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Patent Searching and Data


Title:
TITANIUM, CERIUM AND ALKALINE OR EARTH-ALKALINE BASED COMPOUND, PREPARATION METHODS AND USE AS COLOURING PIGMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/055401
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a compound based on titanium, cerium and alkaline or earth-alkaline, its preparation methods and use as colouring pigment, characterised in that it corresponds to formula (1) M�x?Ce�y?Ti�z?O�t? in which M represents an alkaline or earth-alkaline and x, y and z verify the following equations: 0.1 $m(F) y/z $m(F) 1.5; 1 $m(F) (x+z)/y $m(F) 15; x+y+z = 1; (x+3y+4z)/2 $m(F) t $m(F) (x+4y+4z)/2. The product can be prepared by forming a mixture comprising a salt, sol or suspension of titanium, a compound of element M and a cerium compound then drying and calcining the resulting mixture. In a second embodiment the mixture is prepared by bringing together a cerium compound and a titanium compound in a liquid medium; adding a base to the resulting mixture, thereby obtaining a precipitate; bringing together a compound of element M and the resulting precipitate; drying and calcining the resulting mixture.

Inventors:
HEDOUIN CATHERINE (FR)
SEGUELONG THIERRY (FR)
Application Number:
PCT/FR1998/001141
Publication Date:
December 10, 1998
Filing Date:
June 04, 1998
Export Citation:
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Assignee:
RHODIA CHIMIE SA (FR)
HEDOUIN CATHERINE (FR)
SEGUELONG THIERRY (FR)
International Classes:
A61K8/18; A61K8/29; A61Q1/02; C01G23/00; C04B14/02; C08K3/24; C09C1/36; C09D7/12; C09D11/00; C09D15/00; C09D201/00; C14C11/00; D21H19/38; (IPC1-7): C01G23/00
Foreign References:
US5340799A1994-08-23
US4313925A1982-02-02
EP0522894A11993-01-13
EP0604919A11994-07-06
Other References:
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 117, no. 8, 24 August 1992, Columbus, Ohio, US; abstract no. 73019, XP002055337
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 120, no. 14, 4 April 1994, Columbus, Ohio, US; abstract no. 181157, XP002055338
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 88, no. 26, 26 June 1978, Columbus, Ohio, US; abstract no. 201340, ROTH, R. S. ET AL: "crystal chemistry of cerium titanates, tantalates and niobates" XP002055339
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 109, no. 10, 5 September 1988, Columbus, Ohio, US; abstract no. 84895, KIRSANOV, N. A. ET AL: "Preparation and properties of cerium sodium titanate (Ce3-xNa3xTio3) solid solution with the perovskite structure" XP002055340
Attorney, Agent or Firm:
Dubruc, Philippe (25 quai Paul Doumer, Courbevoie, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Composé à base de titane, de cerium et d'alcalin ou d'alcalino. terreux, caractérisé en ce qu'il répond à la formule (1): MxCeyTizOt dans laquelle M représente un alcalin ou un alcalino. terreux et x, y et z vérifient les :équationssuivantes <BR> <BR> 0.1##1,5<BR> <BR> <BR> <BR> 1 s (x+z)/y S15<BR> <BR> <BR> <BR> x+y+z=1<BR> <BR> <BR> <BR> #(x+4y+4z)/2(x+3y+4z)/2#t 2. Composé selon la revendication 1, caractérisé en ce que x, y et z vérifient les équations suivantes: <BR> <BR> #1,30,2#y/z <BR> <BR> <BR> <BR> #81,5#(x+z)/y 3. Composé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que M est le sodium.
2. 4 Composé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend du cérium à l'état III+ et du cérium à l'état IV+.
3. 5 Composé, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, au moins en partie, un titanate de structure pérovskite cubique.
4. 6 Compose, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une terre rare additionnelle autre que le cérium.
5. 7 Composition pigmentaire, caractérisée en ce qu'elle comprend un composé selon l'une des revendications précédentes.
6. 8 Procédé de préparation d'un composé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: . on forme un mélange comprenant un sel, un sol ou une suspension de titane, un composé de 1'616ment M et un compose du cérium; . on seche et on calcine le mésange ainsi forme.
7. 9 Procédé de préparation d'un composé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: . on met en présence dans un milieu liquide un composé du cérium, un compose du titane et une base, ce par quoi on obtient un précipite; . on met en présence un composé de l'élément M et le précipite ainsi obtenu; . on seche puis on calcine le mélange obtenu.
8. 10 Proc6d6 selon la revendication 9, caractérisé en ce que le milieu liquide est un solvant organique.
9. 11 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on forme le mélange précite en mettant en présence dans un premier temps, un sel, un sol ou une suspension de titane et un composé de l'élément M, puis, dans un deuxième temps, on ajoute au mésange ainsi obtenu un composé du cérium.
10. 12 Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'on seche par atomisation ou lyophilisation.
11. 1 S Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le composé de l'élément M, du cérium ou du titane est un sel.
12. 14 Procédé de préparation d'un compose selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on forme un mélange de composes solides de cérium, du titane et de l'élément M et on calcine ledit mélange.
13. 15 Utilisation d'un compose selon l'une des revendications 1 à 6 ou obtenu par un procédé selon l'une des revendications 8 à 14, comme pigment colorant.
14. 16 Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que le composé est employé comme pigment dans des matières plastiques, des peintures, des lasures, des caoutchoucs, des céramiques, des glaçures, des papiers, des encres, des produits cosmétiques, des teintures, des cuirs, des revêtements stratifies et des matériaux à base ou obtenus à partir d'au moins un liant minéral.
15. 17 Compositions de matière colorées notamment du type plastiques, peintures, lasures, caoutchoucs, céramiques, glaçures, papiers, encres, produits cosmétiques, teintures, cuirs, revêtements stratifies ou du type à base ou obtenus à partir d'au moins un liant minéral, caractérisées en ce qu'elles comprennent, comme pigment colorant, un composé selon l'une des revendications 1 à 6 ou obtenu par un proc6d6 selon l'une des revendications 8 à 14 ou une composition selon la revendication 7.
Description:
COMPOSE A BASE DE TITANE. DE CERIUM ET D'ALCALIN OU D'ALCALINO- TERREUX. SES PROCEDES DE PREPARATION ET SON UTILISATION COMME PIGMENT COLORANT RHONE-POULENC CHIMIE La présente invention concerne un composé à base de titane, de cérium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux, ses procédés de préparation et son utilisation comme pigment colorant.

Les pigments minéraux de coloration sont déjà largement utilises dans de nombreuses industries notamment dans celles des peintures, des matières plastiques et des céramiques. Dans de telles applications, les propriétés que sont, entre autres, la stabilité thermique et/ou chimique, la dispersabilité (aptitude du produit à se disperser correctement dans un milieu donné), la compatibilité avec le milieu à colorer, la couleur intrinsèque, le pouvoir de coloration et le pouvoir opacifiant, constituent autant de critères particulièrement importants à prendre en considération dans le choix d'un pigment convenable.

Le problème qui se pose est que la plupart des pigments minéraux qui conviennent pour des applications telles que ci-dessus et qui sont effectivement utilises à ce jour à l'échelle industrielle, font généralement appel à des métaux (cadmium, plomb, chrome, cobalt notamment) dont l'emploi devient de plus en plus sévèrement réglementé, voire interdit, par les législations de nombreux pays, compte tenu en effet de leur toxicité réputée très élevée. On peut ainsi plus particulièrement citer, à titre d'exemples non limitatifs, le cas des pigments jaunes du type chromates ou molybdates de plomb.

On voit donc qu'il y a un besoin important de nouveaux pigments minéraux de substitution.

L'objet de la présente invention est donc de fournir un pigment de substitution dans la gamme du jaune et exempt de métaux toxiques.

Dans ce but, le composé a base de titane, de cérium et d'alcalin ou d'alcalino- terreux de l'invention est caractérisé en ce qu'il répond à la formule (1) : MxCeyTizOt dans laquelle M représente un alcalin ou un alcalino-terreux et x, y et z vérifient les équations suivantes : 0,1s yk s1,5 1s (x+z)/y sl 5 x+y+z=1

(x+3y+4z) l2s t s (x+4y+4z) l2 L'invention concerne aussi un procédé de préparation du composé tel que d. défini plus haut qui, selon une première variante, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: -on forme un mélange comprenant un sel, un sol ou une suspension de titane, un composé de l'élément M et un composé du cérium; -on seche et on calcine le mélange ainsi forme.

Selon une seconde variante, le procédé de préparation du composé tel que défini plus haut est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: -on met en présence dans un milieu liquide un composé du cérium, un composé du titane et une base, ce par quoi on obtient un précipite; -on met en présence un composé de 1'616ment M et le précipite ainsi obtenu; -on seche puis on calcine le mélange obtenu.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaitront encore plus complètement à la lecture de la description qui va suivre, ainsi que des divers exemples concrets mais non limitatifs destines à l'illustrer.

Le produit de l'invention est un composé à base de titane, de cérium et d'alcalin ou d'alcalino-terreux. On notera que la formule (1) donnée plus haut n'a pour but que d'indiquer les proportions relatives des différents éléments sans préjuger de la structure du composé. || faut noter ici que l'invention s'applique aussi aux produits dans lesquels M représente un mélange alcalin/alcalino-terreux. Par ailleurs, le composé de l'invention peut comprendre en outre une terre rare additionnelle autre que le cérium. Par terre rare on entend les éléments du groupe constitue par l'yttrium et les éléments de la classification périodique de numéro atomique compris inclusivement entre 57 et 71.

Cette terre rare supplémentaire peut être plus particulièrement le lanthane, le néodyme, le praséodyme ou le terbium. La teneur totale en cérium et en terre rare additionnelle éventuelle est définie par la valeur de y donnée dans la description.

Comme alcalin, on peut citer le sodium, de préférence, et aussi le lithium, le potassium et le césium.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, x, y et z vérifient les équations suivantes: 0,25 y/z s1,3 1,5s (x+z)/y 8 Le cérium peut âtre présent sous différentes formes dans le composé de l'invention. Ainsi, il peut se présenter dans t'état lit+. il peut aussi se présenter dans t'état IV+. II peut aussi être présent en même temps dans les deux états. L'état d'oxydation du cérium peut être mis en évidence par microscopie électronique.

Le compose de l'invention comprend, au moins en partie, un titanate de structure perovskite cubique. Généralement, il présente un mélange de phases dans lequel existent une ou plusieurs autres phases différentes de la phase perovskite cubique, par exemple Ce02, Na2Ti6013, Na2TisO11, NagTisO14. II peut y avoir aussi présence d'un autre titanate mixte (a base de sodium, de cérium et de titane par exemple) de structure orthorhombique.

Le compose de l'invention est de préférence un produit micronique. Ainsi, sa taille moyenne de particules est de préférence d'au plus 2,5, um, plus particulièrement d'au plus 1,5pm (granulométrie Cilas).

L'invention concerne aussi les compositions pigmentaires qui comprennent un composé tel que décrit précédemment. On entend par composition pigmentaire toute composition susceptible de pouvoir colorer le substrat dans lequel elle est incorporée.

La préparation du compose de l'invention va maintenant être décrite.

Selon une première variante, le procédé comprend une première étape dans laquelle on forme un mélange comprenant un sel, un sol ou une suspension de titane, un compose de l'élément M et un composé du cérium.

Le titane est mis en oeuvre généralement sous la forme d'un composé de cet élément. Ce composé peut être un sel. Ce sel de titane est généralement choisi parmi les halogénures, les oxyhalogénures, les sulfates, les oxysulfates et les alcoxydes de titane. Plus particulièrement, le titane peut être utilise sous forme de dioxyde de titane en suspension ou sous forme d'un sol.

On peut en particulier utiliser comme dioxyde de titane de départ un produit issu de la calcination d'un gel de dioxyde de titane à une température qui peut être par exemple comprise entre 400 et 600°C.

Ledit gel peut âtre obtenu par neutralisation d'une solution d'un sel de titane par une base.

Ce sel de titane est généralement choisi parmi les sels mentionnes plus haut.

Plus particulièrement, on utilisera un halogénure ou un oxyhatogenure de titane, de préférence l'oxychlorure de titane.

A titre de base utilisable, on peut citer l'ammoniaque, I'urée, I'acétate d'ammonium, I'hydrognocarbonate d'ammonium, le carbonate d'ammonium, ou une amine primaire, secondaire, tertiaire, comme, par exemple, la methytamine, l'éthylamine, la propylamine, la n-butylamine, la sec-butylamine, la n-pentylamine, I'amino-2 pentane, I'amino-2 méthyl-2 butane, I'amino-1 méthyl-3 butane, le diamino- 1,2 éthane, le diamino-1,2 propane, le diamino-1,3 propane, le diamino-1,4 butane, le diamino-1,5 pentane, le diamino-1,6 hexane, la diméthylamine, la diethytamine, la triméthylamine, la triéthylamine ou une amine quaternaire comme, par exemple, un hydroxyde de tétraalkylammonium ayant de préférence des radicaux alkyle contenant

de 1 à 4 atomes de carbone, notamment I'hydroxyde de tetramethytammonium ou l'hydroxyde de tetraethytammonium, les bases dites minérales telles que la soude, la potasse, I'ammoniaque, I'hydroxyde de lithium. On peut égaiement mettre en oeuvre un mélange de bases.

Le gel peut aussi âtre obtenu par thermohydrolyse d'un sel de titane, comme un sulfate ou un oxychlorure de titane.

On peut aussi mettre en oeuvre un sol de dioxyde de titane.

Ce sol peut âtre obtenu par thermohydrolyse d'une solution d'un sel de titane, en présence éventuellement de germes de dioxyde de titane ou d'un de ses hydrates (thermohydrolyse ensemencée).

Ce sel de titane peut également être choisi parmi les halogénures, les oxyhalogenures, les sulfates, les oxysulfates et les alcoxydes de titane. On utilisera, par exemple, le sulfate de titane.

Le sol peut aussi être obtenu en suivant le procédé décrit dans EP-A-335773 dont l'enseignement est incorpore ici. Ce procédé consiste à remettre en suspension dans un milieu liquide aqueux un dioxyde de titane qui a été obtenu par hydrolyse d'un oxychlorure de titane en présence d'un acide ou d'un sel d'un acide du type acide citrique, acide gluconique, acide tartrique, acide aspartique. Le milieu liquide aqueux précite peut être acide ou basique.

Comme indique plus haut, le cérium pouvant être présent dans le composé sous forme III+ et/ou IV+, le cérium peut être apporte sous la forme d'un composé de cérium III+ et/ou d'un compose de cérium IV+.

L'élément M et le cérium sont généralement apportes sous la forme d'un sel. On utilise de préférence les sels solubles dans l'eau. On peut utiliser les sels inorganiques ou les sels organiques. Comme sels inorganiques, on peut mentionner plus particulièrement les nitrates. Dans le cas du cérium, celui-ci peut âtre utilise par exemple sous la forme de nitrate de cérium III+ et/ou de nitrate de cérium IV+. Une solution aqueuse de nitrate cérique peut par exemple âtre obtenue par réaction de I'acide nitrique sur un oxyde crique hydrate prépare d'une manière classique par réaction d'une solution d'un sel cireux, par exemple le nitrate cireux, et d'une solution d'ammoniaque en présence d'eau oxygénée. On peut égaiement utiliser une solution de nitrate crique obtenue selon le procédé d'oxydation électrolytique d'une solution de nitrate creux tel que décrit dans le document FR-A-2 570 087, et qui peut constituer une matière première intéressante.

On notera ici que la solution aqueuse de sels de cérium IV peut présenter une certaine acidité libre initiale, par exemple une normalité variant entre 0,1 et 4 N. Selon la présente invention, il est autant possible de mettre en oeuvre une solution initiale de sels de cérium IV présentant effectivement une certaine acidité libre comme mentionné

ci-dessus, qu'une solution qui aura été préalablement neutralisée de façon plus ou moins poussée par ajout d'une base, telle que par exemple une solution d'ammoniaque ou encore d'hydroxydes d'alcalins (sodium, potassium,...), mais de préférence une solution d'ammoniaque, de manière à limiter cette acidité. On peut alors, dans ce dernier cas, définir de manière pratique un taux de neutralisation (r) de la solution initiale de cérium par t'équation suivante: r = n3-n2 nl dans laquelle n1 représente le nombre total de moles de Ce IV présentes dans la solution après neutralisation; n2 représente le nombre de moles d'ions OH- effectivement nécessaires pour neutraliser l'acidité libre initiale apportée par la solution aqueuse de sel de cérium IV; et n3 représente le nombre total de moles d'ions OH- apportées par t'addition de la base. Lorsque la variante"neutralisation"est mise en oeuvre, on utilise dans tous les cas une quantité de base qui doit âtre impérativement inférieure à la quantité de base qui serait nécessaire pour obtenir la précipitation totale de l'espèce hydroxyde Ce (OH) 4 (r=4).

Comme sels organiques de l'élément M et du cérium, on peut mentionner les oxalates et les acétates.

Le titane, I'élément M et le cérium sont mélangés dans les proportions correspondant à la stoechiométrie du composé recherché.

Le mélange précite peut se faire en mettant en présence dans un premier temps le sel, le sol ou la suspension de titane et un composé de l'élément M, puis, dans un deuxième temps, en ajoutant au premier mésange ainsi obtenu un composé du cérium.

Dans une seconde étape du procédé, on seche) le mésange obtenu précédemment.

Selon une variante préférée de l'invention, le séchage se fait par atomisation. On entend par séchage par atomisation un séchage par pulvérisation du mésange dans une atmosphère chaude (spray-drying). L'atomisation peut âtre réalisée au moyen de tout pulvérisateur connu en soi, par exemple par une buse de pulverisation du type pomme d'arrosoir ou autre. On peut égaiement utiliser des atomiseurs dits à turbine. Sur les diverses techniques de pulvérisation susceptibles d'être mises en oeuvre dans le présent procédé, on pourra se référer notamment à l'ouvrage de base de MASTERS intitulé WSPRAY-DRYINGW (deuxième édition, 1976, Editions George Godwin-London).

Pour I'atomisation, la température d'entree des gaz peut être comprise par exemple entre 200 et 220°C. La température de sortie des gaz peut être comprise entre 100 et 150°C.

On notera que l'on peut égaiement mettre en oeuvre l'opération d'atomisation- séchage au moyen d'un r6acteur"flash*, par exemple du type mis au point par la Demanderesse et décrit notamment dans les demandes de brevet français n° 2 257 326,2 419 754 et 2 431 321. Dans ce cas, les gaz traitants (gaz chauds) sont animes d'un mouvement hélicoïdal et s'écoutent dans un puits-tourbillon. Le mésange à sécher est inject6 suivant une trajectoire confondue avec I'axe de symétrie des trajectoires heiicoldates desdits gaz, ce qui permet de transférer parfaitement la quantité de mouvement des gaz au mélange à traiter. Les gaz assurent ainsi en fait une double fonction: d'une part la pulvérisation, c'est à dire la transformation en fines gouttelettes, du mésange initial, et d'autre part le séchage des gouttelettes obtenues. Par ailleurs, le temps de séjour extrêmement faible (généralement inférieur à 1/10 de seconde environ) des particules dans le réacteur présente pour avantage, entre autres, de limiter d'éventuels risques de surchauffe par suite d'un contact trop long avec les gaz chauds.

On peut utiliser plus particulirement le racteur"flash"represente figure 1 de la demande de brevet frangais 2 431 321.

Selon les débits respectifs des gaz et du mélange à sécher, la température d'entree des gaz est comprise entre 400 et 900°C et plus particulièrement entre 600 et 800°C, la température du solide seche entre 150 et 300°C.

Le séchage peut se faire aussi par lyophilisation.

Le produit seche est ensuite calcine. Cette calcination se fait habituellement sous air. Elle peut aussi se faire dans un milieu neutre, sous azote par exemple, ou dans un milieu légèrement réducteur. La température de calcination peut être comprise entre 700 et 800°C. Cette température peut être fixée plus particulièrement à 750°C ou aux environ de 750°C. Plus la température de calcination est élevée, plus la couleur du composé tend vers le vert. Plus cette température est basse, plus la couleur devient jaune paie. La durée de la calcination peut varier par exemple entre 1 et 3 heures. Une durée trop longue de calcination risque de provoquer un grossissement du produit obtenu.

La calcination peut se faire en introduisant le produit dans un four à température ambiante puis en montant la température du four aux valeurs indiquées précédemment et en maintenant la température en palier sur la durée indiquée. On peut aussi procéder en introduisant le produit directement dans le four qui a été préalablement chauffe à la température de calcination désirée.

Selon une seconde variante, le procédé de préparation du composé comprend une première étape dans laquelle on met en présence dans un milieu liquide un composé du cérium, un compose du titane et une base. Ce milieu liquide peut être soit de l'eau soit un solvant organique. Lorsque le milieu liquide est t'eau, on peut utiliser un sel ou une suspension de titane et un sel de cérium comme composes respectifs du

titane et du cérium, les sels étant de préférence solubles. Lorsque le milieu liquide est un solvant organique, on utilise de préférence des sels de titane et de cérium solubles.

Le solvant organique est de préférence un solvant polaire pour solubiliser au mieux les sels. A titre d'exemple de solvants, on peut citer les alcools comme ltéthanol. Le fait de travailler dans un solvant organique permet d'éviter toute hydrolyse des sels. Ce qui a été dit plus haut dans la description de la première variante de procédé au sujet des sels de cérium et de titane s'applique aussi ici.

Comme base, on peut citer I'ammoniaque, I'ure, T'acétate d'ammonium, I'hydrogénocarbonate d'ammonium, le carbonate d'ammonium, ou les amines primaires, secondaires et tertiaires, les bases dites minérales telles que la soude, la potasse, I'ammoniaque, I'hydroxyde de lithium. On peut égaiement mettre en oeuvre un mésange de bases. Comme base préférée, on utilise I'ammoniaque.

On peut procéder en mettant en présence d'abord le composé du cérium et le composé du titane dans le milieu liquide puis en ajoutant la base au mélange ainsi obtenu, ce par quoi on obtient un précipité; La précipitation peut âtre conduite aussi en maintenant constant le pH du milieu de précipitation. Dans ce cas, on peut par exemple former un milieu liquide contenant le composé du titane puis y ajouter le composé du cérium avec la base. Dans le cas de l'utilisation d'un sel de cérium t) t, ta vaieur du pH peut ainsi être fixée entre 7 et 10.

Dans une étape suivante, on met en présence un composé de l'élément M et le précipite ainsi obtenu. Ce qui a été dit précédemment sur les composes de l'élément M, s'applique aussi ici. La mise en présence du composé de l'élément M et du précipite peut se faire notamment en redispersant le précipite dans une solution d'un sel de l'élément M. Cette étape peut être réalisée en phase aqueuse.

Enfin, dans une dernière étape, on seche puis on calcine le mésange obtenu précédemment. Les conditions de séchage et de calcination pour cette seconde variante sont les mêmes que celles données pour la première.

La préparation du compose de l'invention peut se faire selon une troisième variante. Cette variante correspond à un procédé du type réaction solide-solide ou chamottage. Dans ce cas, on forme un mésange de composes solides du cérium, du titane et de l'élément M et on calcine ledit mélange. Comme compose solide du cérium, on peut citer l'oxyde de cérium, le carbonate ou I'hydroxycarbonate de cérium et les sels solides de cérium. Pour le titane, on peut utiliser l'oxyde de titane. Pour l'élément M, on peut mentionner les carbonates, oxalates, nitrates, borates et iodures de cet élément.

Les conditions de calcination dépendront de la nature des précurseurs utilisés. On calcinera à une température suffisante pour obtenir la phase recherchée. La durée de calcination peut être plus élevée que celle donnée pour les autres variantes, par exemple, elle peut âtre de l'ordre d'une dizaine d'heures.

Le compose de l'invention présentant les caractéristiques mentionnées plus haut ou tel qu'obtenu par les procédés qui viennent d'être décrits peut être utilise tout particulièrement comme pigment colorant.

Le produit de l'invention possède en effet un pouvoir de coloration et un pouvoir couvrant et, de ce fait, convient à la coloration de nombreux matériaux, tels que plastiques, peintures et autres.

Ainsi, et plus précisément, il peut être utilise dans la coloration de polymères pour matières plastiques qui peuvent âtre du type thermoplastiques ou thermodurcissables, ces polymères étant susceptibles de contenir des traces d'eau.

Comme résines thermoplastiques susceptibles d'être colories selon l'invention, on peut citer, à titre purement illustratif, le chlorure de polyvinyle, l'alcool polyvinylique, le copolymèresstyrène-butadiène,styrène-acrylonitrile,acryl onitrile-polystyrène,les butadiène-styrène (A. B. S.), les polymères acryliques notamment le polyméthacrylate de méthyle, les polyoléfines telles que le polyéthylène, le polypropylène, le polybutène, le polyméthylpentène, les dérivés cellulosiques tels que par exemple l'acétate de cellulose, I'acéto-butyrate de cellulose, l'éthylcéllulose, les polyamides dont le polyamide 6-6.

Concernant les résines thermodurcissables pour lesquelles le produit selon )'invention convient égaiement, on peut citer, par exemple, les phénoplastes, les aminoplastes notamment les copolymères urée-formol, mélamine-formol, les résines poxy et les polyesters thermodurcissables.

On peut également mettre en oeuvre le produit de ('invention dans des polymères spéciaux tels que des polymères fluorés en particulier le polytétrafluoréthylène (P. T. F. E.), les polycarbonates, les élastomères silicones, les polyimides.

Dans cette application spécifique pour la coloration des plastiques, on peut mettre en oeuvre le produit de l'invention directement sous forme de poudres. On peut égaiement, de préférence, le mettre en oeuvre sous une forme pré-dispersée, par exemple en prémélange avec une partie de la résine. sous forme d'un concentré pate ou d'un liquide ce qui permet de l'introduire à n'importe quel stade de la fabrication de la résine.

Ainsi, le produit selon l'invention peut âtre incorporé dans des matières plastiques telles que celles mentionnées ci-avant dans une proportion pondérale allant généralement soit de 0,01 à 5% (ramenée au produit final) soit de 20 à 70% dans le cas d'un concentre.

Le produit de l'invention peuvent être égaiement utilisé dans le domaine des peintures et lasures et plus particulièrement dans les résines suivantes: résines alkydes dont la plus courante est dénommée gtycerophtatique; les résines modifiées à ] l'huile longue ou courte; les résines acryliques dérivées des esters de I'acide acrylique (méthylique ou éthylique) et méthacrylique éventuellement copolymérisés avec I'acrytate

d'éthyle, d'éthyl-2 hexyle ou de butyle ; les résines vinyliques comme par exemple t'acétate de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle, le butyralpolyvinylique, le formalpolyvinylique, et les copolymères chlorure de vinyle et acétate de vinyle ou chlorure de vinylidene; les résines aminoplastes ou phénoliques le plus souvent modifiées; les résines polyesters; les résines polyuréthannes; les résines epoxy; les résines silicones.

Généralement, le produit est mis en oeuvre à raison de 5 à 30% en poids de la peinture, et de 0,1 à 5% en poids du lasure.

En outre, le produit selon l'invention est égaiement susceptible de convenir pour des applications dans l'industrie du caoutchouc, notamment dans les revêtements pour sols, dans l'industrie du papier et des encres d'imprimerie, dans le domaine de la cosmétique, ainsi que nombreuses autres utilisations comme par exemple, et non limitativement, les teintures, dans les cuirs pour le finissage de ceux-ci et les revêtements stratifies pour cuisines et autres plans de travail, les céramiques et les glagures.

Le produit de l'invention peut aussi âtre utilise dans la coloration des matériaux à base de ou obtenu à partir d'au moins un liant minéral.

Ce liant minera ! peut être choisi parmi les liants hydrauliques, les liants aériens, le plâtre et les liants du type sulfate de calcium anhydre ou partiellement hydraté.

Par liants hydrauliques, on entend les substances ayant la propriété de faire prise et de durcir après addition d'eau en formant des hydrates insolubles dans l'eau. Les produits de l'invention s'appliquent tout particulièrement à la coloration des ciments et bien entendu des bétons fabriques à partir de ces ciments par addition à ceux-ci d'eau, de sable et/ou de graviers.

Dans le cadre de la présente invention, le ciment peut, par exemple, âtre du type alumineux. On entend par là tout ciment contenant une proportion élevée soit d'alumine en tant que telle soit d'aluminate soit des deux. On peut citer à titre d'exemple les ciments à base d'aluminate de calcium, notamment ceux du type SECAR.

Le ciment peut aussi âtre du type silicate et plus particulièrement à base de silicate de calcium. On peut donner à titre d'exemple les ciments PORTLAND et, dans ce type de ciments, les Portland à prise rapide ou très rapide, les ciments blancs, ceux résistant aux sulfates ainsi que ceux comprenant des laitiers de hauts-fourneaux et/ou des cendres volantes et/ou du meta-kaotin.

On peut aussi mentionner les ciments à base d'hemihydrate, de sulfate de calcium ainsi que les ciments magnésiens dits ciments de Sorel.

Le produit de l'invention s'utilise aussi dans la coloration des liants aériens, c'est à dire des liants durcissant à l'air libre par faction du C02, du type oxyde ou hydroxyde de calcium ou de magnésium.

Le produit de l'invention s'utilise enfin dans la coloration du plâtre et des liants du type sulfate de calcium anhydre ou partiellement hydraté (CaSO4 et CaS04,1/2H20).

Enfin, l'invention concerne des compositions de matière colories notamment du type plastiques, peintures, lasures, caoutchoucs, céramiques, glaçures, papiers, encres, produits cosmétiques, teintures, cuirs, revêtements stratifies ou du type à base ou obtenu à partir d'au moins un liant minéral, qui comprennent comme pigment colorant, un produit selon l'invention ou obtenu par des procédés du type décrit ci-dessus.

Des exemples vont maintenant âtre donnés.

Les exemples 1 à 7 et 9 à 10 concernent la préparation de produits selon l'invention. Les caractéristiques des produits sont indiquées dans le tableau 1 donne ci- après Les quantités de réactifs utilisées sont celles correspondantes aux valeurs x, y et z figurant dans le tableau.

EXEMPLES 1 ET 2 On utilise un sol de titane basique (en milieu NaOH) présentant un extrait sec de 20%. Ce sol est mélange avec de l'oxalate de sodium dissout à chaud dans l'eau permutée On ajoute au mélange du nitrate creux en solution. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Büchi%) La température de sortie des gaz est de 120°C. On calcine le produit obtenu 2 heures à 750°C (montée en température : 5°C/mn).

EXEMPLE 3 On introduit dans de l'eau permutée un oxalate de sodium puis une poudre d'un gel de titane calcin6 A 5000C. On ajoute enfin une solution de nitrate creux. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Buchi. La température de sortie des gaz est de 120°C. On calcine le produit obtenu 2 heures à 750°C (montée en température: 5°C/mn).

EXEMPLE 4 On dissout du nitrate de sodium cristallisé dans du nitrate crique obtenu par oxydation électrolytique d'une solution de nitrate creux et présentant un taux de neutralisation tel que défini plus haut de r = 0. On dilue et on ajoute le même gel que celui de l'exemple 3. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Büchi#. La température de sortie des gaz est de 130°C. On calcine le produit obtenu dans les mêmes conditions que précédemment.

EXEMPLE 5 On ajoute du nitrate creux à du tetrabutyiorthotitanate dilué dans l'éthanol. Puis, d'un trait, on ajoute de l'ammoniaque concentré en quantité suffisante pour précipiter le titane et le cérium. Le précipite ainsi obtenu est filtré puis las6 et redispersé dans une solution de nitrate de sodium. La suspension est ensuite atomisée par un sécheur Büchi). La température de sortie des gaz est de 120°C. On calcine le produit obtenu dans les mêmes conditions que précédemment.

EXEMPLE 6 On introduit dans de l'eau permutée un nitrate de sodium puis une poudre d'un gel de titane calciné à 500°C. On ajoute enfin une solution de nitrate céreux. Le séchage est fait dans un réacteur flash du type décrit plus haut. La température d'entrée des gaz est de 600°C, celle en sortie de 130°C. On calcine dans les mêmes conditions que dans t'exemple 3.

EXEMPLE 7 On procède comme dans l'exemple 4 mais en utilisant de l'iodure de sodium. En outre, la calcination est effectuée en introduisant le produit obtenu après atomisation dans le four à 750°C. Le produit est maintenu 2 heures à cette température.

Tableau 1 Exemple Composibon DS0 Coordonnées _ (m) colorimétriques x z Iz (x+z)/L* a* b* 1 0, 33 0, 33 0,33 1 2 1,3 91,9 -4, 1 47,9 2 0, 25 0,25 0,5 0,5 3 1, 3 90, 2-5, 6 49,9 3 0, 33 0,27 0,4 0, 67 2,7 1,4 90 5-3,3 63,6 4 0, 335 0,165 0,5 0, 33 5 1, 8 83, 9-2,2 58,9 5 0, 275 0,395 0,33 2,8 67,5 6 0, 33 0,27 0,4 0, 67 2,7 1,7 90, 4-2,3 64,7 7 0, 43 0,12 0,45 0, 27 7,3 1,5 88 -1,6 66, 5 Les coordonnées chromatiques L*, a* et b* sont données ici et pour le reste de la description dans le système CIE 1976 (L*, a* et b*) tel que défini par la Commission Internationale d'Eclairage et répertorié dans le Recueil des Normes Frangaises (AFNOR), couleur colorimétrique n° X08-12, n° X08-14 (1983). Elles sont déterminées

pour ce qui concerne les mesures faites sur les produits et les plastiques au moyen d'un colorimètre commercialisé par la Société Pacific Scientific. La nature de l'illuminant est le D65. La surface d'observation est une pastille circulaire de 12,5 cm2 de surface. Les conditions d'observations correspondent à une vision sous un angle d'ouverture de 10°.

Dans les mesures données, la composante spéculaire est exclue.

EXEMPLE 8 Cet exemple illustre l'utilisation des produits de l'invention pour la coloration des plastiques.

10 g de produits selon les exemples 1,2 et 3 sont mélanges en cube toumant à 2 kg d'un polypropylène de référence ELTEX # PHV 001. Le mésange est ensuite inject6 à 220°C à l'aide d'une presse à injecter KAPSA modèle Protoject 10/10 avec un cycle de 41 s. Le moule est maintenu à la température de 35°C.

On obtient ainsi une éprouvette parallélépipédique à double épaisseur (2 et 4 mm).

Les coordonnées colorimétriques, mesurées sur la partie épaisse de la plaquette et sur fond blanc, sont données dans le tableau 2 ci-dessous : Tableau 2 Exemple Coordonn6es colorim6tri ues L* a* b* 1 84, 6-6,9 32,6 2 83-7, 9 35,1 3 83,6-5,6 53,6 6** 85,7-4,5 62,7 la la composante spéculaire est inclue, 1 % de pigment a été introduit dans le plastique.

EXEMPLE 9 Cet exemple concerne la préparation d'un produit comprenant du cérium et du lanthane de formule Nax (Ce, La) yTizOt.

On dissout du nitrate de sodium cristallisé dans du nitrate crique obtenu par oxydation électrolytique d'une solution de nitrate creux et présentant un taux de neutralisation tel que défini plus haut de r=0. On ajoute alors une solution de nitrate de lanthane puis une poudre d'un gel de titane calcine à 500°C. Les quantités de lanthane et de cérium dans le produit prépare sont dans le rapport atomique La/Ce de 0,7/2.

Le produit obtenu est calcine 2h à 750°C.

On donne dans le tableau 3 les caractéristiques du produit obtenu.

EXEMPLE 10 Cet exemple illustre la préparation de produits par une voie par chamottage.

On mésange dans un creuset en agathe des poudres d'hydroxycarbonate de cérium, d'un gel de titane calciné à 500°C et de nitrate de sodium. Le mésange obtenu est calciné 12h à 750°C. On donne dans le tableau 3 les caractéristiques du produit obtenu.

Tableau 3 Exemple Composition Coordonnées colorimétriques x y z y/z (x+z)/yL* a* b* 9 0,44 0,12 0,44 0,27 7,386,1 0,1 59,3 10 0,33 0,27 0,4 92-6,535,31,5 EXEMPLE 11 Cet exemple illustre la préparation d'un produit selon l'invention par un procédé de précipitation.

On introduit dans un réacteur équipe d'un agitateur la suspension d'un gel de TiO2 séché (80g/l en TiO2). Le pH de la suspension est ajuste à 8 à I'aide d'une solution d'ammoniaque 8M. Sous agitation constante et à pH contrôlé (pH=8) par ajout d'ammoniaque, on ajoute alors lentement une solution de nitrate creux. Le précipite obtenu est centrifuge (4500tr/min) puis lavé deux fois avec une solution ammoniaquee.

Le précipite ainsi obtenu est ensuite remis en suspension dans l'eau (C=150g/l) puis atomisé au Büchi# en présence de la solution de carbonate de sodium. Les températures d'entrée et de sortie du Büchi# sont respectivement égale à 210°C et 100°C. Le solide seche est calciné 2h à 750°C (vitesse de montée 5°C/min). Le produit est ensuite inject6 dans du polypropylène dans les conditions décrites dans l'exemple 8.

On donne dans le tableau 4 ci-dessous les caractéristiques du produit obtenu. Les coordonnées colorimétriques après injection dans le polypropylène sont mesurées comme 8.l'exemple Tableau 4 Exemple Composition Coordonnées Col colorimétriques x y/z(x+z)/yL*a*b*z 0,95 0,265 1 0,265 -3,164,690,1 Les coordonn6es colorimétriques après injection dans le polypropylène sont L*= 82,7; a*=-1; b*=58,6.