[发明专利]用于制备具有增强的堆积处理特性的粉末的方法

说明书

技术领域

粉末诸如颜料二氧化钛(TiO₂)经常展示出较差的堆积处理特性。颜料TiO₂是非常粘结的、经常落满粉尘的，并且许多等级所具有的松散堆密度比顾客期望用于其工艺的堆密度低本发明涉及一种用于制造抵抗压实、老化、成团和/或结决的少染粉尘的、平滑排出的、容易分散的粉末，诸如颜料二氧化钛的方法。此类粉末大体经受喷射研磨、砂磨、锤磨或其它机械操作。一般来讲，此类粉末用于食品、化妆品、洗涤剂、油漆和塑料、油墨以及弹性体。

背景技术

诸如二氧化钛颜料、氧化铁颜料、珠光颜料、滑石粉和其它金属氧化物颜料的粉末用于化妆品、洗涤剂油漆、塑料、建筑和其它工业。具体地讲，出于赋予颜色和/或乳浊化的目的，通常通过充分混合来将颜料或粉末添加至期望应用中。有关此类应用的性能特性包括颜料分散性和处理、计量以及除尘的容易度。

分散性测量粉末在系统中均匀且紧密混合的容易度。较差粉末分散可引起大的附聚体，进而可导致团块、表面缺陷、色痕以及不均匀或不完整的着色。另外，分散附聚的粉末需要能量和时间。

无机颜料，大体为细分的粉末，被制备用于油漆、塑料和弹性体工业。使粉末经受喷射研磨、砂磨、锤磨、辊磨或其它机械操作作为粉末制备中的修整步骤。虽然此类机械操作可有助于分散性和光泽度，但研磨的颜料表现出较差的干燥流动特性并且产生粉尘。因此，出于工作场所安全、生态或质量保证方面的原因，使用此类粉末要求适当的资源密集型措施。另外，由于粉尘问题，有价值的材料损失了。

处理考虑了在制造和加工期间与粉末和颜料的存储、运输和混合相关联的困难。粉末稳定性是良好存储和运输所必要的，它避免粉末在经受热、湿度和压力时老化或粉末附聚成大的附聚体。稳定性有利地利用单独微粒的高粘结力。它还取决于在制备附聚体中使用的压实压力或形成方法。明显地，良好的分散性和良好的稳定性是必要的但互相排斥的目标。

粉末处理问题包括在压缩存储时的结块、钻鼠洞(rat holing)、桥接、老化，以及进料斗中的堵塞与颜料流动损失。另外的问题包括对小球或颗粒状形式的粉末的优先选择。

虽然粉末在其用途方面变化广泛，但粉末诸如颜料二氧化钛大体具有类似的粒度和化学性质。然而，各种等级之间在粘结性、含尘度或堆密度方面的差异大体是由影响微粒表面的加工条件，尤其是表面涂料所造成的。因此，虽然这些涂料可被操作来影响堆处理特性，但这经常是以不可接受地损害最终使用者颜料效果为代价的。此外，由于并不完全理解机制，这导致一个基于试验和错误的发展过程。另外，增大的堆密度在例如用于塑料的粉末诸如二氧化钛中变得重要。在此类情形下，二氧化钛颜料所占据的物理体积可限制塑料的生产能力。因此，具有更大的松散堆密度的颜料将对此类顾客来说有价值。在一些情况下，涂料级颜料具有很低的堆密度以致于装运集装箱不能被填充达到其货物实重限制。较密集的产品将降低装运那些产品的成本。堆密度的实质性增大可减小用于存储并机械运输颜料所需的设备的物理尺寸，从而降低投资要求。

处理TiO2的所有顾客都至少具有一些粉尘方面的问题，特别是接收袋或散装袋(SBC)形式的产品的那些顾客。减小含尘度将改善家用要求、减少工业卫生问题、并且可降低对粉尘控制设备的资本投资要求。

对于大多数顾客来说，TiO2是他们最难以处理的材料。虽然某些级别比其它级别更难以处理，但增强的流动性对于所有等级来说都具有竞争性有益效果。如果流动性可得到实质性改善，那么顾客的颜料处理设施的资本成本可减少，因为可不需要额外提供流动改善。与这些设施相关联的维护成本也会减少。更好的流动性还改善螺旋喂料机和旋转阀的体积效率，从而减少它们所需的尺寸和成本。最后，利用具有优异流动性的粉末，投配装置和过程控制方案的准确性得到增强。

因此，在工业内存在对解决粉末诸如二氧化钛的分散性问题但不损害稳定性和流动或最终使用特性的方法的需要。还存在增大粉末诸如颜料二氧化钛的松散堆密度但不显著影响其它物理特性的需要。

发明内容

本发明涉及用于制备具有增强的堆积处理特性的粉末的方法，包括：

(A)使粉末与至少一种气体在控制环境中接触，其中所述至少一种气体总体能够充当所述粉末的路易斯碱；

(B)任选地，在使所述至少一种气体与所述粉末接触期间的至少一部分时间内同时在所述控制环境中翻滚所述粉末。

在另一个实施例中，上述发明的粉末包含二氧化钛，所述至少一种气体包含至少一种胺，诸如氨。