[发明专利]用于形成颜料赝粒子的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2003年4月7日所提交的编号为10/407,334的美国申请的部分继续申请，该专利要求2002年4月22日所提交的编号为60/375,115美国临时申请的权益，其全部内容结合在本申请中作为参考，用于全部的目的。

技术领域

在此公开的本发明通常涉及一种由颜料粒子形成颜料赝粒子的装置和方法，以及由颜料粒子制成的颜料赝粒子。更特别地，所公开的本发明的实施例涉及使颜料粒子极化并使被极化的颜料粒子聚集，以便形成颜料赝粒子。

背景技术

二氧化钛颜料粒子、氧化铁颜料粒子、珠光颜料粒子、其它金属氧化物颜料粒子经常被用在化妆品、清洁剂、涂料、塑料以及其它产品和工业中，其中，希望向产品中添加颜色以及/或者使所需产品不透明化。这通常是通过在待染色的液体介质中强烈混合颜料球粒和/或粉末来完成的。对于颜料球粒，所期望的一些特性为颜料在整个应用系统中的分散能力、易于散装搬运、易于计量以及灰尘沾污颜料球粒的量。

为了增强在待染色介质中的分散能力，通常以精细分离的粉末形式来生产颜料，该粉末优选地由无机颜料粒子制成。这些粉末通常被喷射研磨、砂磨、锤式研磨或滚筒研磨，作为其生产过程的修整步骤，这有助于提高分散能力和光泽。然而，该领域中研磨过的颜料一般表现出较差的干燥流特性，并有极其多尘的缺点。在这些粉末的使用过程中，必须采取代价高昂的措施来减少灰尘的有害影响(比如工作场所安全性、生态问题、产品质量保证等)，从而消耗珍贵的时间、金钱和其它资源。此外，由这些粉末制成的球粒一般难于处理、储存、运输以及未经颗粒粉碎而引入到生产设备中。因而，获得良好颜料分散能力的产品往往不能提供良好的颜料稳定性，而已获得良好颜料稳定性的产品往往不能提供良好的颜料分散能力。

以往的工艺试图通过使用化学添加剂来解决这些问题中的一部分。例如，编号为4,285,984(“Pearce”)的美国专利讨论了一种工艺，其用于生产自由流动的无灰尘的颜料，该工艺包括将一种精细粉碎的蜡状合成物与一种粉末状颜料一起滚动研磨，以使蜡状物吸收该颜料，且集结的颜料包括喷雾冷却的(spray-chilled)蜡状合成物。并且，编号为4,375,520(“Pennie”)的美国专利讨论了具有固态低分子量聚合物和液态聚合物质的粒子的处理。

在处理大量粉末的过程中反复遇到的其它问题有结块、钻洞(ratholing)和桥接(bridging)。颜料稳定性对于良好的储存和运输是重要的，并期望当被储存的颜料长期经受热、湿和压力时，能够避免老化以及/或者颜料聚集成不希望的团块。加之与精细粉碎粉末相联系的关于灰尘的问题，常常期望颜料粒子形成颜料球粒。然而，颜料球粒还必须如此形成，以使它们易于在介质中分散，并且颗粒不会阻塞馈送藤(feed bines)，这会导致颜料流量减小以及其它问题。

在现有技术中已尝试解决这些问题中的一部分的技术方案。例如，编号为5,604,279(“Bernhardt”)的美国专利讨论了一种基本上由自由流动介质组成的着色剂合成物，其一种或多种着色剂精细地分散在无定形聚α烯烃中，该聚α烯烃由至少两种不同的具有至少25％重量百分比丁烯-1含量的单体组成。编号为5,199,986(“Krockert”)的美国专利讨论了一种利用无机颜料为建筑材料着色的工艺，该工艺包括向所述材料中加入呈粒化的颜料，该颗粒自由流动且无灰尘形成，其中该颜料颗粒通过后粒化(after-granulating)由喷射干燥的颗粒制成。

分散性是颜料能够均匀和均质地混合到介质中的容易程度的度量，而在介质中的分散不均会导致较大的团块，这些团块会造成结块、表面缺陷、颜色条纹、非均匀染色、以及/或者在介质中形成不完整的颜色。现有技术中的方法已试图通过颜料的表面处理来增强分散性或改善干燥流动特性，以便在颜料分散到比如涂层和/或塑料合成物中时，获得改进的性能。例如，编号为3,925,095(“Bockmann”)的美国专利讨论了一种可分散合成物，该合成物包括一种无机颜料或填充物以及羟烷基化烷撑二胺(hydroxyalkylated alkylene diamine)，而编号为4,056,402(“Guzi”)的美国专利讨论了一种颜料合成物，通过在存在非电离分散剂的条件下在水中研磨颜料，将研磨过的颜料分散物与纤维素醚混合，并从所形成的混合物中去除水分来制备。