[发明专利]金属化合物涂布的颗粒矿物材料、其制造方法和其用途

说明书

优先权声明

[001]本申请要求申请日为2007年3月23日的美国临时专利申请No.60/896,506的优先权，其全盘引入本文作为参考。

技术领域

[002]本文中公开了涂布有至少一种金属化合物的颗粒矿物材料。在一个实施方案中，至少一种金属化合物是金属硅酸盐化合物。在另一实施方案中，至少一种金属化合物是金属氧化物化合物。在本文中还公开了涂布有至少一种金属化合物的颗粒矿物材料的制造方法、以及涂布金属化合物的颗粒矿物材料的各种用途。

背景技术

[003]颗粒矿物材料被用于各种不同的应用，包括但不限于，涂料、颜料、填料、支撑剂、催化剂、膨胀剂、惰性载体、用于过滤、用于绝缘、和用于园艺应用。颗粒矿物材料的一种实例是珍珠岩。珍珠岩是天然存在的硅质火山玻璃岩，其通常可与其它火山玻璃区分，这是因为当被加热到其软化范围内的温度时，其膨胀为其原始体积的约4倍-约20倍。珍珠岩颗粒已经被发现可用于许多应用，如以上所述的那些，以其膨胀和非膨胀的形式。

[004]可以获得珍珠岩的膨胀形式，这部分地由于在粗珍珠岩玻璃岩中截留的水的存在造成。当珍珠岩被快速加热时，水蒸发，在热软化的玻璃状颗粒中产生气泡并且通常产生重量轻的、化学上惰性的、高度膨胀的珍珠岩产品。膨胀珍珠岩产品可以被制造成称重为例如约2pds/ft³-约15pds/ft³，这使得其可以适应于许多应用，如先前描述的那些。

[005]膨胀珍珠岩产品的最终形式和等级可以通过尤其改变在珍珠岩膨胀器中的加热周期、通过研磨改变未膨胀的珍珠岩进料材料的尺寸、或者其它现在为本领域技术人员已知的或今后出现的方法来控制。在一种膨胀形式中，珍珠岩颗粒是聚集颗粒。在另一膨胀形式中，珍珠岩颗粒是实心微球。在进一步的膨胀形式中，珍珠岩颗粒是多孔微球。一般说来，多孔微球形式的膨胀珍珠岩具有较少的内细胞(innercells)，相比于在更普通制造的膨胀珍珠岩聚集颗粒中存在的相对较大数目的内细胞来说。

[006]珍珠岩可另外在其膨胀后被研磨。没有随后研磨的膨胀珍珠岩通常具有泡沫或泡状结构并且可以包括多孔球。当膨胀珍珠岩随后被研磨时，结构中的泡通常被粉碎，这导致泡碎片，其是较小的并且通常是板状结构的。

[007]颗粒矿物材料的另一实例是硅藻土(还称为“DE”或“硅藻土”)，其通常被认为是富集于生物成因的二氧化硅(即由活生物产生或造成的二氧化硅)的沉积物，形式是硅藻的硅质骨架(硅藻骸)。硅藻是不同系列的硅藻纲的显微、单细胞、金褐色藻类，其具有不同且复杂结构的华丽(ornate)硅质骨架，包括两瓣膜，在活硅藻中组合起来很像丸药盒。在一个实施方案中，硅藻土是淡水硅藻土。在另一实施方案中，硅藻土是咸水硅藻土。

[008]在一些应用中，在实现其预定目的中，颗粒矿物材料的压缩强度、硬度和/或颜色可起到重要的作用。在本领域已知的是通过将颗粒表面涂布或者将其结合在一起，提高了颗粒矿物材料的某些品质。美国专利3,849,149(Swift等)，例如，看来似乎公开了一种用表面涂料改变某些颗粒矿物材料的表面性质的方法，所述表面涂料具有很多pKa值小于2.8的酸性位置，使得在颜料和填料终端使用中获得了分散体的更大的结合解除和均匀性。作为另一实例，美国专利4,432,798(Helferich等)看来似乎公开了可模塑的、自动调整的组合物，其由粒状或颗粒聚集体(被碱性-铝硅酸盐粘合剂水凝胶固定在一起)组成。作为进一步的实例，美国专利5,352,287(Wason等)看来似乎公开了复合颜料产品，其包括矿物核，涂布有基本上连续的并且均匀的活性纸张颜料涂料，其可以用于提高纸张的不透明性、亮度和/或光学性能特性。作为另一实例，美国专利6,641,908B1(Clough)看来似乎公开了无机基底材料，其包括可由高温等离子体涂布形成的金属氧化物涂料。