[发明专利]糊状或凝胶状稠度的颜料制剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于向石灰结合和/或水泥结合的建筑材料、沥青、涂料、清漆、纸类或塑料类进行着色的糊状或凝胶状颜料制剂以及它们的制备方法。

背景技术

近几十年来我们周围环境中彩色设计的增加引起了颜料用途的急剧增长。由于许多有色的材料包括至少一部分的无机颜料，对于这些的需求也稳定增长。现在无机颜料在日常生活的许多领域都可以遇到。例如它们被用于着色诸如水泥和沥青、乳化涂料、清漆、纸和塑料等建筑材料。氧化铁颜料，目前从量上是无机着色颜料中最大的组，从史前年代就开始使用了。大约15000年历史的阿尔塔米拉(西班牙)和拉思科(法国)洞穴绘画为天然存在的氧化铁作为颜料的用途提供了证据。古埃及人、希腊人和罗马人也使用天然存在的氧化铁颜料作为着色剂。目前很长时间了这种天然存在已经不再能满足这种需求，特别是对于性能特点的质量要求的持续的和进行的增长。合成生产出的颜料在不透光性、颜色亮度和质量一致性上远远胜过天然存在的颜料。

在处理颜料中，为了获得理想的颜色需要将颜料碾成初级粒子(primary particle)。因此现代颜料生产工艺通常包括这样一种研磨操作。但是由于它们精细的分割特性，生成的颜料是多尘的，并且易于粘附于包装和机器部件并且储存在仓库时粘附。因此在毒理学危险品情况下，在处理时必须采取措施避免通过产生的灰尘给人和环境造成的危险。但是即使是无异议的惰性物质，例如氧化铁颜料，避免尘害也是日益增长的市场需求。

着色建筑材料的供应形式：

对于例如水泥制品的建筑材料的着色，所用颜料主要是粉末形式。以它们磨碎的形式，它们具有容易分散的优点。这种颜料粉末的完全均匀分布短时间内发生在混凝土搅拌机内，通常几分钟之内。这些细粉的缺点是它们没有很好的流动性，经常成团地聚在一起，在储存过程中形成团块。在处理时这妨碍了准确计量。这些粉末的另一个缺点是它们容易形成粉尘。

在应用这些着色建筑材料的颜料中避免粉尘和改善计量是一个主要目标。从二十世纪八十年代末期，这个目标通过颜料造粒法的应用已经或多或少地达到了。这种造粒法的实例包括凝聚造粒法和喷雾干燥造粒法。

喷雾干燥造粒法开始于颜料悬浮液，其中加入颗粒粘合剂。通过喷雾干燥造粒的方法发生在通过单流质或二元流质喷嘴或通过雾化干燥器的平行流动或逆流中，产生具有平均颗粒尺寸为50至500μm的颗粒。对应的方法在很多专利中进行了描述，对于本领域的技术人员是已知的。这些方法主要使用了水溶性粘合剂。因此，DE 3 619 363 A1、EP 0 268 645 A1和EP 0 365 046 A1从有机物质开始，例如木质素磺酸酯、甲醛缩合物、葡萄糖酸和磺化聚乙二醇醚，而DE 3 918 694 A1和US 5,215,583 A1传授了使用无机盐的可能性，例如硅酸盐和磷酸盐。最近提出了用水溶性粘合剂制粒。例如，US 6,596,072 B1和US 6,695,990 B1加入了亲水粘土粘合剂，优选铝矽酸盐或白榴火山灰。DE 103 19 483 A1披露了一种可分散的颜料浓缩物，与其它物质一起用于着色诸如水泥的建筑材料，其包含至少一种颜料，还有如果需要的话粘合剂、分散剂和湿润剂，并且包含一种崩解助剂，它与水(足够量)接触在大约一分钟之内使浓缩物的基本结构实质地完全崩解而没有使用机械，释放出颜料。所用崩解助剂优选具有颗粒尺寸在10和2000μm之间的纤维素纤维。DE 197 31 698 A1已经披露了适合于着色建筑材料或沥青的颗粒生产中崩解剂的使用。崩解剂通常包括具有适当大的水吸收力的高亲水聚合物。DE 100 02 559 B4和DE 100 66 190 B4也已经披露在颗粒生产中崩解剂的使用。

由于在滴形成阶段，喷雾造粒需要使用高流动，换句话说高移动的悬浮液。因为干燥操作包括蒸发相对大量的水，所以该方法非常耗能，因此不适宜环境和气候保护。用干燥生产工艺生产出来的颜料，例如用煅烧工艺，喷雾造粒意味着增加一步高耗能的步骤，因为干燥状态下已经获得的颜料必须再次悬浮在水中并且干燥。另外，在喷雾造粒情况下，所获得的精细材料或多或少地留在粉尘过滤器内，它们必须回收到生产中去。