×
10.09.2013
216.012.67b7

Результат интеллектуальной деятельности: НЕОРГАНИЧЕСКИЙ ПИГМЕНТ НА ОСНОВЕ МОЛИБДАТА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано в лакокрасочной промышленности, производстве пластмасс, керамики, строительных материалов. Неорганический пигмент на основе молибдата, включающего церий и щелочноземельный металлы, представляет собой сложный молибдат со структурой шеелита состава CaCeMoO, где 0,10≥x≥0,02. Изобретение позволяет получить экологически безопасные пигменты на основе молибдата кальция, допированного церием, с окраской от оранжево-желтого до желтого цвета, с высокой термической и химической устойчивостью. 1 ил., 1 табл., 5 пр.
Основные результаты: Неорганический пигмент на основе молибдата, включающего церий и щелочноземельный металл, отличающийся тем, что он представляет собой сложный молибдат со структурой шеелита состава CaCeMoO, где 0,10≥x≥0,02/

Изобретение относится к неорганическим красителям, а именно к неорганическим пигментам, в частности, к составам для окрашивания на основе молибдата кальция, допированного редкоземельным элементом церием с окраской от оранжево-желтого до желтого цвета, которые могут быть использованы в лакокрасочной промышленности, производстве пластмасс, керамики, строительных материалов.

Большинство минеральных пигментов, используемых в промышленности, содержит такие металлы, как кадмий, свинец, хром, кобальт, ванадий, которые обладают значительной токсичностью. При современных требованиях безопасности и экологии есть необходимость в получении менее токсичных пигментов с характеристиками не хуже ранее используемых.

В настоящее время число желтых пигментов с высокими характеристиками термической, химической и ультрафиолетовой стабильностью ограничено. Это и сульфо-селенид кадмия, железооксидные пигменты, в частности охры природного происхождения [Е.Ф. Беленький, И.В. Рискин. Химия и технология пигментов. 1974 г. «Химия»; Von R. Fricke. Uber struktur und Warmenhalt verschieden Dargeschtellter γ-Eisen(III) - oxide, sowie füber die bildungswarme des Lepidokrokit (γ - FeOOH). // Z. für Elektrochemie 1937. 43. S.52-65]. Однако почти все они содержат токсичные металлы, многие из них обладают недостаточной яркостью цвета и наличием оттенков, например, оранжевый крон.

При небольшом разнообразии желтых пигментов продолжаются работы по получению новых пигментов в желто-оранжевой гамме. Так в работе [Shingo Ishida, Fend Rend, and Nobuyuki Takeuchi. New Yellow Ceramic Pigment Based on Codoping Pyrochore - type Y2Ti2O7 with V5+ and Ca2+ // J. Am. Ceram. Soc. 1993. V.76. N 10. P.2644-48] предложено использовать желтые пигменты со структурой пирохлора, например CaxY2-xVxTl2-xO7. Однако он содержит токсичные таллий и ванадий, сравнимые с токсичностью свинца и кадмия, и, кроме того, обладает нестойким цветом: пигмент обесцвечивается в стекле. Температуры его синтеза достаточно велики, что требует дополнительных затрат.

В работе [Leo J.H. Erkns and Ludo J. Vos. Bismuth Vanadate Pigments for High-Performance Leaf-Free Paints // The Bulletin of the Bismuth Institute. 1997. V.70. P.1-7] предложено использовать в качестве желтого пигмента ортованадат висмута. По оценкам авторов пигмент обладает чистотой цвета, хорошей укрывистостью, интенсивностью и химической устойчивостью. Однако он также содержит в своем составе ванадий, кроме того, чистота цвета этого пигмента невысока: в цвете присутствует зеленоватый оттенок.

Известны пигменты на основе свинцово-молибдатного крона, представляющего собой смесь хромата, сульфата и молибдата свинца. Эти кроны дают цвета от оранжевого до темно-красного [Е.Ф. Беленький, И.В. Рискин. Химия и технология пигментов. 1974 г. «Химия», стр.273]. Они обладают достаточно высокими пигментными свойствами. Однако получение этих пигментов достаточно трудоемко и требует стабилизации пигмента для сохранения яркости цвета и они также токсичны, так как содержат значительное количество свинца.

Наиболее близким к заявленным пигментам является неорганический оранжевый, пигмент на основе молибдата церия и щелочного или щелочноземельного металла, описанный в патенте FR 2750415 A1 (RHONE POULENC CHEMIE), 02.01.1998. Эти пигменты получены из растворов в виде осадка. Полученный осадок сушат путем распыления и прокаливают в интервале температур 750-800°С. При сушке распылением на поверхности пигмента образуется слой оксида кальция (п.6 формулы). Интервал атомных соотношений Са/Се составляет 0,01-0,9, то есть церия либо в 100 раз больше кальция, либо примерно такое же количество, как и кальция, то есть состав пигмента на основе Се2(MoO4)3 будет выглядеть так Се2-2/3хСах(MoO4)3, а при крайних значениях отношения Са/Се 0,01 и 0,9:Се1,99Са0,02(MoO4)3 и Ce1,250Ca1,125(MoO4)3. Кроме того, авторы приводят параметры цвета одного из полученных пигментов: светлота (85%) и насыщенность (66,8%), однако, называя пигмент оранжевым, они приводят значение тона 87,6 град, а это по Д. Джадду и Г. Вышецки (Цвет в науке и технике. М: Мир. 1978. С.836) - желтый цвет. Суммируя сказанное выше, можно сделать вывод, что пигмент, описанный в патенте FR 2750415, состоит в основном из Се2(MoO4)3, допированного кальцием, и является достаточно дорогим, т.к содержит в большом количестве редкоземельный элемент церий. Кроме того, получение пигмента из растворов не гарантирует точного состава конечного продукта, т.к на поверхности основы Се2(MoO4)3 идет образование слоя оксида кальция. Все эти факторы ухудшают параметры цвета пигмента. Кроме того, способ получения пигмента является многостадийным и сложным.

Задачей изобретения является расширение ассортимента пигментов и их удешевление.

Техническим результатом изобретения является получение более дешевого экологически безопасного пигмента с высокой термической и химической устойчивостью.

Технический результат достигается тем, что неорганический пигмент на основе молибдата, включающего церий и щелочноземельный металлы, представляет собой сложный молибдат со структурой шеелита состава Ca1-3/2xCexMoO4, где 0,10≥х≥0,02.

Отличительными признаками неорганического пигмента на основе молибдата металлов являются:

пигмент представляет собой твердый раствор сложного состава со структурой шеелита,

пигмент представляет собой молибдат состава Ca1-3/2xCexMoO4, где 0,10≥x≥0,02.

Сложные молибдаты кальция, допированные церием, представляют собой твердые растворы со структурой шеелита типа CaWO4.

Для удешевления пигмента, а также для получения более широкой гаммы цвета проведено изучение составов на основе молибдата кальция, допированного церием. В отличие от прототипа, где интервал атомных соотношений Ca/Ce составляет 0,01-0,90, то есть церия либо в 100 раз больше кальция, либо примерно такое же количество, как и кальция, т.е в прототипе пигмент образован на основе молибдата церия Се2(MoO4)3. В предлагаемом изобретении разработка пигмента находится совершенно в другой области концентраций и на основе молибдата кальция, допированного церием, а не молибдата церия, допированного кальцием. Состав предлагаемого пигмента - Ca1-3/2xCexMoO4, где х изменяется от 0,02 до 0,10, то есть соотношение Са/Се находится в интервале от 48,5 (x=0,02) до 8,5 (x=0,10), то есть церия максимум в 48,5 и минимум в 8,5 раз меньше, чем кальция. Причем в этом интервале цвет пигмента изменяется от желтого до оранжевого, при этом измеренные параметры цветности образцов показывают, что пигменты обладают хорошими цветовыми характеристиками, получены чистые яркие цвета. Для синтеза пигментов использован метод твердофазных реакций, который заключается в смешивании исходных компонентов, их гомогенизации и отжиге. Достоинствами метода является его простота и точность состава получаемого пигмента. Суммируя сказанное выше, делаем вывод, что предлагаемый пигмент не только проще в получении и лучшего качества, но и значительно дешевле. Кроме того, он экологически безопасный, с высокой термической и химической устойчивостью. Пигменты показали хорошую устойчивость к минеральным кислотам, щелочам, спиртам и термическую стабильность при обычных условиях до 1400°C.

Для получения более широкой гаммы цвета были исследованы составы Ca1-3/2xCexMoO4 (0,10≥x≥0,02), где основную часть составляет недорогой кальций, белый по цвету, что не вносит дополнительных оттенков в получаемые цвета, кроме того, введение в исходную смесь кальция в виде карбоната приводит к разложению последнего при нагревании с выделением CO2, что способствует диспергированию частиц и получению развитой поверхности, что является важным показателем для пигмента.

Было исследовано влияние количества вводимого церия на цветовые характеристики пигмента. В частности, при значении x=0,08-0,10 получают оранжево-желтый цвет, при x=0,02 - чисто желтый цвет, а при x=0,04-0,06 - промежуточные цвета. Следовательно, введение в достаточно дешевый молибдат кальция небольших количеств церия в диапазоне 0,02-0,10 приводит к получению цвета пигмента от желтого до оранжево-желтого. Светлота имеет наибольшие значения при минимальном содержании церия, насыщенность, наоборот, растет с увеличением содержания церия. Типичный спектр отражения приведен на рисунке. Кроме того, исследована зависимость параметров цвета от температуры отжига (750, 850 и 900°C). С увеличением температуры параметры цвета улучшаются (таблица), обнаружено, что дальнейшее увеличение температуры и времени отжига почти не сказывается на параметрах цвета пигмента.

Характеризацию цветности образцов проводят по методике CIE Lab-76 (Sule A.D. The Lab system of specification of color // Colorage. 1992. N 9. P.23-34). Рассчитывались параметры цвета: L - светлота (%), С - насыщенность (%), Н - тон (град).

Предлагаемые составы пигментов готовят из стехиометрической смеси СаСО3, МоО3 и СеО2. Смеси тщательно гомогенизируют и отжигают при температуре 750-850°C с промежуточными перетираниями, время отжига 8-20 часов зависит от состава смеси и навески. Полноту прохождения реакции определяют методом рентгенофазового анализа. Исследования показали, что неоднофазность образцов не влияет на цветовые характеристики пигмента. В таблице приведены параметры цвета пигментов (навески по 3 г) в зависимости от температуры отжига. С увеличением температуры от 750 до 900°С растет насыщенность пигментов, светлота и тон практически не меняются. Дальнейшее увеличение времени отжига и температуры практически не влияет на параметры цвета.

Все образцы изоструктурны и имеют структуру шеелита. Параметры тетрагональной элементарной ячейки Са0,97CeO0,02MoO4 а=5,2249; с=11,4391; Са0,94CeO0,04MoO4 а=5,2360; с=11,4391 (для сравнения для CaMoO4 а=5,2229; с=11,4305).

Примеры получения пигментов.

Пример 1: Для синтеза 100 г Са0,94CeO0,04MoO4 берут 38,42 г CaCO3, 2,81 г CeO2, 58,78 г МоО3. Смесь тщательно перетирают и помещают в фарфоровый тигель. Шихту обжигают в муфельной печи при температуре 750°C с трехкратным перетиранием в течение 16 часов. Полученный пигмент окрашен в желтый цвет с параметрами: L=80,5; С=68,4; Н=79,5.

Пример 2: Для синтеза 50 г Са0,88Се0,08MoO4 берут 17,92 г CaCO3, 2,80 г CeO2, 29,28 г МоО3. Смесь аналогично примеру №1 тщательно перетирают и обжигают при температуре 750°C с двукратным перетиранием в течение 12 часов. Полученный пигмент окрашен в оранжево-желтый цвет с параметрами: L=76,8; С=75,5; Н=74,9.

Пример 3: Синтез проводят аналогично примеру №2 в течение 8 часов, для синтеза 30 г Ca0,91Ce0,06MoO4 берут 11,14 г CaCO3, 1,26 г CeO2, 17,60 г МоО3, обжиг ведут при 750°С, получают пигмент, окрашенный в оранжево-желтый цвет с параметрами: L=78,4; С=69,7; Н=78,7.

Пример 4: Для синтеза 150 г Са0,97Ce0,02MoO4 берут 59,57 г CaCO3, 2,11 г CeO2, 88,32 г МоО3, процесс проводят аналогично примеру №3 с трехкратным перетиранием в течение 20 часов. Полученный пигмент окрашен в желтый цвет с параметрами: L=89,6; С=52,1; Н=89,0.

Пример 5: Для синтеза 20 г Са0,85Се0,10МоО4 берут 6,91 г CaCO3, 1,39 г CeO2, 11,69 г МоО3, процесс проводят аналогично примеру №3 с двукратным перетиранием в течение 8 часов. Полученный пигмент окрашен в оранжево-желтый цвет с параметрами: L=79,0; 0=70,6; H=73,1.

Таблица
Т. отж. (°C)/время отж. (ч) 750/4 850/4 900/4
x L C H L C H L C H
0,02 89,2 45,1 88,0 89,6 52,1 89,0 88,3 54,2 87,2
0,04 84,4 52,9 84,1 86,7 59,7 85,7 84,5 63,1 83,5
0,06 83,2 61,0 81,7 82,7 65,7 82,7 81,7 70,4 79,9
0,08 80,7 66,0 79,8 80,3 68,7 80,9 79,2 72,8 78,8
0,10 80,0 69,0 79,9 79,0 70,6 80,0 77,1 74,1 77,1

Неорганический пигмент на основе молибдата, включающего церий и щелочноземельный металл, отличающийся тем, что он представляет собой сложный молибдат со структурой шеелита состава CaCeMoO, где 0,10≥x≥0,02/
НЕОРГАНИЧЕСКИЙ ПИГМЕНТ НА ОСНОВЕ МОЛИБДАТА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 35.
20.07.2013
№216.012.5758

Способ выращивания монокристаллов литий-магниевого молибдата

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов литий-магниевого молибдата LiMg(MoO). Способ включает расплав литий-магниевого молибдата в расплаве растворителя, кристаллизацию при охлаждении расплава и охлаждение выращенных кристаллов, при этом в качестве растворителя используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487968
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.08.2013
№216.012.5ffe

Способ выделения одностенных углеродных нанотруб

Изобретение может быть использовано в электронике, материаловедении, приборостроении, метрологии, информатике, химии, экологии, биологии и медицине. Исходный продукт электродугового синтеза разделяют на легкую и тяжелую фракции разгонкой в режиме «кипящего слоя» или флотацией. Для режима...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490206
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.10.2013
№216.012.7664

Способ выращивания кристаллов сульфидных соединений на основе полуторных сульфидов редкоземельных элементов

Изобретение относится к области химической технологии и касается получения кристаллов сульфидных соединений на основе полуторных сульфидов редкоземельных элементов (ПСРЗЭ), легированных оловом, в том числе и в виде высокотемпературной полиморфной γ-модификации (ВТПМ). Способ включает загрузку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495968
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.01.2014
№216.012.9be5

Способ очистки висмута

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких элементов, а именно к способам глубокой очистки висмута от Ag, Te, Po при использовании солянокислых растворов. Способ очистки висмута включает электрорафинирование висмута с использованием солянокислого раствора висмута в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505615
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9ebd

Способ получения медного покрытия на керамической поверхности газодинамическим напылением

Изобретение относится к способу получения адгезионно-прочных медных покрытий на керамической поверхности с использованием газодинамического напыления. Проводят предварительное напыление подслоя из оксида меди (1) с последующим напылением медного покрытия и термическую обработку покрытия....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506345
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.04.2014
№216.012.b8bd

Способ получения бета-дикетоната или бета-кетоимината палладия (ii)

Изобретение относится к cпособу получения бета-дикетонатов или бета-кетоиминатов палладия(II). Способ включает взаимодействие бета-дикетона с раствором соли палладия в органическом растворителе с последующим осаждением целевого продукта и отделением его из раствора. В качестве бета-дикетона или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513021
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.06.2014
№216.012.d199

Способ выращивания монокристаллов литий-висмутового молибдата

Изобретение относится к области химической технологии и касается получения объемных кристаллов состава LiBi(MoO). Кристаллы выращивают из раствора-расплава литий-висмутового молибдата в растворителе путем кристаллизации при постепенном охлаждении расплава и выращенных кристаллов, при этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519428
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.09.2014
№216.012.f6ac

Полимерный медьсодержащий композит и способ его получения

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно к материалу и способу получения сферических конгломератов, содержащих наноразмерные частицы (НРЧ) металла, в частности меди, в оболочке из другого вещества или органического полимера. При этом НРЧ получают как в индивидуальном состоянии, так и в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528981
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.10.2014
№216.012.fb16

Углеродный материал и способ его получения

Изобретение может быть использовано при изготовлении носителей катализаторов, сорбентов, электрохимических конденсаторов и литий-ионных аккумуляторов. Взаимодействуют при 700-900 °C соль кальция, например, тартрат кальция или тартрат кальция, допированный переходным металлом, являющаяся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530124
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.11.2014
№216.013.0a97

Электрохромное устройство с литиевым полимерным электролитом и способ его изготовления

Изобретение относится к прикладной электрохимии, а конкретно к электрохромному устройству с литиевым полимерным электролитом и способу изготовления электрохромного устройства. Предлагается электрохромное устройство с литиевым полимерным электролитом, включающее рабочий электрод в виде пленки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534119
Дата охранного документа: 27.11.2014
Показаны записи 1-10 из 31.
20.07.2013
№216.012.5758

Способ выращивания монокристаллов литий-магниевого молибдата

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов литий-магниевого молибдата LiMg(MoO). Способ включает расплав литий-магниевого молибдата в расплаве растворителя, кристаллизацию при охлаждении расплава и охлаждение выращенных кристаллов, при этом в качестве растворителя используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487968
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.08.2013
№216.012.5ffe

Способ выделения одностенных углеродных нанотруб

Изобретение может быть использовано в электронике, материаловедении, приборостроении, метрологии, информатике, химии, экологии, биологии и медицине. Исходный продукт электродугового синтеза разделяют на легкую и тяжелую фракции разгонкой в режиме «кипящего слоя» или флотацией. Для режима...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490206
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.10.2013
№216.012.7664

Способ выращивания кристаллов сульфидных соединений на основе полуторных сульфидов редкоземельных элементов

Изобретение относится к области химической технологии и касается получения кристаллов сульфидных соединений на основе полуторных сульфидов редкоземельных элементов (ПСРЗЭ), легированных оловом, в том числе и в виде высокотемпературной полиморфной γ-модификации (ВТПМ). Способ включает загрузку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495968
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.01.2014
№216.012.9be5

Способ очистки висмута

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких элементов, а именно к способам глубокой очистки висмута от Ag, Te, Po при использовании солянокислых растворов. Способ очистки висмута включает электрорафинирование висмута с использованием солянокислого раствора висмута в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505615
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9ebd

Способ получения медного покрытия на керамической поверхности газодинамическим напылением

Изобретение относится к способу получения адгезионно-прочных медных покрытий на керамической поверхности с использованием газодинамического напыления. Проводят предварительное напыление подслоя из оксида меди (1) с последующим напылением медного покрытия и термическую обработку покрытия....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506345
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.04.2014
№216.012.b8bd

Способ получения бета-дикетоната или бета-кетоимината палладия (ii)

Изобретение относится к cпособу получения бета-дикетонатов или бета-кетоиминатов палладия(II). Способ включает взаимодействие бета-дикетона с раствором соли палладия в органическом растворителе с последующим осаждением целевого продукта и отделением его из раствора. В качестве бета-дикетона или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513021
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.06.2014
№216.012.d199

Способ выращивания монокристаллов литий-висмутового молибдата

Изобретение относится к области химической технологии и касается получения объемных кристаллов состава LiBi(MoO). Кристаллы выращивают из раствора-расплава литий-висмутового молибдата в растворителе путем кристаллизации при постепенном охлаждении расплава и выращенных кристаллов, при этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519428
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.09.2014
№216.012.f6ac

Полимерный медьсодержащий композит и способ его получения

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно к материалу и способу получения сферических конгломератов, содержащих наноразмерные частицы (НРЧ) металла, в частности меди, в оболочке из другого вещества или органического полимера. При этом НРЧ получают как в индивидуальном состоянии, так и в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528981
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.10.2014
№216.012.fb16

Углеродный материал и способ его получения

Изобретение может быть использовано при изготовлении носителей катализаторов, сорбентов, электрохимических конденсаторов и литий-ионных аккумуляторов. Взаимодействуют при 700-900 °C соль кальция, например, тартрат кальция или тартрат кальция, допированный переходным металлом, являющаяся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530124
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.11.2014
№216.013.0a97

Электрохромное устройство с литиевым полимерным электролитом и способ его изготовления

Изобретение относится к прикладной электрохимии, а конкретно к электрохромному устройству с литиевым полимерным электролитом и способу изготовления электрохромного устройства. Предлагается электрохромное устройство с литиевым полимерным электролитом, включающее рабочий электрод в виде пленки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534119
Дата охранного документа: 27.11.2014
+ добавить свой РИД