Модифицирование поверхности цинковых белил

Для уменьшения реакционной способности, увеличения блеска покрытий и обеспечения возможности применять пигмент в сильнокислых пленкообразователях цинковые белила модифицируют осаждением на поверхности пигмента силиката цинка, обрабатывая раствором силиката натрия, подкисленным фосфорной кислотой.

Для  уменьшения   пыления   и   потерь,   а  также  для  удобства автоматического дозирования при непрерывных способах изготовления красок,   цинковые   белила   можно   выпускать   в   виде   спрессованных таблеток или гранул.

Нормальным литопоном называется эквимолекулярная смесь пиг­мента — сульфида цинка и наполнителя — сульфата бария, полученная соосаждением из растворенных в воде солей:

Высокопроцентный литопон содержит вдвое больше сульфида цинка и может быть получен по реакции:

Сульфид цинка кристаллизуется в двух сингониях: кубической — сфалерит и гексагональной - вюртцит. Только вюртцит обладает высо­кими пигментными свойствами. При осаждении из раствора образуется сфалерит, который при 1020 0C переходит в вюртцит, но при такой темпе­ратуре часть ZnS разлагается и переходит в ZnO. Добавка небольших количеств (0,005%) CoS снижает .температуру перехода до 7000C. Во избежание обратного перехода вюртцита в сфалерит рас­каленный продукт быстро охлаждают (“гасят”) в холодной воде, при этом пигментные свойства значительно улучшаются; возрастают укры-вистость и красящая способность, снижается маслоемкость, улучшается цвет, облегчается диспергирование. Все эти изменения обусловлены распадом агрегатов, т. е. увеличением дисперсности при гашении.

Литопон не светостоек, под воздействием солнечных лучей он при­обретает серую окраску, которая очень медленно в темноте может исчезнуть. Потемнение наблюдается только в присутствии ZnO и влаги и объясняется протеканием на свету реакции:

Выделившийся металлический цинк и придает пигменту серую окраску. С течением времени он может окислиться в ZnO белого цвета, и тогда серый оттенок пигмента исчезает. Для получения так называемого светостойкого литопона после прокаливания из него удаляют ZnO, растворяя его слабой (2 %-ной) соляной или серной кислотой с последующей отмывкой. Поскольку эта операция удорожает продукт, она проводится не всегда.

Литопон нейтрален, в воде нерастворим, щелочи на него не дейст­вуют, неорганические кислоты могут разлагать ZnS с выделением сероводорода. С жирными кислотами масел химически не взаимодействует. Прочность пленок, пигментированных литопоном, определяется свойствами самого пленкообразователя.

Литопон применяется для пигментирования лакокрасочных мате­риалов на основе любых пленкообразователей; особенно пригоден он для воднодисперсионных красок, так как не вызывает коагуляции. Из-за недостаточной свето - и атмосферостойкости покрытия, пигменти­рованные литопоном, пригодны к эксплуатации только внутри помеще­ний. Литопон практически безвреден и находит применение в произ­водстве клеенки, санитарных и бытовых изделий из резины.

Технология производства литопона. Технологический процесс полу­чения литопона довольно сложен и состоит из 4 стадий:

1. Получение раствора BaSиз природного минерала сульфата ба­рия — барита. Барит в смеси с углем восстанавливается ,в трубчатой печи при 10000C:

Плав подвергается мокрому размолу и выщелачиванию, получен­ный раствор BaS фильтруют. Шлам идет в отвалы.

2. Получение раствора ZnSO4. Цинксодержащие отходы произ­водства цинковых белил и серую окись, цинковый лом или рудные концентраты растворяют в серной кислоте. Присутствие даже незначи­тельных примесей придает литопону серый цвет и вызывает фототропию. Многостадийный процесс очистки раствора позволяет извлекать ценные примеси Sn, Ni, Cd, Cu, Ag, Pb и удалять Fe, Mn, SiO2, находившиеся в сырье.

3. Осаждение литопона проводится из концентрированных растворов при 750C и непрерывном перемешивании. При небольшом избытке сульфида бария и рН 7,5—8,3 получают продукт с хорошими пигмент­ными свойствами.

4. Прокаливание и обработка. Отфильтрованный и промытый лито­пон сушат и прокаливают во вращающейся трубчатой печи муфель­ного типа при 700 0C без доступа кислорода воздуха, чтобы избежать образования ZnO. Прокаленный литопон-полуфабрикат “гасят” в холод­ной воде, после чего подвергают мокрому размолу в фарфоровой мель­нице и гидроклассификации. Продукт с размерами частиц менее 1 мкм отфильтровывают, сушат, размалывают на дезинтеграторах и упаковы­вают.

Известен аналог литопона — сульфопон — смесь ZnS и CaSO4; по свойствам он уступает литопону и находит ограниченное применение.