[发明专利]聚硅氧烷改性的二氧化钛

说明书

本申请要求2006年12月21日提交的U.S.专利系列申请No.11/643,294的优先权，因此其内容或其本身通过引用被全部并如本申请中。 

发明领域

本发明涉及一种通过用聚硅氧烷处理二氧化钛获得的颗粒。还涉及这些颗粒与有机聚合物的共混物。 

背景技术

已经发现二氧化钛具有广泛的用途。典型的将其用于另一种基质中以便赋予某些性质。例如，它广泛用作用于油漆和聚合物的白色颜料。其他应用为使用具有不同光学性质的小颗粒二氧化钛。对于这些和其他应用，关键在于能否良好地分散所述二氧化钛。通常将分散剂加入到二氧化钛中。分散剂的选择通常取效用、成本、与基质中其他添加剂的相容性、以及在基质中实现的性质之间的折衷。为此，进行了许多工作以便改进二氧化钛在多种基质中的分散性。 

已经研究了多种处理方法。U.S.Pat.No，6,646,037用烷基磺酸盐处理二氧化钛，而U.S.Pat.No.6,765,041公开了采用烷基磷酸酯的处理方法。使用有机硅化合物的处理方法也已经被公开，例如U.S.Pat.No.4,061,503公开了用聚醚取代的硅化合物处理二氧化钛微粒用于改进颜料和/或填充油漆和塑料中二氧化钛的分散性，并且增强塑料组分的组合物。 

U.S.Pat.No.4,810,305公开了具有改进的分散性的有机聚硅氧烷。这种聚硅氧烷是羟基硅氧烷，例如聚甲基羟基硅氧烷。U.S.Pat.Nos.5,607,994、5,631,310、5,889,090和5,959,004公开了一种可羟基化的硅烷如丁基三甲氧基硅烷和聚硅氧烷如聚甲基硅氧烷的混合物的用途。U.S.Pat.No.5,932,757 描述了一种烷基烷氧基硅烷的低聚物混合物。 

U.S.Pat.No，6,620,234公开了在水性介质中混合反应性氯化硅烷如己基三氯硅烷与二氧化钛以形成被涂敷的二氧化钛。副产物盐酸被中和后作为盐除去。 

虽然已经有了许多关于具有硅烷和硅氧烷的二氧化钛涂层的研究，还需要进一步的改进。迄今为止，处理技术通常取加工性和最终性质之间的折衷。许多含硅的化合物与二氧化钛没有足够的反应性以提供有效的涂层。其他含硅化合物要么是挥发性的要么会产生挥发性的副产物。在改进反应性的努力中，使用了官能团例如烷氧基，但是作为副产物产生的醇可能在颜料生产期间导致环境问题。在水性介质中使用卤化硅烷可以解决这个问题，但是它是更复杂的工艺从而增加了成本。虽然在这一领域已经有了显著的研究，但是还需要进一步的改进。 

发明概述 

本发明涉及一种颗粒和这些颗粒与有机聚合物的共混物。通过用聚硅氧烷处理二氧化钛而获得这种颗粒。所述聚硅氧烷上的一个或多个硅原子被甲硅烷基封端的亚烷基取代，所述甲硅烷基包含三个选自由羟基、卤素、烷氧基、乙酰氧基和它们的混合物组成的组的取代基。 

更具体地说，本发明公开了以下内容： 

1.聚乙烯聚合物基质，该聚合物基质具有分散在其中的颗粒，其中该颗粒包括用由聚硅氧烷构成的含有机硅的化合物处理过的二氧化钛颗粒，其中所述聚硅氧烷具有以下通式： 

其中每个R₁和R₂相互独立的选自由C₁到C₁₄的烃基组成的组；每个R₃选自由羟基，卤素，烷氧基和乙酰氧基组成的组；R₄选自由C₁到C₂₂的烃基组成的组；x为1到22的整数；m为0到500的整数；和n为1到500的整数。 

2.上款1的聚乙烯聚合物基质，其中R₃为烷氧基。 

3.上款1的聚乙烯聚合物基质，其中R₃为羟基。 

4.上款1的聚乙烯聚合物基质，其中R₄为C₆到C₁₀的烃基。 

5.上款1的聚乙烯聚合物基质，其中m+n的和大于12。 

6.上款1的聚乙烯聚合物基质，其中m大于n。 

7.上款1的聚乙烯聚合物基质，其中聚硅氧烷和二氧化钛的重量比为0.0001∶1到0.5∶1。 

8.上款1的聚乙烯聚合物基质，其中聚硅氧烷和二氧化钛的重量比为0.001∶1到0.02∶1。 

9.上款1的聚乙烯聚合物基质，所述颗粒具有0.2到0.35微米的平均颗粒直径。