[发明专利]具有改善的分散性的处理过的无机颜料及其在涂料组合物中的用途

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背景技术

技术领域

本公开涉及用于制备处理过的无机芯颗粒的方法，并且具体地讲涉及具有改善的分散性的处理过的二氧化钛颗粒的制备；它们的制备方法；以及它们在涂料组合物中的用途。

相关领域说明

本公开所关注的涂料组合物是水分散性涂料组合物如乳胶涂料组合物，例如丙烯酸、苯乙烯丙烯酸、乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯、聚氨酯、醇酸树脂分散体等；和溶剂型涂料组合物如醇酸树脂涂料组合物；聚氨酯涂料组合物；和不饱和聚酯涂料组合物、丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸组合物，通常为漆、透明涂层或染色剂。这些涂料可通过喷涂、用刷子或滚筒刷或静电施涂而施涂到基底，如颜料涂料等。这些涂料组合物描述于“Outlines of Paint Technology”(Halstead Press，New York，NY，第三版，1990)和“Surface Coatings”第I卷“Raw Materials and Their Usage”(Chapman和Hall，New York，NY，第二版，1984)中。

可将无机颗粒加入到涂料组合物中。具体地讲，已将二氧化钛颗粒加入到涂料组合物中以赋予成品白度和/或不透明度。然而，在一些涂料组合物中使用的平坦级颜料具有不佳的分散性并且难以处理。

存在对处理过的无机芯颗粒、例如处理过的二氧化钛颗粒的需求，其具有改善的分散性并且在使用时较易于处理。

发明内容

在第一方面，本公开提供涂料组合物，所述涂料组合物包含处理过的无机芯颗粒、具体地讲处理过的二氧化钛(TiO₂)颗粒，该颗粒具有改善的分散性，其通过包括以下的方法制备：

(a)在至少约90℃，更典型地约93至约97℃，更典型地约95至约97℃的温度下加热包含多孔二氧化硅处理过的无机芯颗粒和水的浆液；并且

(b)将可溶性氧化铝源加入到来自步骤(a)的浆液中，同时将pH保持在约8.0至9.5以形成所述多孔二氧化硅处理过的无机芯颗粒上的氧化铝处理；其中所述处理过的无机芯颗粒不包含致密二氧化硅或氧化铝处理，并且具有以约7％至约14％的量存在的二氧化硅和以约4.0％至约8.0％的量存在的氧化铝；并且其中颗粒间的表面处理(particle to particle surface treatments)为基本上均匀的。

在第一方面，处理过的无机芯颗粒、具体地讲处理过的二氧化钛(TiO₂)颗粒，在少于10分钟内完全分散在水中以形成浆液。

“均匀的”是指每个芯颗粒已经将一定量的氧化铝和二氧化硅附接到它的表面，使得颗粒间处理水平的差异低至所有颗粒与水、有机溶剂或分散剂分子以相同方式相互作用(即，所有颗粒与它们的化学环境以一般方式相互作用至一般程度)。

“完全分散的”是指在润湿处理和/或干燥方法中形成的所有附聚物已经被减小至单个颗粒或小团颗粒(聚集体)，它们在颜料制造的颗粒形成阶段中产生。

在第一方面，通过将热解二氧化硅沉积到热解无机芯颗粒、具体地讲热解二氧化钛(TiO₂)颗粒上，或通过四氯化硅与四氯化钛的共氧化，或通过经由凝聚相水性氧化物沉淀沉积到无机芯颗粒、具体地讲二氧化钛(TiO₂)颗粒上来施加二氧化硅。

在第一方面，本公开提供浆液，其包含二氧化硅处理过的无机芯颗粒、具体地讲处理过的二氧化钛(TiO₂)颗粒和水，通过包括以下的方法制备：

(a1)提供无机芯颗粒在水中的浆液；

(a2)将浆液加热至约30至约40℃，更典型地33-37℃，并将pH调节至约3.5至约7.5；

(a3)将可溶性硅酸盐溶液加入到浆液中，同时将pH保持在约3.5和约7.5之间；以及

(a4)搅拌至少约5分钟。

在第一方面，涂料组合物还包含树脂。

具体实施方式

在本公开中，“包含”解释为明确说明所述提及的特征、整数、步骤、或组分的存在，但是不预先排除一种或多种特征、整数、步骤、组分或其组的存在或添加。另外，术语“包含”旨在包括由术语“基本上由...组成”和“由...组成”涵盖的例子。相似地，术语“基本上由...组成”旨在包括由术语“由...组成”涵盖的例子。