PIGMENTOS NEGROS DE ÓXIDO DE Fe-Cr CON TONALIDAD AZUL.

Una composición de pigmento negro con tonalidad azul que comprende:

de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 90% en peso de óxido de hierro; de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 60% en peso de óxido de cromo, teniendo la composición de pigmento negro con tonalidad azul una proporción de hierro a cromo de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 5:1 en peso; y de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 20% en peso de óxido de manganeso, teniendo la composición de pigmento negro con tonalidad azul un valor L* de aproximadamente 56 o menor y un valor b* de aproximadamente -1 o menor

Pigmentos negros de óxido de Fe-Cr con tonalidad azul Campo de la invención La presente invención se refiere en general a diversos aspectos relacionados con pigmentos negros con tonalidad azul que contienen hierro y cromo. En particular, la presente invención se refiere a pigmentos negros con tonalidad azul que tienen características de resistencia a la intemperie, a procedimientos de fabricación de los pigmentos negros con tonalidad azul, a plásticos y otros materiales que contienen los pigmentos negros con tonalidad azul, y a procedimientos de uso de los pigmentos negros con tonalidad azul.

Antecedentes de la invención El óxido de hierro se usa a menudo con otros componentes para fabricar pigmentos inorgánicos complejos de color negro (CICP) . Un CICP es un pigmento fabricado calentando un número de óxidos metálicos diferentes. Las partículas relativamente grandes, gruesas y/o duras a menudo conducen a problemas en algunas aplicaciones de CICP.

Las partículas grandes, gruesas y/o duras de CICP pueden emplearse en sustancias tales como hormigón. Sin embargo, las partículas de CICP usadas para colorear revestimientos, plásticos, lacas y resinas sintéticas típicamente están sometidas a una erosión intensiva. Las desventajas asociadas con la erosión intensiva incluyen la formación indeseable de polvo, dificultades a la hora de medir las partículas de CICP erosionadas y dificultades para deshacerse de las partículas de CICP erosionadas.

Además, para que las partículas de CICP usadas para colorear revestimientos, plásticos, lacas y resinas sintéticas, se requiere estabilidad a alta temperatura, puesto que estos materiales a menudo se procesan o exponen a altas temperaturas. Como resultado, los pigmentos negros basados en Fe3O4 no pueden usarse para colorear revestimientos, plásticos, lacas y resinas sintéticas. Esto es porque el Fe3O4 se oxida a Fe2O3 marrón o rojo a altas temperaturas, tal como por encima de 180 ºC.

La mayoría de formulaciones de CICP negro tienen una o dos propiedades deseables, así como varias propiedades indeseables. Por ejemplo, algunos pigmentos negros son fuertes, aunque tienen malas características de resistencia a la intemperie, mala resistencia al calor, tonalidades indeseables de color marrón, rojo y/o amarillo, y/o son materiales de partida costosos. Específicamente, PBK 30 es fuertemente negro, pero es caro, puesto que contiene níquel. PBK 30 también tiene características de resistencia a la intemperie improbables.

Dadas estas circunstancias, cuando se emplea una formulación de CICP negro, debe aceptarse un compromiso sobre al menos una propiedad deseable. Hay por tanto una necesidad no satisfecha en la técnica de una formulación de CICP negro que tenga muchas propiedades deseables.

Los documentos EP-A-0867466, US-A-4205996, Su-A-1393810, JP-A-53081536 y Su-A-1551713 desvelan pigmentos negros que contienen óxidos de hierro y cromo.

Sumario de la invención La presente invención proporciona formulaciones de CICP negro que poseen una alta resistencia de pigmento, buenas características de resistencia a la intemperie, alta resistencia a temperatura y una tonalidad azul. Las formulaciones de CICP negro de la presente invención poseen muchas características deseables, minimizando de esta manera los compromisos requeridos típicamente cuando se selecciona un pigmento negro.

Un aspecto de la invención se refiere a una composición de pigmento negro con tonalidad azul como se define en la reivindicación 1. El pigmento contiene al menos óxido de hierro, cromo, siendo la proporción de hierro a cromo de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 5:1 en peso y óxido de manganeso.

Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un pigmento negro con tonalidad azul como se define en la reivindicación 9. El procedimiento implica combinar óxido de hierro, óxido de cromo y óxido de manganeso para formar una mezcla; calentar la mezcla hasta una temperatura de aproximadamente 700 ºC a aproximadamente 1300 ºC durante un tiempo de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 horas; y opcionalmente agitar la mezcla calentada para proporcionar el pigmento negro con tonalidad azul.

Otro aspecto más de la invención se refiere a una composición de plástico que contiene un material plástico y una composición de pigmento negro con tonalidad azul que contiene al menos óxido de hierro, óxido de cromo y óxido de manganeso.

Breve sumario de los dibujos La Figura 1 muestra una curva de reflectancia IR para un pigmento PBR 30 convencional.

La Figura 2 muestra una curva de reflectancia IR para un pigmento negro fabricado de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

Descripción detallada de la invención La presente invención proporciona pigmentos de hierro-cromo negros con tonalidad azul, que poseen al menos una alta resistencia de pigmento, buenas características de resistencia a la intemperie, alta resistencia a temperatura, son estables durante la manipulación, estables a la oxidación y altamente dispersables.

Los pigmentos de hierro-cromo negros con tonalidad azul contienen al menos tres componentes; en concreto, óxido de hierro, óxido de cromo y óxido de manganeso. Los pigmentos de hierro-cromo negros con tonalidad azul contienen opcionalmente otros componentes, tales como un mineralizador. El óxido de hierro y el óxido de cromo forman una estructura cristalina representada típicamente por la fórmula [Fe, Cr]2O3, que corresponde a un pigmento PBR 29, en el que la estructura cristalina contiene más hierro que cromo. Los pigmentos PBR 29 generalmente tienen un tono marrón o un tono negro con tonalidad marrón. Sin embargo, los pigmentos de hierro-cromo de la presente invención, inesperadamente, tienen un tono negro con tonalidad azul deseable.

El óxido de hierro de los pigmentos de hierro-cromo negros con tonalidad azul contribuye a la resistencia del pigmento. El óxido de hierro principalmente contiene óxido de hierro amarillo; es decir, Fe2O3•H2O o FeOOH (óxido de hierro (III) hidratado) . Las formas de óxido de hierro amarillo incluyen α-FeOOH y γ-FeOOH. Otras formas de óxido de hierro, que pueden usarse además de óxido de hierro amarillo incluyen Fe3O4 (óxido de hierro (II, III) conocido también como FeO•Fe2O3, Fe2O3 (óxido de hierro (III) , incluyendo α-Fe2O3 y/o γ-Fe2O3) , Fe (OH) 2 y Fe (OH) 3. Los óxidos de hierro están disponibles en el mercado y/o pueden fabricarse a partir de precursores de óxido de hierro.

Aunque no es necesario, se prefiere emplear óxido de hierro, o precursores de óxido de hierro, que tienen un tamaño de partícula relativamente pequeño. Por ejemplo, se emplea óxido de hierro que tiene un tamaño de partícula medio (en peso) de aproximadamente 5 μm o menor. En otra realización, se emplea óxido de hierro que tiene un tamaño de partícula medio (en peso) de aproximadamente 1 μm o menor.

En una realización, los pigmentos de hierro-cromo negros con tonalidad azul de la presente invención contienen de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 90% en peso de óxido de hierro. En otra realización, el pigmento de hierro-cromo negro con tonalidad azul contiene de aproximadamente el 45% a aproximadamente el 80% en peso de óxido de hierro. En otra realización más, el pigmento de hierro-cromo negro con tonalidad azul contiene de aproximadamente el 50% a aproximadamente el 75% de óxido de hierro.

El óxido de cromo de los pigmentos de hierro-cromo negros con tonalidad azul contribuye a la resistencia del pigmento. El óxido de cromo contiene principalmente Cr2O3 (óxido de cromo (III) ) , aunque puede contener también óxido de cromo (VI) . El óxido de cromo está disponible en el mercado y/o puede estar fabricado a partir de precursores de óxido de cromo. Los precursores de óxido de cromo incluyen acetato de cromo, bromuro de cromo, cloruro de cromo, fluoruro de cromo, nitrato de cromo y sulfato de cromo.

Aunque no es necesario, se prefiere emplear óxido de cromo o precursores de óxido de cromo que tengan un tamaño de partícula relativamente pequeño. Por ejemplo, se emplea óxido de cromo que tiene un tamaño de partícula medio (en peso) de aproximadamente 5 μm o menor. En otra realización, se emplea óxido de cromo que tiene un tamaño de partícula medio (en peso) de aproximadamente 2 μm o menor.

En una realización, los pigmentos de hierro-cromo negros con tonalidad azul de la presente invención contienen... [Seguir leyendo]

1. Una composición de pigmento negro con tonalidad azul que comprende:

de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 90% en peso de óxido de hierro; de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 60% en peso de óxido de cromo, teniendo la composición de pigmento negro con tonalidad azul una proporción de hierro a cromo de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 5:1 en peso; y de aproximadamente el 0, 1% a aproximadamente el 20% en peso de óxido de manganeso, teniendo la composición de pigmento negro con tonalidad azul un valor L* de aproximadamente 56 o menor y un valor b* de aproximadamente -1 o menor.

2. La composición de pigmento negro con tonalidad azul de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende adicionalmente de aproximadamente el 0, 01% a aproximadamente el 10% en peso de al menos un mineralizador seleccionado entre el grupo que consiste en fluoruros metálicos, cloruros metálicos y sulfatos metálicos.

3. La composición de pigmento negro con tonalidad azul de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende adicionalmente de aproximadamente el 0, 01% a aproximadamente el 10% en peso de al menos un material inorgánico seleccionado entre el grupo que consiste en dióxido de titanio, dióxido de silicio, óxido de boro y sales de metal alcalino.

4. La composición de pigmento negro con tonalidad azul de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende adicionalmente de aproximadamente el 0, 01% a aproximadamente el 2% en peso de al menos un aglutinante y un dispersante.

5. La composición de pigmento negro con tonalidad azul de acuerdo con la reivindicación 1, con la condición de que la composición no comprenda al menos un aglutinante y un dispersante.

6. La composición de pigmento negro con tonalidad azul de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende partículas que tienen un tamaño medio en volumen de aproximadamente 0, 01 micrómetros a aproximadamente 3 micrómetros.

7. La composición de pigmento negro con tonalidad azul de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente de aproximadamente el 0, 01% a aproximadamente el 10% en peso de al menos un mineralizador seleccionado entre el grupo que consiste en BaF2, SrF2, CaF2, MgF2, NaF, KCI, KF, NH4Cl, BaCl2, SrCl2, CaCl2, MgCl2, NaCl, BaSO4, SrSO4, CaSO4, Na2SO4, MoO3 y MgSO4.

8. La composición de pigmento negro con tonalidad azul de acuerdo con la reivindicación 1, teniendo la composición un valor L* de aproximadamente 55 o menor y un valor b* de aproximadamente -2 o menor.

9. Un procedimiento de fabricación de la composición de pigmento negro con tonalidad azul de la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento:

combinar de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 90% en peso de óxido de hierro, de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 60% en peso de óxido de cromo y de aproximadamente el 0, 1% a aproximadamente el 20% en peso de óxido de manganeso para formar una mezcla; calentar la mezcla a una temperatura de aproximadamente 700 ºC a aproximadamente 1.300 ºC durante un tiempo de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 horas; y agitar opcionalmente la mezcla calentada para proporcionar partículas de pigmento negro con tonalidad azul que tengan un tamaño medio en volumen de aproximadamente 0, 01 micrómetros a aproximadamente 3 micrómetros.

10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el óxido de hierro comprende óxido de hierro (III) hidratado.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el óxido de manganeso comprende dióxido de manganeso.

12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el óxido de hierro, el óxido de cromo y el óxido de manganeso tienen individualmente un tamaño de partícula medio de aproximadamente 5 μm o menor.

13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la mezcla se calienta a una temperatura de aproximadamente 800 ºC a aproximadamente 1.100 ºC durante un tiempo de aproximadamente 1, 5 a aproximadamente 4 horas.

14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el óxido de hierro y el óxido de cromo se combinan a una proporción de aproximadamente 1, 5:1 a aproximadamente 4:1.

15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que las partículas de pigmento negro con tonalidad azul tienen una estructura cristalina representada por [Fe, Cr]2O3.

16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la mezcla se combina antes del calentamiento.

17. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la agitación de la mezcla calentada comprende 5 pulverizar la mezcla calentada.

18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que agitar la mezcla calentada comprende molienda por chorro de la mezcla calentada.

19. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que las partículas de pigmento negras con tonalidad azul tienen un tamaño medio en volumen de aproximadamente 0, 25 micrómetros a aproximadamente 1 micrómetro.

20. Una composición de pintura que comprende un vehículo de pintura y la composición de pigmento negro con tonalidad azul de la reivindicación 1.

21. Una composición de tinta que comprende un vehículo de tinta y la composición de pigmento negro con tonalidad azul de la reivindicación 1.

22. Una composición de plástico que comprende un material plástico y la composición de pigmento negro con 15 tonalidad azul de la reivindicación 1.

23. Una composición de plástico de acuerdo con la reivindicación 22, en la que el material de plástico comprende al menos un material de plástico seleccionado entre el grupo que consiste en poliestireno, una poliolefina, un compuesto poliacrílico, un compuesto de polivinilo, un poliéster, éter de celulosa, éster de celulosa, poliamida, policarbonato, poliuretano y poliacrilonitrilo.