[发明专利]磷酸铝浆料

说明书

现有相关申请

本申请要求2008年2月12提交的美国临时申请No.61/065,493的优先权。出于美国专利实践的目的，通过引用将该临时专利申请的内容以其全文并入本文。

技术领域

本文提供了包含磷酸铝、正磷酸铝、偏磷酸铝、多磷酸铝或它们的组合以及分散剂的浆料形式的组合物。该浆料中的磷酸铝、正磷酸铝、偏磷酸铝或多磷酸铝颗粒的特征在于一个或多个空隙。进一步提供了这样的组合物在油漆和其它应用中的用途。

背景技术

二氧化钛颜料是油漆中最广泛使用的白色颜料，这是因为其反向散射可见光的强大能力，该反向散射能力进而依赖于其折射率。已经在寻找二氧化钛的替代物，但是由于结构原因，二氧化钛的锐钛矿和金红石形式的折射率都比任何其它白色粉末的折射率高得多。

二氧化钛颜料在它们分散于其中的涂料载色剂中是不可溶的。这些二氧化钛颜料的性能性质(包括其物理和化学特性)由该颜料的粒径和其表面的化学组成决定。二氧化钛的装饰和功能能力由于其散射能力而使其成为非常理想的颜料。然而，已知二氧化钛是一种造价昂贵的颜料。因此，需要更便宜的二氧化钛替代物作为颜料。

文献中报导了无定形磷酸铝颗粒作为油漆和其它应用中二氧化钛白色颜料的替代物。例如，参见美国专利公开No.2006/0211798、2006/0045831和2008/0038556。通过引用将这些专利申请的公开内容以其全文并入本文。

存在对开发无定形磷酸铝的有效和有成本效益的组合物的持续需要。

发明内容

本文提供了包含磷酸铝、正磷酸铝、偏磷酸铝、多磷酸铝颗粒或它们的混合物、以及分散剂的浆料形式的组合物。还提供了制备该组合物的方法。浆料中的磷酸铝、正磷酸铝、偏磷酸铝或多磷酸铝颗粒的特征在于当以粉末形式时无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝的每个颗粒具有一个或多个空隙。在一个实施方案中，浆料中的磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝颗粒的特征在于当以粉末形式时无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝的每个颗粒具有1-4个空隙。在某些实施方案中，浆料中的无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝的特征在于每立方厘米约1.95-2.50克的骨架密度。在某些实施方案中，浆料中的无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝具有约0.5-1.75，0.65-1.75，0.5-1.5或0.8-1.3的磷∶铝摩尔比。在一个实施方案中，浆料中的无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝具有约0.5-1.5或0.8-1.3的磷∶铝摩尔比。以粉末形式时，无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝可以包含约5-80纳米的平均个体颗粒半径大小。在某些实施方案中，无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝当以粉末形式时可包含约10-80，20-80，30-80，10-50或10-40纳米的平均个体颗粒半径大小。

不受任何特殊理论束缚，认为浆料组合物中的分散剂允许获得非挥发物的较高浓度，例如，在某些实施方案中，基于浆料的总重量计大于约40或50重量％的非挥发物或者在另外的实施方案中基于浆料的总重量计大于约40或50重量％的磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝或它们的组合。在某些方面，包含分散剂的浆料组合物作为具有适合于所需应用的粘度的粘性液体存在，所述应用例如油漆中浆料组合物的用途。在某些实施方案中，无分散剂的磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝的分散体，在较低的非挥发物浓度，例如基于浆料的总重量计低于或为约35重量％的非挥发物下表现出低的粘度。在另外的实施方案中，无分散剂的磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝的分散体，在较高的非挥发物浓度，例如基于浆料的总重量计高于或为约35重量％非挥发物下表现出高的粘度。这种高度粘性浆料不适合用于例如油漆应用和其它应用。在某些实施方案中，包含较低浓度的非挥发物或者较低浓度的磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝和它们的组合的浆料，发生沉降从而产生不容易分散的硬实(hard-packed)沉积物。

在某些实施方案中，浆料中的无定形磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝或多磷酸铝进一步包含离子，例如钠、锂、钙、钾、硼酸根、铵或它们的组合。在某些实施方案中，所述离子选自钠、钾和锂离子。在一个实施方案中，所述离子为钠离子。在某些实施方案中，所述浆料包含磷酸铝钠、偏磷酸铝钠、正磷酸铝钠或多磷酸铝钠或它们的混合物以及分散剂或分散剂混合物。