[发明专利]生产压块和压制的粒状材料的方法及其应用

说明书

本申请是申请号为97111205.3发明专利申请的分案申请。

本发明涉及用于生产压块和压制的粒状材料的方法及其用于染色建筑材料例如混凝土和沥青，和有机介质例如涂料、塑料和色浆的用途。

为了实现最佳的颜色效应，颜料颗粒的生产要求将颜料研磨成基本颗粒。由此所形成的粉末产生大量的粉尘，由于其处于细分散状态，而易于粘附和粘在配料设备上。因此对于毒性有害物质，在生产过程中必须采取保护措施，以避免由于所形成的粉尘对人和环境产生损害。然而即使对于安全惰性物质例如氧化铁颜料，市场上也越来越需要避免由于粉尘而产生的刺激。

因此，处理颜料的目的是避免粉尘和改进作为良好的流动性结果的剂量性，从而实现用于建筑材料和有机介质中时一致质量的颜色效应。该目的大体上可以通过使颜料粒化的方法来实现。这里通常使用造粒和喷雾粒化作用。压制成型方法迄今仍不太适合，这是由于借此得到的颗粒物的分散性有限所致。

原则上，对于颜料颗粒的应用，市场上要求颜料有两个完全相反的性质：粒状物质的机械稳定性和良好的分散性。机械稳定性是造成在制造者与用户之间的运输过程中良好运输性质以及使用过程中颜料的良好剂量性和流动性的主要原因。它是由高附着力产生的，并取决于例如粘合剂的量乃至成型过程中的成型压力。另一方面，分散性受粒化之前的充分研磨(湿研磨和干研磨)、混合过程中的机械能(剪切力)和分散剂(它直接降低混入介质的过程中干粒状物质间的粘附力)影响。但是，由于添加剂与颜料的费用比，在颜料中大量使用分散剂将受到限制。另外，添加剂的高比例将相应地降低着色强度或散射能力。由于着色强度的变化通常小于±5％，因此即使是同时作为增粘剂和分散剂的添加剂也限制使用。而且添加剂必须使最终产品例如建筑材料、塑料和涂料的使用性不发生不利的改变：例如，混凝土的强度或凝结性，沥青的抗压强度或抗磨性和塑料的强度或抗缺口冲击性以及弹性体(聚合物)的弹性。

根据现有技术，适用于颜料颗粒的生产方法是：例如喷雾粒化(盘或喷管喷雾干燥)和造粒(混合器，流动床粒化器，盘或滚筒)。

喷雾干燥粒化通过使用粘合剂从颜料悬浮液开始。在许多被保护的权利要求中描述了相关的方法；其中使用了水溶性粘合剂。DE-A3619363，EP-A0268645和EP-A0365046中的方法从有机物开始，例如木素磺酸盐、甲醛缩合物，葡糖酸、聚乙二醇醚硫酸酯，而DE-A3918694和US-A5215583中的方法从无机盐开始，例如硅酸盐和磷酸盐。EP-A0507046中描述了喷雾粒化和造粒的组合。DE-A3619363(第3栏，44-47行)和EP-A0268645(第7栏，18,19行)中采用了压制成型的方法。在该方法中，用压力实现颗粒的强粘附，以致可以得到良好的运输稳定性，但同时又降低了分散性。

EP-A0257423和DE-A3841848中描述了用聚硅氧烷作为疏水、亲油添加剂的喷雾粒化作用。对于喷雾干燥的产品来说，为使物质变成疏水的，所进行的后处理将产生流动性非常好的粒状物质，但粉尘特别严重，而且几乎是不能用水湿润的。

EP-A0424896描述了低粉尘细粒状物质的生产，在已知的强度混合器中进行生产操作。用低含量蜡与乳化剂和湿润剂混合，从而产生水分散体。在该过程中通常得到的水含量为20％至高达50％以上。首先必须将这些粒状物质干燥，并且将其从粒度过大和过小的物质中分离出来。

DE-A3132303描述了流散性良好的和低粉尘的无机颜料颗粒，将其与在热作用下变成液体的粘合剂混合，用筛分没备(压力)通过筛分使其粒化。流量的约10-20％累积作为＜0.1mm的细物质。

EP-A0144940描述了低粉尘的颜料颗粒，从含水约50％的过滤沉积物开始，经过向其中加入0.5-10％的表面活性剂，以及在50-200℃下液化的蜡或矿物油，将其混合直至达到润滑点为止。该生产过程在强度混合器中进行，如果必要的话，将混合物粒化并干燥。在最终的产物中含10-15％的水，这对于加入到塑料中是不利的。

其他方法也在其应用上受限制。由于形成小液滴，喷雾粒化需要使用流散性良好的和充分液化的悬浮液。因此，对于该干燥过程，有更大量的水必须被蒸发掉，比通常可用的流动床干燥过程中从高压过滤颜料浆中蒸发掉的水还多，这导致高能耗。对于预先通过煅烧而产生的颜料，喷雾粒化包括附加的高能耗处理步骤。另外，在喷雾粒化过程中，累积了更大或更小比例的精细物质，它们必须返回到生产设备中。