[发明专利]制备共沉淀的混合氧化物处理的二氧化钛颜料

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备二氧化钛颜料的方法，其包括共沉淀混合的无 机氧化物或混合的氧化物/磷酸盐的表面处理。所得颜料适合用于包括涂 料、造纸和塑料工业的很多工业中。

背景技术

二氧化钛在包括涂料、造纸和塑料工业的很多工业中都被用作遮光 剂和着色剂。通常，颜料在这些应用中的效果取决于此颜料能够分散于 涂料、塑料或纸中的均匀程度。因此，颜料通常都是以精细粉碎的粉末 形式处理的。然而，二氧化钛粉末固有地为粉末状，并且经常表现出差 的粉末流动性，特别是在配制、混炼期间，以及在生产最终用途的产品 的过程中。虽然可以通过已知的生产经验获得具有低粉尘性能的自由流 动的粉末，但是这些粉末通常表现出降低的遮光性能。

为此，开发了改性二氧化钛颜料表面的化学方法来达到所希望的颜 料遮光性和流动性的平衡。例如，本领域中已知，二氧化钛颜料的润湿 和分散性能可以通过在二氧化钛的表面沉积无机金属氧化物和/或金属氢 氧化物涂层，对二氧化钛中间体(通过硫酸盐法或氯化物法所生产的)进行 特定的无机处理而改进。通常，这些处理是通过如下步骤进行的：

(1)使用分散剂例如多磷酸盐将中间体(或未加工的)材料分散于水性 介质中，

(2)任选地湿磨所得的浆料来达到特定的希望的粒径，

(3)将一种或多种无机氧化物例如二氧化硅或氧化铝沉淀到二氧化钛 浆料的粒子表面上，

(4)通过过滤从该水性浆料中回收无机氧化物处理的二氧化钛颜料，

(5)洗涤该过滤的产品以除去盐和杂质，

(6)干燥该洗涤过的过滤产品，以及

(7)使用气流粉碎机干磨该干燥的颜料。

通常，根据步骤(3)的无机氧化物的湿法处理沉积-对于用多于一种的 无机氧化物处理的颜料而言-是按顺序的方式一次用一种无机氧化物进行 的。然而还知道可用共沉淀的混合无机氧化物化学处理二氧化钛颜料中 间体。除降低了要进行的无机表面处理的总次数外，与将相同的无机氧 化物按顺序加入颜料中相比，经过共沉淀的混合无机氧化物处理过的二 氧化钛颜料具有不同的表现。

大量参考文献描述或至少建议了包括共沉淀的混合无机氧化物表面 处理的二氧化钛颜料。例如，US 2,913,419公开了宽范围的粒子，其包括 采用致密的含二氧化硅的共沉积硅酸盐和/或金属氧化物所表面处理的二 氧化钛粒子，硅酸盐和/或金属氧化物选自在pH为5-12之间时形成不溶 性硅酸盐，并包括铝、锡、钛、锌和锆的硅酸盐和氧化物。

US 3,513,007要求保护一种用于涂覆二氧化钛颜料粒子的改进方法， 其包括在两个顺序步骤中处理二氧化钛的颜料粒子，其中首先用选自硅、 钛、锆的水溶性可水解化合物和磷酸盐的至少一种化合物进行处理；其 次用铝、铈、钙或它们的混合物的至少一种水溶性可水解化合物进行处 理，同时保持悬浮体的pH在6-10的范围内。据说根据该发明的方法所 生产的颜料在结合到涂料中时，可表现出较高的着色力和光泽度。

英国专利GB 1,256,421描述了一种用于处理金属氧化物粒子的改进 的方法，该金属氧化物粒子已经用钛、铝、铈、硅、锌、锆的一种或多 种氧化物或含水氧化物的涂层处理过，并通过可水解铝盐的碱性水溶液 来提供第二氧化铝涂层。最初的氧化物涂层的具体例子包括氧化钛/氧化 铝或者氧化锆/氧化铝。据说这样的处理导致了改进的颜料持久性和光泽 性能。

US 3,649,322公开了一种包覆铝硅酸盐的颜料二氧化钛，其在涂料组 合物中结合有高着色力和耐久性，并且是通过在水性浆料中将含水氧化 硅和含水氧化铝共沉淀到二氧化钛上，以形成致密的铝硅酸盐涂层而制 备的。当致密的铝硅酸盐涂层是以单步骤进行涂覆的时候，可进一步用 另外的氧化铝涂层处理该颜料。

US 3,825,438要求保护一种用至少一种含水的金属氧化物涂布二氧 化钛颜料的方法，其包括使二氧化钛颜料的水分散体与至少一种选自铝、 钛、铈、锆、硅和锌的金属的水溶性可水解化合物混合，然后向该分散 体加入含有至少两个羟基和2-8个碳原子的多羟基醇，最后通过使分散体 的pH改变，将含水金属氧化物沉积到二氧化钛粒子上。其实施例教导了 源自硫酸氧钛和硫酸铝的混合溶液的共沉淀处理。通过该发明的方法生 产的颜料可以用于很多种类的产品中，包括油墨、塑料和纸。