[发明专利]经油脂处理的颗粒和含有该颗粒的聚合物

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明一般涉及包覆的微粒固体组合物，更具体地，但不是限制性地，涉及具有沉积在其表面上的含有油脂的处理油的微粒无机固体、对微粒无机固体进行表面处理以制造经油脂处理的微粒无机固体的方法和将这种固体装载入聚合物组合物中的方法。

2.发明背景

在包括涂料、塑料和纸行业的许多行业中将微粒无机颜料用作遮光剂和着色剂。特别地，为了向最终的塑料制品赋予白色和/或不透明性，向聚合物熔融物中添加二氧化钛颜料，所述二氧化钛颜料通常为精细分开的粉末形式。

通常，微粒颜料在这种应用中的效力取决于如何将颜料均匀分散在聚合物熔融物中。鉴于此，通常以精细分开的粉末形式处理颜料。二氧化钛，在商业化的今天由于其在配制成最终用途的产物时可提供高不透明性的能力而最广泛使用的白色颜料，为了将赋予用其配制的材料的不透明性能最大化以精细分开的粉末的形式进行处理。然而，二氧化钛粉末本身是粉尘且在粉末自身处理期间、尤其是在最终用途的产物的配制、复合和制造期间经常展示差的粉末流动特性。另外，这些颗粒典型地具有亲水性表面，使其难以并入疏水性材料如塑料中，由此其实现最佳分散所需要的时间周期长和/或所需要的能量水平高。

为此，对二氧化钛颗粒表面进行化学改性是实现最佳的颜料不透明性和良好流动特性的一种优选方法。典型地向微粒二氧化钛中添加表面处理剂；然而，表面处理剂的选择通常是功效、成本、与塑料中其他添加剂的相容性与在塑料中的表现性能之间的一种折衷。

已经对多种处理进行了研究。例如美国专利7,601,780公开了一种利用长链脂肪酸处理的硅烷化的无机粉末且美国专利申请公布2003/0029359A1公开了利用聚饱和的和不饱和的脂肪酸酯处理的颜料颗粒。美国专利6,646,037公开利用烷基磺酸盐处理二氧化钛且美国专利6,765,041公开利用烷基磷酸酯进行处理。还已经使用有机硅化合物。例如美国专利4,061,503公开利用硅氧烷化合物处理微粒二氧化钛以提高二氧化钛在颜料含颜料的和/或填充的油漆和塑料、以及在增强塑料复合组合物中的分散性能。此外，美国专利4,810,305公开利用聚二甲基硅氧烷和特定有机聚硅氧烷进行表面处理而得到的疏水性颜料和填料。

尽管关于二氧化钛的包覆存在许多研究，但是仍需要进一步改善。至今，处理技术仍是成本、加工能力和最终产物性能之间的折衷。尽管在该领域中已经完成了大量研究，但是仍需要对微粒二氧化钛表面进行经济的表面处理以提供改善的处理、分散和最终产物的性能。

发明概述

本发明提供一种主要用于聚合基体中的包覆的微粒固体组合物、以及用于对微粒无机固体进行表面处理并将微粒二氧化钛装载入聚合物浓缩物中的方法。本发明的包覆的微粒固体组合物包括具有沉积在其表面上的含有油脂的处理油的微粒无机固体。任选地，微粒无机固体包括二氧化钛、硫化锌、氧化锌、氧化铁、氧化铅、氧化铝、二氧化硅、氧化锆和氧化铬、高岭土、滑石、云母或碳酸钙的底物微粒。所述处理油能够包含含有油脂的植物油，或能够包括甘油酯如甘油三酯和甘油二酯。任选地，所述处理油包括磷脂。

对微粒无机固体进行表面处理以制造油脂包覆的微粒固体的方法包括提供微粒无机固体并将所述微粒无机固体与含有油脂的处理油进行混合以形成油脂包覆的微粒固体。所述微粒无机固体能够包括二氧化钛底物，在此情况中，所述方法任选地包括干燥步骤。当具有二氧化钛底物的这种微粒无机固体也经历过滤和洗涤步骤时，在过滤和洗涤步骤之后，但在干燥步骤之前，能够实施将所述微粒无机固体与包含油脂的所述处理油进行混合物的步骤。任选地，将包含二氧化钛的油脂包覆的微粒固体进行微粉化并在所述微粉化步骤之前或期间将所述包含油脂的处理油与所述微粒无机固体混合。在另一个实施方案中，在微粉化步骤之后，将所述包含油脂的处理油与所述微粒无机固体混合。

将微粒二氧化钛装载入聚合物浓缩物中的方法包括如下步骤。将包含油脂的处理油与微粒二氧化钛混合以形成油脂包覆的微粒二氧化钛。然后，将所述油脂包覆的微粒二氧化钛与聚合物树脂混合以形成包含油脂包覆的微粒二氧化钛的聚合物浓缩物，所述油脂包覆的微粒二氧化钛以所述聚合物浓缩物的约50%～约85重量%的量存在。

由此，利用(1)本领域中已知的技术；(2)此处主张和/或公开的发明方法、方法论、设备和组合物的上述一般描述；和(3)如下本发明的详细描述，将使得此处主张和/或公开的发明方法、方法论、设备和组合物的优势和新颖性对于本领域技术人员变得明显。

发明详述