专利名称：含铁量50～73wt.%、自由流动的磁性氧化铁的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及含铁量50～73wt．％(重量百分数)，自由流动的氧化铁的应用。
人们早就知道从水溶液中沉淀生产颗粒状四氧化三铁。在US802928中描述了用碱性组分沉淀硫酸亚铁(Ⅱ)，随后用空气氧化，生产四氧化三铁。随后也提出了有关沉淀生产四氧化三铁的许多其它申请。生产的铁氧化物最初用于制备形形式式的颜料。与有机染料和碳黑相比，四氧化三铁的特殊优点在于它们极好的抗风化性，因此这类颜料也可在户外使用。此外，沉淀四氧化三铁用于彩色混凝土压制件，例如，混凝土铺路石或混凝土屋顶瓦片。有一段时间四氧化三铁也用于静电复制术中生产调色剂。
沉淀生产的四氧化三铁最好用于生产使用单组分调色剂的复印机所用的调色剂。为此所用的磁性调色剂必须具有各式各样的一般性质。随着复印机和印刷机的不断发展和改进，磁性调色剂，因而对所用的四氧化三铁的要求越来越高。最新一代印刷机的分辨率达＞600dpi(每英寸的点数)，导致要研制粒子很细且大小分布很窄的调色剂。这意味着调色剂所需的四氧化三铁必须有很窄的粒度分布。而且，需要一特殊的粒子尺寸，以确保在制成的调色剂中，四氧化三铁粒子均匀分布。市场上用于生产调色剂的四氧化三铁是满足这些要求的粉末。但是，这些粉状沉淀四氧化三铁流动性差。因此，粉末四氧化三铁的计量困难，劳动强度大。此外，粉状颜料会散发出灰尘。因此，小颗粒比粉末更为适用。另一方面，小颗粒的缺点是它们必须能分散。硬、强、易运输和计量的自由流动的细粒常是不易分散的。软细粒易分散，但通常不能运输，处理时会碎裂成粉末。
在US5401313中，描述了由相应的粉末和至少一种改变表面电荷的添加剂及至少一种促进分散的添加剂生产出的特殊颜料细粒。这些细粒也可在磁性调色剂组合物中使用。
因此，本申请的目的是提供一种可在调色剂、印刷油墨和墨水中使用的磁性氧化铁细粒，它有下列性质-良好的流动性
-高色彩强度-基本上无尘-易计量-易在计量设备中运输-良好的分散性-配制相容性用特殊的细粒可达此目的。
本发明涉及生产调色剂、印刷油墨和墨水用的细粒，细粒包含95．0～99．8wt．％的磁性氧化铁，其中铁含量为50～73wt．％，在照明下亮度L*为40～79CIELAB单位，偏色(colour cast)a*为-1．0～4．0 CIELAB单位，偏色b*为0．0～0．7 CIELAB单位，平均粒度为30～250μm，在1mm筛网400次敲打的流动试验中残留物＜2wt．％，和选自聚硅氧烷、聚酯、单羟基或多羟基聚醇、十个碳以上长链脂肪酸和脂肪酸酯、有机金属化合物、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇组成的一组化合物的粘合剂，其量为0．2～0．5wt．％。
细粒最好用硅氧烷或金属有机化合物作为粘结剂来生产。
粘结剂量最好为0．5～2．0wt％。若所用粘结剂量太少，制得的颗粒强度不够；若所加粘结剂量太大，会给调色剂生产带来困难。
在US 5401313中至少必须加两种添加剂。这意味着添加剂量相对较高，这对制剂成分的相容性有负影响，此外，生产费用高。
按本发明所用的细粒性质良好，例如，良好的流动性，良好的分散性，低磨损以及和调色剂制剂可相容。
细粒可按多种制法生产。可能的制法有例如-喷射成粒-盘式法成粒-压制成粒在从悬浊液开始的成粒制法中，先把通常是由液体或溶液组成的粘合剂加到分散在水中的已知量颜料中去。分散是用机动搅拌机、连续流动的分散装置，喷射泵或类似设备进行的。然后，由适当的成粒方法把悬浊液转变成粒。喷射成粒特别适用于存在于悬浊液中的颜料的成粒。
喷射成粒，例如，可如下进行-磁性氧化铁的水分散体系可用高速搅拌机或连续流动分散装置，按转子-定子原理粉碎滤饼而制得。这分散体系含150～500g／l四氧化三铁。-粘合剂以液体状态(纯的或溶在适当溶液中的)加到此分散体系中。-由搅拌、用泵抽或通过连续流动分散装置混合此分散体系10～240分钟，以使粘合剂均匀分布在分散体系中。-制得的分散体系在喷管或盘式喷射干燥机中喷射。排出的气体温度应是110～140℃。选择转盘速度以得到所要的粒子尺寸(这依赖于喷射干燥机的生产能力和尺寸)。
使用喷管喷射干燥机时，粒子大小由生产能力，压力和喷管横截面来确定。在从干颜料开始的成粒方法中，粘合剂-这里也常用一种液体或溶液，加到在合适混合器中的颜料粉末中去。然后混合足够长时间，随后实施成粒步骤。颗粒的大小和强度受调节制法参数的影响。例如，在压制成粒情况下，增加压制压力可得到较强的粒子。在喷射成粒情况下，粒子大小受喷管直径和干燥速率的影响。
为了确定细粒的性质，使用下列试验方法；1．制备一漆器确定色值。测量前用带有10mm直径玛瑙球的细粉碎机(30”)(Braun)磨碎3．2g磁性氧化铁。然后，把2．0g粘合剂Alkydal F48(BayerAG的产品)，0．1g待试验的已磨碎磁性氧化铁和1．0g TiO2(Bayertitan R-FK2(Bayer AG产品))在Engelsmann出品的盘式粉碎机上研磨。按DIN55986用Dataflash 2000(d／8°)，设备A测量，用1989年10月19日CIELAB2评估程序计算来确定色值L*(色彩的亮度)，a*(红色)和b*(蓝色)。2．Fe，Fe(Ⅱ)，Fe(Ⅲ)的元素分析；按DIN55913确定Fe(Ⅱ)含量用KMnO4滴定由Memotitrator(Mettler DL-70)来确定。Fe(Ⅲ)含量用TiCl3按同样方式确定。铁总含量由这两个单独值和称重的量计算。两种标准溶液的含量每日测定。3．流动性试验先让粒状样品过2．5mm粒度的筛子。称其50g放入带有1mm筛孔的中间筛板的筛罐(直径76mm，高94mm)。带有已称试量的筛罐放入直径102mm，高163mm的收集罐中。收集罐底部是一插销密封。按DIN／／ISO787，第11部分把罐放在一夯实容积计上，敲打400次。若流动性很好，敲打次数可减到至多25。流动性质用筛罐中1mm筛上残留物的wt．％表示。
wt．％(流动性)=残留物克数×100／称重的克数较小的残留值表示较好的流动性。
本发明将用下列实例更详细地说明。实例实例1含铁量69．0wt．％的四氧化三铁在搅拌容器中用水调配成浓度300克／升。把1．25wt．％后处理剂KR-TTS(Kenrich石油化学公司的产品，三-2-丙基异硬脂酰钛酸酯，C57H11207Ti)泵入此悬浊液。然后，搅拌30分钟并用生产能力为10 l／h(升／小时)的盘式喷射干燥机以10000 l／min(升／分)速度喷射干燥。所得细粒能自由流动并有下列性质亮度L*50．0 CIELAB单位a*0．5 CIELAB单位b*-3．7 CIELAB单位流动性，在1mm筛中敲打100次后残留物＜1wt．％。KR-TTS(脂肪酸酯)1．05wt．％。由于它良好的流动性，此产品特别适用于调色剂生产。比较实例1同样的四氧化三铁，不含后处理剂，在18000升／分下喷射干燥。测试流动性时，400次敲打后残留物为18wt．％。比较实例2同样的四氧化三铁，用1．25wt．％实例1的后处理剂，在18000升／分下喷射干燥。测试流动性时，400次敲打后残留物为5wt．％。
权利要求
1．用于生产调色剂或油墨的磁性氧化铁细粒，细粒含95．0～99. 8wt．％磁性氧化铁和0．2～5．0wt％粘合剂，其中磁性氧化铁含铁量为50～73wt．％，其中细粒具有下列性质照明下亮度L*为40～79 CIELAB单位，偏色(colour cast)a*为-1．0～4．0 CIELAB单位，偏色b*为0．0～-0．7 CIELAB单位，平均粒子大小为30～250μm，在含1mm筛和400次敲打的流动试验中残留物＜2wt．％。
2．权利要求1的细粒，其中粘合剂包含选自聚硅氧烷、聚酯、单羟基或多羟基聚醇、十个碳以上的长链脂肪酸、十个碳以上的脂肪酸酯、金属有机化合物、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇的一种化合物。
3．权利要求2的细粒，其中粘合剂是聚硅氧烷化合物、十个碳原子以上的脂肪酸酯、或金属有机化合物。
4．权利要求3的细粒，其中十个碳原子以上的脂肪酸酯包括三-2-丙基异硬脂酰钛酸酯。
5．权利要求1的细粒，含0．5．～2．0wt．％粘合剂。
6．权利要求1的细粒，其中在含有1mm筛和100次敲打的流动性试验中，残留物＜1wt．％。
7．权利要求1的细粒，其中磁性氧化铁含铁量为～69．0wt．％。
8．权利要求1的细粒，可用喷射、盘式(喷射)或冲压成粒工艺生产。
9．权利要求8的喷射或盘式(喷射)成粒方法，包括步骤如下a)将磁性氧化铁分散形成一水分散体系；b)加一液体状粘合剂到分散体系中去；c)混合含粘合剂的分散体系直到粘合剂均匀分布在分散体系中。d)在管式或盘式喷射干燥机中喷射混合了的分散体系。
10．权利要求8的喷射、盘式(喷射)或冲压成粒方法，包括步骤如下a)加粘合剂到干的磁性氧化铁中；b)混合粘合剂和磁性氧化铁一定时间使形成一均匀混合物并开始成粒；c)在管状或盘状喷射干燥机中喷射该均匀混合物或在压制机中压制。
全文摘要
用于生产调色剂或油墨的磁性氧化铁,它包含95.0～99.8wt.%磁性氧化铁和0.2～5.0wt.%粘合剂,其中磁性氧化铁含铁量为50～73wt.%,其中细粒有下列性质;在照明下亮度L
文档编号C09C1/22GK1206031SQ9811471
公开日1999年1月27日 申请日期1998年6月12日 优先权日1997年6月16日
发明者W·科谢恩, U·梅森 申请人:拜尔公司