сухой пиг­мент в г/м2, не более. 60

Интенсивность, не менее…………………………………………… 0,9