氧化稳定的氧化铁颜料,其制备方法及其用途的制作方法

专利名称：氧化稳定的氧化铁颜料,其制备方法及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有至少一种有机物质的一个涂层的氧化稳定的氧化铁颜料，它们的制备以及它们的用途。
含有+2氧化态铁的氧化铁颜料与氧化铁(III)Fe2O3相比构成热力学不稳定相。在空气或氧的存在下它们可以进行充分或部分氧化，例如2Fe3O4+O2→3Fe2O3此类反应为已知，例如，在成分和结构对应于磁铁矿的黑色氧化铁颜料的情况下。由于氧化的结果该颜料遭受其最重要的性质，即颜色的损失并因此变得不稳定。这种发生氧化的倾向的增加与这些颜料的精细分离的程度并因而与其特定表面积一致。
同样的情况也适用于黑色氧化铁和其它氧化铁彩色颜料，如用于棕色调而生产的红色氧化铁和/或黄色氧化铁的混合物。
如果说对于彩色颜料是因为颜色性质的损失而使它们变为无用，那么对于含有铁(II)的磁性颜料来说同样由氧化所引起的问题是磁性能的损失。特别处于危险中的是精细分离的磁铁矿颜料以及具有高铁(II)含量的磁铁矿(Fe3O4)和磁赤铁矿(γ-Fe2O3)的混合相。然而，对氧化也敏感的是磁铁矿和/或铁酸盐的混合相，例如铁酸钴，以及被一个磁性金属氧化物(特别是铁和钴的氧化物)的外壳包围的一个Fe3O4和γ-Fe2O3的内核所组成的那些磁性颜料。在技术文献中，除了混合相的说法外，人们发现在此描述的组合物还表述为“贝陀立体”。
DE 27 44 598 A1公开了通过用杂环有机化合物处理来减少精细分离的亚铁磁的磁铁矿颗粒的氧化敏感性。该处理提供了超过未处理颜料的相当大的改善，但却无法高于某一特定水平。吗啉、N-(3-氨基丙基)吗啉、N-(2-羟基乙基)哌嗪、1，2，4-三唑和3-氨基-1，2，4-三唑已经被证明特别有效。所用的杂环只是物理吸附在该颜料上并因此处于水溶性组分中。这会导致在不同粘合剂系统中的不相容性。此外，该磁铁矿颗粒是在非氧化性气氛下用杂环有机化合物处理，并且必须排除空气。因此该方法昂贵且复杂。
DE 41 39 052 A1公开了氧化铁颜料，为了提高对空气氧化的稳定该氧化铁颜料涂覆了环羧酸酰肼，其通式为 优选使用“邻苯二甲酸酰肼”和“马来酰肼”。但是，当更仔细观察时，以上给出通式的所有化合物只是哒嗪的3，6-二羟基取代的衍生物，因为对于以上给出通式的化合物存在下述互变异构形式
因此，对于“邻苯二甲酸酰肼”和“马来酰肼”习惯的名称分别还有1，4-二羟基酞嗪和3，6-二羟基哒嗪。这样DE 41 39 052 A1中公开的环羧酸酰肼是简单的含氮杂环类。如以上已经提到的，这些仅是物理吸附在颜料上并因此被包括在水溶性组分中。这会导致在不同粘合剂系统中的不相容性。
DE 37 26 048 A1描述了一种带有符合以下通式的苯甲酸衍生物的氧化铁颜料涂层 其中X＝O或NH并且R＝一种任选取代的直链或支链的、具有1到30个碳原子的烷基或亚烷基，或者一种任选取代的、具有5到12个碳原子的环烷基，或者一种任选取代的、具有5到10个碳原子的芳基或者氢。特别优选含有具有2到18个碳原子的脂肪族醇成分的水杨酸酯，例如辛基水杨酸酯或十二烷基水杨酸酯。所用的具有该通式的苯甲酸衍生物只是物理吸附在颜料上并因此被包括在水溶性组分中。这会导致在不同粘合剂系统中的不相容性。
为了提高氧化铁颜料的氧化稳定性的目的，现有技术还描述了许多无机涂料，以及有机物和无机物的混合涂料。
例如，DE 32 11 327 A1描述了用含硼化合物进行后处理。所考虑的那些化合物包括原硼酸、四硼酸、间硼酸、玻璃状三氧化二硼、结晶三氧化二硼、三甲基硼酸盐、三乙基硼盐、硼酸与多羟基化合物的络合物以及硼酸的盐类，例如象NH4B5O8*4H2O、Na2B4O6*10H2O、CaB3O5OH*2H2O或NaBO2。同样，提到了硼/氮化合物或硼-硫化合物。作为硼的化合物优选使用氧化硼、硼酸和/或硼酸的盐类，特别优选原硼酸和/或三氧化二硼。在所公开的各实例中，加入了研磨成粉状的原硼酸和研磨成粉状的三氧化二硼。用硼酸稳定的这些颜料的氧化稳定性与用杂环化合物涂覆的颜料是可比的，同时在水溶部分中有一个下降。
DE 43 22 886 A1公开的氧化铁颜料已经涂覆了硼、铝和/或硅的氧化物或氢氧化物、以及还有以下通式的芳香族羧酸Ar-(COOX)n其中Ar是被卤素、NH2、OH、NHR、NR2、OR或R任选取代的一种芳香烃，其中R是一种具有1到30个碳原子的直链或支链烷基或一种具有6到10个碳原子的任选取代的芳基，并且X是氢、碱金属、NR14(R1＝H、烷基和/或芳基)、碱土金属、铝或铁，以及n是从1到10的一个整数。在所公开的各实例中，加入了硼酸和苯甲酸的混合物或者硼酸和4-羟基苯甲酸的混合物。
一个欧盟的专家委员会已经提出将硼酸、原硼酸的硼酸盐类如Na3BO3和四硼酸的硼酸盐类如Na2B4O6*10H2O或Na2B4O6*5H2O、以及还有三氧化二硼分类为在类别2中的对于再生有毒的物质(在来自动物试验或其它相关信息的清楚发现的基础上应被认为是胚胎毒性的或损害人类繁殖能力的物质)并作为“有毒”(危险符号T)(参见有关欧盟2004年10月5-6日在Ispra召开、记录日为2004年11月22日的“再生毒性领域特别专家工作组委员会”(“Commission Working Group of Specialised Experts in the Fieldof Reprotoxicity”)的协商会议的纪要)。2005年9月8日欧盟技术委员会“分类和标签”会议最后处理了上述指定的化合物。通过多数决议该专家委员会的建议被采纳，并对这些物质的类别记录下了“对再生有毒类别2”的分类。所采用的R短语是60(会损害繁殖力)以及61(会对未出生的婴儿造成伤害)，以及还采用该危险符号T(“有毒”)(参见2005年9月8日在Arona召开的欧盟技术委员会“分类和标签”会议的纪要)。因此，处理这些物质、或者将它们用于稳定含有铁(II)的氧化铁颜料的生产操作中需要采取相应的措施来保护员工和环境。为此希望取代上述化合物。
因此，本发明的一个目的是提供氧化稳定的含铁(II)的氧化铁颜料，它们的氧化稳定性至少和含硼的氧化铁颜料一样好，但它们无须使用无机物而是使用商业的常规有机物即可一步制备。
该目的的实现是通过具有按重量计至少为5％的一种铁(II)含量(按FeO计)的氧化铁颜料，并具有一种有机物涂层，其特征为该有机物涂层由一种或多种具有具有通式(I)的化合物组成R-(COOX)n其中R是一种具有1到15个碳原子的饱和的或不饱和的直链或支链的脂肪族基团，该基团可以任选被卤素和/或NH2和/或OH和/或NHR1和/或NR12和/或OR1一次或多次取代，或者是一种具有4到26个碳原子的脂肪或芳香族基团，该基团可以任选被卤素和/或NH2和/或OH和/或NHR1和/或NR12和/或OR1和/或R1一次或多次取代，
R1是一种在每种情况下均具有1到10个碳原子的饱和的或不饱和的直链或支链的任选取代的脂肪族基团或者是一种在每种情况下均具有6到10个碳原子的任选取代的脂环或芳香族基团；X是氢、碱金属、NR24(R2是氢或者一种直链或支链的脂肪族、脂环族或芳香族基团)或者碱土金属、铝或铁以及n是从1到10的一个整数并且与未涂覆的氧化铁颜料相比该氧化铁颜料在≥10℃的氧化稳定性测试中具有一种氧化稳定性。
与未涂覆的氧化铁颜料相比该氧化铁颜料优选具有一种≥20℃的氧化稳定性。
在本发明的背景下，“脂肪族”是指碳原子按链状排列的化合物，不同于纯环化合物中各碳原子形成环状。因此脂肪族化合物等同于无环化合物，其下分组为无支链的或支链的烷烃、炔烃或烯烃。
在本发明的背景下，“脂环族”是指(如已经通过将“脂肪族”和“环”两个词写在一起所形成的认定所表指)碳原子呈环状排列的化合物。因此脂环族也是环脂肪族的同义词。因此脂环族化合物属于纯环化合物组，因此包含环烷烃、环烯烃和环炔烃。芳香族化合物和杂环化合物以及还有杂环化合物的饱和的代表物在本发明的含意中不被认为是脂环族。
在本发明的背景下，芳香族仅指碳环芳香族化合物，其中的环形成分仅由碳原子组成。除其它之外，它们还包括苯以及还有含两个或更多稠合的苯环，例如萘、蒽或菲。在本发明的含意中单环或多环的排列中不全部是碳原子的杂环不被认为是芳香族。
在本发明的含意中，这些脂环族和芳香族化合物也可概括在“碳环”的类属标题之下，因为在两种情况下该环成分只由碳原子构成。
该有机物涂层优选是由具有该通式(I)的一种化合物组成，其中R是一种具有1到15个碳原子，优选具有1到8个碳原子的饱和的直链或支链脂肪族基团。
该有机物涂层优选由该具有通式(I)的一种化合物构成，其中R是一种具有6到14个碳原子的芳香族基团，该基团由苯、萘或蒽衍生而来。
该有机物涂层优选由具有该通式(I)的一种化合物构成，其中X是氢、NR24、其中R2是H或是一个直链或支链的脂肪族、脂环族或芳香基团，或者一种碱金属，优选钠或钾。
该有机物涂层优选由具有该通式(I)的一种化合物构成，其中n是≤5的一个整数，优选≤3。因此该具有通式(I)的有机化合物具有一个或多个羧酸盐或羧酸基团。该基团或这些基团可以起锚定功能，这样具有通式(I)的有机化合物就能够在氧化铁颜料表面很好地形成离子键。
具有通式(I)的有机化合物优选以酸酐的形式使用。该酸酐可与该颜料表面依然存在的残留湿气发生水解，以给出相应的羧酸。
具有通式(I)的有机化合物优选进一步还包含水并以其水合物的形式使用。
所用的有机化合物优选为苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、乙酸盐(酯)和/或邻苯二甲酸酐。
在该涂覆的颜料中，具有该通式(I)的有机化合物优选按重量计为0.1％到10％的数量存在，优选按重量计为0.2％到3％。
对于铁(II)含量按重量计在17％和28％之间的(以FeO计)、并且通过BET氮单点吸附法(DIN 66131/ISO 9277)测定的比表面积小于23m2/g的典型的黑色氧化铁颜料而言，具有该通式(I)的有机化合物在该涂覆的颜料中优选按重量计0.1％到10％的量存在，更优选按重量计0.2％到5％，特别优选按重量计0.2％到3％。
用于磁信号存储的颜料要比该黑色氧化铁颜料(通过氮单点吸附法确定的BET表面积大于23m2/g)更精细地分离，并且对于一个给定的铁(II)含量，根据其特定表面积(这会比较容易超过40m2/g)要求更大添加量的具有该通式(I)的有机化合物。
如果铁(II)含量较低，例如象以上所描述的该磁性氧化铁化合物被磁性金属氧化物包围的情况那样，那么该添加量可相应降低。为了达到期望的氧化稳定性，本领域技术人员根据所公开的氧化稳定性测试借助几次尝试即可以另外很容易地确定每种单独的情况下所需要的处理量。
该氧化铁颜料优选具有残留水分含量按重量计＜5％，优选按重量计＜3.5％。适当时，这可以通过随后的干燥而实现。
本发明的热稳定氧化铁颜料为粉末或者为颗粒的形式。在本发明的背景下，“颗粒”是指其平均颗粒大小与起始材料相比经过一个处理步骤已经被放大的任何材料。因此“颗粒”不仅包含喷雾造粒和压实造粒而且还有例如一种湿润或潮湿处理并随后再粉碎的产品，以及干燥处理或基本上干燥处理步骤的产品，例如像干燥产生的颗粒、压块和类似的产品。在颗粒的情况下至少85％的粒子具有尺寸是在从60μm到3000μm，优选从80μm到1500μm的范围内。
本发明还涉及制备氧化铁颜料的方法，其特征在于具有铁(II)含量按重量计至少为5％(按FeO计)的氧化铁颜料与至少一种具有通式(I)的化合物混合并且该混合物任选进行干燥和/或研磨，所产生的氧化铁颜料与未涂覆的氧化铁颜料相比在氧化稳定性测试中具有≥10℃的氧化稳定性。本发明的氧化铁颜料可以或者从干燥的颜料开始制备或者在湿相(悬浮液或糊浆)中制备。铁(II)含量按重量计至少为5％(按FeO计)的氧化铁颜料优选在一种悬浮液或糊浆中与至少一种具有通式(I)的化合物混合并且对该混合物进行干燥和任选研磨，所产生的氧化铁颜料与未涂覆的氧化铁颜料相比在≥10℃的氧化稳定性测试中具有氧化稳定性。
该颜料悬浮液优选是来自于该颜料生产操作过程中的一种悬浮液或糊浆。
该颜料悬浮液优选是一种被重新分散的团聚粒子。
该氧化铁颜料优选最终暴露于在一种非氧化或弱氧化气氛中于200℃到800℃下进行的一个温度处理。
具有铁(II)含量按重量计至少为5％(以FeO计)的、进行稳定化的该氧化铁颜料可以是彩色颜料诸如黑色氧化铁和/或棕色氧化铁，或者可替代地，可以是磁性颜料诸如磁铁矿或磁铁矿与磁赤铁矿和/或铁酸盐的混合相，或者氧化铁和/或用磁性金属氧化物封装并具有一种介于磁铁矿和磁赤铁矿之间的氧化态的磁铁矿。
含有铁(II)的氧化铁颜料的制备在本文献中有描述。它们通过许多方法可以获得。在工业规模下，黑色氧化铁颜料主要通过两种方法生产(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，5thedition，volume A20，page 297，VCH Verlagsgesellschaft mbH，Weinheim 1992)沉积法，其中铁(II)盐溶液在中性点附近用碱沉积，在90℃左右导入空气，直至达到期望的Fe(III)/Fe(II)比，以及Laux法，其中硝基苯被金属铁还原为苯胺，并且该方法可以控制以便生产色彩很强的黑色氧化铁颜料。
根据该生产方法和所用原料的纯度，有可能使黑色氧化铁颜料含有不同含量的次级组分例如像SiO2或者Al2O3的，一般按重量计高达5％。通常Fe(III)/Fe(II)之比也会高于理论数值2。
含有铁(II)的棕色氧化铁颜料迄今为止绝大部分是通过将黄色氧化铁和/或红色氧化铁与黑色氧化铁混合来制备(参见上述Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)。
用于生产含铁(II)磁性氧化铁颜料的最普遍的起点(Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry，5th edition，volume A20，page330，VCH Verlagsgesellschaft mbH，Weinheim 1992)是α-FeOOH或γ-FeOOH，它被干燥，脱水并且用氢在350℃到600℃下还原成Fe3O4；磁铁矿和磁赤铁矿的混合相可以通过磁性颜料在温和条件下的部分氧化获得。磁铁矿与磁赤铁矿和/或铁酸盐的混合相颜料(“贝陀立体”)典型的是通过共沉积形成铁酸盐的金属，诸如Zn、Mn、Co、Ni、Ca、Mg、Ba、Cu或Cd，在FeOOH前体的生产过程中作为氧化物或氢氧化物，或者通过将它们施加在已经生产的FeOOH颜料上，以及通过进行该颜料的转化来生产。通过对一个Fe3O4的内核或具有介于Fe3O4和γ-Fe2O3之间的氧化态的一种氧化铁施加一个磁性金属氧化物，特别是铁或钴的涂层而生产的那些特定的磁性颜料也可以被保护。
根据本发明的第一个方法，使常规制备的含有铁(II)的氧化铁颜料与至少一种具有通式(I)的有机化合物混合。该有机化合物有利地被预先达到一种精细分离的状态。可替换地，它们可以在一种水的和/或有机介质的溶液或悬浮液的形式中进行混合。混合可以利用通常的工业设备进行，例如气动混合器、桨式混合器、蜗杆混合器、鼓式混合器或锥形混合器。混合可以在室温下或者在高于室温的温度下进行。混合一般在空气的存在下进行，尽管如果利用相对高的温度使用惰性气体例如氮会是有利的。如果只有少量的一种或多种具有通式(I)的有机化合物与大量颜料混合，那么生成一个预混料是有利的。如果希望，所获得的混合物再进行研磨。不同构造的研磨器具适合于此目的，例如轧辊机、轮碾机、摆式碾磨机、锤磨机、钉盘研磨机、涡轮式研磨机、球磨机或喷射研磨机。研磨可以在室温或者高于室温的条件下进行，适当时在惰性气体下例如象氮气氛下进行。适当时，随后在处于惰性气体或只含有少量氧的气氛中在温度高达800℃下进行热处理。
根据本发明的第二个方法，常规制备的含有铁(II)的氧化铁颜料先与至少一种具有通式(I)的有机化合物在悬浮液或糊浆中混合。在湿相中加入该有机化合物是有利的，因为在悬浮液中易于加入和混合该具有通式(I)的有机化合物。所用的悬浮液介质通常是水，虽然理论上使用水的/有机的或纯有机介质也是可能的。该颜料悬浮液或糊浆优选是来自该颜料生产操作的一种悬浮液。具有该通式(I)的有机化合物可以在颜料生产之前、过程中或之后的任何希望的时间被加入到该悬浮液中。可替代的是，该颜料悬浮液可以是已经发生团聚的粒子的一种重新分散体，为了以一种可控的方式制备，从颜料粉末开始制备一种颜料悬浮液，用于含有至少一种具有通式(I)的有机化合物的处理。在所有情况下，该处理均可在室温或更高的温度下进行，其当时可在一种惰性气体气氛下进行。该处理的时间优选为1分钟到几个小时。被处理的颜料在另一个方法步骤中进行干燥。对于干燥步骤，本领域技术人员具有可供使用的一系列组件。对此仅可提到管道干燥机、带式干燥机、平台干燥机、筒式干燥机、转筒干燥机、管式干燥机、叶片式干燥机或者另有不连续的室-盘干燥机。优选通过喷雾干燥或流化床干燥来完成干燥。优选使用在一个并流或逆流法中用喷淋盘或喷嘴操作的喷雾干燥机(雾化干燥机)。取决于所选择的干燥组件可能有必要包括随后的一个研磨步骤。如同在第一个方法中的情况，该经过涂覆和干燥的颜料随后任选进行研磨并任选随后在高达800℃的温度下在惰性的或只含少量氧气的气氛中进行热处理。
本发明的这些生产方法的一个优势是在制备本发明的氧化稳定的氧化铁颜料时，一种后处理物质的沉积以及确实对该后处理的多步合成法是不必要的。
不同氧化铁彩色颜料的混合物构成的氧化稳定的含铁(II)的氧化铁颜料在成本的基础上是有利于生产的，因此只有那些含二价铁的混合物组分通过本发明的两个方法之一受到保护而免于氧化，并且只有这时该颜料才与其它的氧化铁颜料进行混合。但是，当然也有可能将含铁(II)的氧化铁彩色颜料和不含铁(II)氧化铁颜料的混合物作为一个整体来接受本发明的两个方法之一的处理。
本发明的氧化稳定的氧化铁颜料是否为粉末形式或是颗粒形式对本发明并非实质性的。如果该氧化稳定的氧化铁颜料是以颗粒形式来生产，那么常规技术适合于此目的。根据现有技术，适合于颜料颗粒的生产方法包括在一种并流或逆流方法中喷淋造粒法(通过盘或喷嘴进行喷淋干燥)，尺寸增大造粒法(混合器、流化床造粒机、平板或圆鼓)，压制法或挤出法。这些造粒方法的结合当然也是可以想象的。适合的造粒方法的选择取决于以下因素，包括是否具有通式(I)的有机化合物实际上已经被加入到湿相(悬浮液或糊浆)中或者加入到已经干燥的颜料中。在前者的情况下该喷雾干燥或者挤出法是适合的，在后者的情况下压制法是适合的。氧化稳定的氧化铁颜料优选处于干燥并任选经过研磨的状态，并随后还进行造粒操作。
本发明还涉及该氧化铁颜料对石灰和/或水泥粘合建筑材料进行染色、对塑料、清漆、乳化漆进行染色、以及用于生产磁记录介质和调色剂的用途。
该石灰和/或水泥粘合建筑材料优选是混凝土、水泥砂浆、灰膏和/或灰砂砖。以水泥为基础，该氧化铁颜料与按重量计0.1％到10％的建筑材料混合。可替换地，它们可以先悬浮于水中然后与该建筑材料混合。
该氧化铁颜料可有利地用于生产任何种类的磁记录材料，例如音频和视频磁带、录音装置磁带、计算机用磁带、磁卡、柔性磁盘、刚磁盘或者鼓式存储器。
本发明的主题不但从每个单个的权利要求的主题来看很明显，而且从每个单个权利要求彼此结合来看也很明显。对于说明书中公开的全部参数以及它们的任何所希望的组合也是如此。
以下各实例对本发明进行了更详细的说明，但绝不旨在对本发明构成某种限制。
I.所用测量方法的描述I.1氧化稳定性测试该氧化稳定性的测试是通过一个基于经过氧化性自热的物质的测试方法而进行，该方法描述于联合国的“关于危险品运输的建议-测试和标准手册”(Recommendations on the Transport ofDangerous Goods-Manual of Tests and Criteria)的Bundesanstalt fürMaterialforschung und-prüfung的德译本的第三次修订版的part III，section 33.3.1.6.1到33.3.1.6.3，page 338。
烘箱一台热空气循环烘箱，内部体积大于9L，配置为能维持内部的温度设定点的精确度在±2℃。
样品容器由筛号为350目且上部敞口的不锈钢金属丝网制得的边缘长为10cm的立方形样品容器。该样品容器必须插入一种边缘长为10.8cm、由筛号为8目的不锈钢金属丝网制得的一个保护性立方形容器中。该样品容器在上部的各个角上有小支撑棒，这样它就可以被随意悬浮并处于保护容器的中央。该保护容器没有腿，这样可以把它放在干燥室的中央。
温度测量样品中的温度探测是通过一个直径为1.5mm的加套的NiCrNi热电偶完成的。该热电偶应被放在样品的中心。通过一个铂电阻温度计PT 100进行烘箱的温度探测和调节，该温度计放入烘箱室内并置于样品容器和烘箱壁之间。这两个温度应持续测量。
样品制备粉状或颗粒状样品应首先引入到样品容器一半之处，并且该容器应被从大约3cm高处轻轻按压三次。之后用粉状或颗粒状样品将该样品容器填至边缘，并且应再被从大约3cm高处轻轻按压该容器三次。如果样品下沉，应该再添满到边缘。该样品容器应该被插入该保护容器的中央，并且该保护容器应该被放在烘箱的中间。
测试条件该烘箱温度先设置在一个120℃的定点温度上并且保持至少20小时。应记录该样品的内部温度。如果在测试期间该样品的温度超过烘箱的温度60℃，那么该氧化稳定性测试的结果则是阳性，因为由于氧化的结果在样品内部发生了自热。在这种情况下用新制备的样品在一个定点温度降低10℃的烘箱中再次进行该氧化稳定性测试。应重复该程序直到测试出一个阴性结果，即，在测试期间样品内部的温度不超过烘箱的温度60℃，这样不存在与温度增加超过60℃有关的氧化造成的样品自热。如果对于一个甚至为120℃的烘箱设定点温度，该测试产生一个阴性结果，然后将烘箱设定点温度升高10℃用一个新制备的样品再做一次氧化稳定性测试。应该重复该方法直到氧化稳定性测试产生一个阳性结果。对于该氧化稳定性测试依然产生阴性结果的烘箱设定点温度所能达到的最大值，即在该温度下该样品对氧化稳定，被认为是所研究的颜料的氧化稳定性/热稳定性。表1到表3中报告了各个对应实例的该温度值。
I.2建筑材料颜色测试通过使用白色水泥生产的棱镜比色计测量法在水泥砂浆中进行建筑材料中颜色值的测试，数据如下水泥/石英砂之比1∶4，水/水泥的比值0.35，着色作用水平1.2％，基于水泥，所用的混合器来自于RK Toni Technik，Berlin，带有5L搅拌钵、型号1551、转速140rpm，批次1200g大小为0.1到1mm的石英砂，600g大小为1到2mm的石英砂，200g精细研磨的石灰石(在90μm筛网上残留量＜5％)，500g白色水泥。将该石英砂部分和该精细研磨的石灰石一起放在混合容器中。然后加入该颜料并且将该混合物预混合10s(混合器设定1慢)。然后在该混合物中加入水，确保水被加入到混合物中央。在水已经渗入混合物中之后，加入水泥并进行混合(混合器设定1慢)。在100s的混合时间后取出样品(600g)并在压力下(114kN压力下加压2秒)生成一个测试样品(10×10×2.5cm)。使用每块带有4个测试点的一台Minolta Chromameter 310测量色度数据(测量几何d/8°，光源C/2°带有光泽罩(gloss inclusion))。所获得的平均值与一个参考样品的值作比较(表1中样品用来自实例1的未涂覆的颜料，或表3中样品用来自实例9的未涂覆的颜料)。对总色差值ΔEab*以及相对色强度做出评价(参考样品＝100％)(DIN 5033，DIN 6174)。此处的总色差值ΔEab*是根据下式计算●ΔEab*＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2，所适用的缩写如下(从CIELAB系统可知)●a*对应于红-绿轴，以Δa*＝a*(样品)-a*(参照物)●b*对应于黄-蓝轴，以Δb*＝b*(样品)-b*(参照物)●L*对应于亮度，以ΔL*＝L*(样品)-L*(参照物)I.3相对色强度对于按％的相对色强度，适用以下等式 K/S=(1-β*)22·β*]]>β*=Y/100-r01-r0-r2·(1-Y/100)]]>其中r0＝0.04以及r2＝0.6且Y是三色值(亮度)。
参照DIN 53 234做出该计算。
I.4残留水分含量残留水分含量是通过将(涂覆的)颜料逐渐干燥到恒定重量值来确定。
I.5抗压强度通过一个基于DIN EN 196-1的方法来确定抗压强度。本试验测定了有颜色的水泥砂浆与一个无颜色样品相对比的抗压强度，并且各偏差值必须不能大于DIN EN 12878中限定的“用于对石灰粘合和/或水泥粘合建筑材料染色的颜料”(对于强化混凝土至多-8％)。
I.6凝固行为通过一个基于DIN EN 196-3的方法来确定凝固行为。将带有和不带有颜料的水泥浆的固化开始和固化结束彼此进行比较，要求这些差值不大于DIN EN 12878中所限定的值。
II.实例1(没有涂层物质的比较实例)由Laux法生产的具有12.0m2/g的BET且FeO含量为23.4％的一种黑色氧化铁颜料经处理以分离出苯胺、过滤、清洗至不含盐、在带喷雾盘的一个喷雾干燥机上干燥，并在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上进行研磨。所得到的颜料接受氧化稳定性测试和其它测试。各项结果总结在表1中。
III.实例2(比较实例，根据现有技术生产)来自实例1的5kg份的干燥黑色氧化铁颜料在一个混合器中与75g(对应于按重量计1.5％)研磨成粉的原硼酸(实例2a)或者与75g(对应于按重量计1.5％)苯甲酸和原硼酸的1∶1粉体混合物(实例2b)相混合，混合15分钟然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。每种情况下获得的涂层颜料接受氧化稳定性测试和其它测试。各项结果总结在表1中。
IV.实例3来自于实例1的5kg份的干燥黑色氧化铁颜料在一个混合器中与75g(对应于按重量计1.5％)具有通式(I)的不同的研磨成粉的有机化合物进行混合，混合15分钟然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。每种情况下获得的涂层颜料接受氧化稳定性测试和其它测试。各项结果总结在表1中。
V.实例4(比较实例，根据现有技术生产)来自于实例1的5kg份的干燥黑色氧化铁颜料在一个混合器中与125g(对应于按重量计2.5％)的研磨成粉的原硼酸(实例4a)或者与125g(对应于按重量计2.5％)苯甲酸和原硼酸的1∶1粉末混合物(实例4b)相混合，混合15分钟然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。每种情况下获得的涂层颜料经过氧化稳定性测试和其它测试。各项结果总结在表1中。
VI.实例5来自于实例1的5kg份的干燥黑色氧化铁颜料在一个混合器中与125g(对应于按重量计2.5％)具有通式(I)的不同的研磨成粉的有机化合物混合，混合15分钟然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。每种情况下获得的涂层颜料经过氧化稳定性测试和其它测试。各项结果总结在表1中。
VII.实例6(没有涂层物质的比较实例)通过Laux法生产的一种具有15.5m2/g的BET且FeO含量为17.5％的黑色氧化铁颜料被合成，经处理以分离出苯胺，然后过滤并清洗至不含盐。用水将滤饼混合成料浆以给出一个固含量为50％的糊浆。10kg这种无任何添加物的黑色氧化铁糊浆被干燥，在一个干燥箱里网孔大小为3mm的破碎机上预粉碎，并且最后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。得到的颜料经氧化稳定性测试。各项结果总结在表2中。
VIII.实例7(比较实例，根据现有技术生产)来自实例6的10kg浆状黑色氧化铁糊浆与75g(对应于按重量计1.5％)苯甲酸和原硼酸的1∶1的混合物相混合，搅拌15分钟，在干燥箱中干燥，在网孔大小为3mm的一台破碎机上预粉碎，并且最后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。得到的颜料经氧化稳定性测试。各项结果总结在表2中。
IX.实例8来自实例6的10kg份的浆状黑色氧化铁糊浆与75g(对应于按重量计1.5％)具有通式(I)的不同有机化合物混合，搅拌15分钟，在干燥箱中干燥，在网孔大小为3mm的破碎机上预粉碎，并且最后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。每一情况下得到的颜料经氧化稳定性测试。各项结果总结在表2中。
X.实例9(没有涂层物质的比较实例)通过Laux法生产的一种黑色氧化铁颜料被合成，经处理以分离出苯胺，然后过滤并清洗至不含盐。滤饼具有按重量计66.7％的固含量且无任何添加物而进行干燥。所获得的固体在网孔大小为3mm的破碎机上预粉碎，然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。所得到的颜料具有大约21m2/g的BET以及21.1％的FeO含量。经氧化稳定性测试和建筑材料颜色测试。各项结果总结在表3中。
XI.实例10每种情况下来自实例9的7.5kg按固含量重量计为66.7％的洗涤过的黑色氧化铁滤饼与2.5kg水混合成料浆以给出固含量按重量计为50％的一种糊浆。该糊浆与125g(对应于按重量计2.5％)具有通式(I)的不同有机化合物混合，搅拌15分钟，干燥，在网孔大小为3mm的破碎机上预粉碎，然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。每种情况下所获得的颜料经氧化稳定性测试和建筑材料颜色测试。各项结果总结在表3中。
XII.实例11(没有涂层物质的比较实例)对从铁(II)硫酸盐沉积法产生的一种黑色氧化铁颜料进行合成，过滤并清洗至不含盐。该滤饼混合成料浆以给出一种固含量按重量计22.8％的悬浮液。该悬浮液被分开并将一份无任何添加物进行干燥。所获得的固体在网孔大小为3mm的破碎机上预粉碎，然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。所获得的颜料具有18.2m2/g的BET以及20.6％的FeO含量。该颜料经氧化稳定性测试且发现具有80℃的氧化稳定性。
XIII.实例12将实例11中描述的19.3kg固含量按重量计22.8％的悬浮液与110g间苯二甲酸(对应于按重量计2.5％)进行混合，搅拌15分钟并干燥。所获得的固体在网孔大小为3mm的破碎机上预粉碎，然后在一个带有1mm插入屏的Bauermeister研磨机上研磨。所获得的涂敷的颜料在氧化稳定性测试中给出100℃的氧化稳定性。
表1
表2
表权利要求
1.具有Fe(II)含量按重量计至少为5％按FeO计，且具有一种有机涂层的氧化稳定的氧化铁颜料，其特征在于该有机涂层由一种或多种具有通式(I)的化合物组成R-(COOX)n其中R是一个具有1到15个碳原子的饱和的或不饱和的直链或支链的脂肪族基团，它任选被卤素和/或NH2和/或OH和/或NHR1和/或NR12和/或OR1取代一次或多次，或是一个具有4到26个碳原子的脂环族或芳香族基团，它任选被卤素和/或NH2和/或OH和/或NHR1和/或NR12和/或OR1和/或R1取代一次或多次，R1是一个在每种情况下具有1到10个碳原子的饱和的或不饱和的直链或支链任选取代的脂肪族基团或者是一个每种情况下具有6到10个碳原子的任选取代的脂环族或芳香族基团；X是氢、碱金属、NR24，R2是H或一种直链或支链的脂肪族、脂环族或芳香族基团、或碱土金属、Al或Fe以及n是从1到10的一个整数并且该氧化铁颜料与未涂覆的氧化铁颜料相比在氧化稳定性测试中具有≥10℃的氧化稳定性。
2.根据权利要求1的氧化铁颜料，其特征在于与未涂覆的氧化铁颜料相比该氧化铁颜料具有一种≥20℃的氧化稳定性。
3.根据权利要求1和2中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于该有机涂层由具有通式(I)的一种化合物组成，其中R是具有1到15个碳原子，特别是具有1到8个碳原子的一种饱和的直链或支链脂肪族基团。
4.根据权利要求1和2中一项或多项的氧化铁颜料，特征在于该有机涂层由具有通式(I)的一种化合物组成，其中R是从苯、萘或蒽衍生的具有6到14个碳原子的一种芳香族基团。
5.根据权利要求1到4中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于该有机涂层由具有通式(I)的一种化合物组成，其中X是氢、NR24，R2是H或一种直链或支链的脂肪族、脂环族或芳香族基团，或一种碱金属，特别是钠或钾。
6.根据权利要求1到5中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于该有机涂层由具有通式(I)的一种化合物组成，其中n是≤5、特别是≤3的一个整数。
7.根据权利要求1到6中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于该具有通式(I)的有机化合物是以酸酐形式使用。
8.根据权利要求1到6中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于该具有通式(I)的有机化合物另外还含有水并被以其水合物的形式使用。
9.根据权利要求1到8中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于所使用的有机化合物是苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、乙酸盐(酯)和/或邻苯二甲酸酐。
10.根据权利要求1到9中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于该具有通式(I)的有机化合物在该涂覆的颜料中以按重量计0.1％到10％，特别是按重量计0.2％到3％的一个量存在。
11.根据权利要求1到10中一项或多项的氧化铁颜料，其特征在于该氧化铁颜料具有按重量计＜5％，特别是按重量计＜3.5％的一个残留水分含量。
12.用于制备根据权利要求1到11中一项或多项的氧化铁颜料的方法，其特征在于具有Fe(II)含量按重量计至少为5％以FeO计的氧化铁颜料与具有通式(I)的至少一种化合物进行混合并且该混合物任选进行干燥和/或研磨，所生成的氧化铁颜料与未涂覆的氧化铁颜料相比在≥10℃的氧化稳定性测试中具有一种氧化稳定性。
13.用于制备根据权利要求1到11中一项或多项的氧化铁颜料的方法，其特征在于具有Fe(II)含量按重量计至少为5％以FeO计的氧化铁颜料与具有通式(I)的至少一种化合物在一种悬浮液或糊浆中进行混合且对该混合物进行干燥和任选进行研磨，所生成的氧化铁颜料与未涂覆的氧化铁颜料相比在≥10℃的氧化稳定性测试中具有一种氧化稳定性。
14.根据权利要求13的用于制备氧化铁颜料的方法，其特征在于该颜料悬浮液是来自该颜料生产操作的一种悬浮液或糊浆。
15.根据权利要求13的用于制备氧化铁颜料的方法，其特征在于该颜料悬浮液是团聚颗粒的一种重新分散体。
16.根据权利要求1到15之一的方法，其特征在于该氧化铁颜料在一个非氧化的或弱氧化的气氛中最终暴露于一个200℃到800℃的温度处理。
17.根据权利要求1到11中一项或多项的氧化铁颜料以及根据权利要求12到16的方法制备的氧化铁颜料在用于对石灰和/或水泥粘合的建筑材料进行染色、用于对塑料、清漆、乳化漆进行染色以及用于生产磁记录介质和调色剂中的应用。
18.根据权利要求17的应用，其特征在于该石灰和/或水泥粘合的建筑材料是混凝土、水泥砂浆、灰膏和/或灰砂砖。
全文摘要
本发明涉及具有至少一种有机物质的一个涂层的氧化稳定的氧化铁颜料，涉及其制备及其用途。
文档编号C09D17/00GK101077944SQ200710107930
公开日2007年11月28日 申请日期2007年5月18日 优先权日2006年5月18日
发明者霍尔格·弗里德里克, 赫伯特·孔斯特曼 申请人:朗盛德国有限责任公司