[发明专利]具有降低的光活性和改善的抗微生物特性的处理过的无机颜料以及它们在聚合物组合物中的用途

说明书

背景技术

技术领域

本公开涉及适用于聚合物组合物中的无机氧化物颜料，并且具体地涉及二氧化钛颜料TiO₂。

相关领域的说明

高分子量聚合物(例如烃聚合物和聚酰胺)通过熟知的工序熔融挤出为成型结构如管材、管道、线材涂层或薄膜，其中旋转螺杆推动粘稠的聚合物熔体通过挤出机筒体进入到模头中，聚合物在该模头中成型为期望的形式，然后冷却并固化成产品，即具有普通模头形状的挤出物。在薄膜吹塑工艺中，随着挤出的塑性管材由模头形成，管材被空气连续吹胀、冷却、被辊折叠并卷绕到后续辊上。

将无机粉末加入聚合物中。具体地，将二氧化钛颜料加入聚合物中以赋予成品白度和／或不透明度。为了向模塑部件或薄膜递送其它特性，将附加的添加剂掺入到工序中。需要的是具有多个与之相关特性的二氧化钛。

将无机颜料颗粒和聚合物混合的典型方法利用了通过进料管将颜料和聚合物滴入到进料筒体中或挤出机的侧部填充器中，然后由其进行配混。作为另外一种选择，无机颗粒可与聚合物一起滴入到旋转共混机例如班伯里密炼机的腔体中。

需要向二氧化钛颜料中加入二氧化硅、氧化铝和氧化锌的方法，所述二氧化硅、氧化铝和氧化锌提供改善的光稳定性和降低的微生物活性。

发明内容

在第一方面，本公开提供了聚合物组合物，所述组合物包含具有改善的光稳定性和改善的抗微生物特性的处理过的无机颗粒，典型为无机颜料颗粒，并且更典型为二氧化钛颗粒，其中所述处理过的无机颗粒，典型无机颜料颗粒，并且更典型二氧化钛颗粒包含：

(a)无机芯颗粒，典型二氧化钛；

(b)硅化合物的第一处理物如二氧化硅，其中在单一步骤中加入所述硅化合物；和

(c)包含共沉淀的氧化锌和氧化铝的第二处理物。

所谓“共沉淀”是指氧化锌和氧化铝同时或基本上同时沉淀。

具体实施方式

在本公开中，“包含／包括”解释为明确说明存在提及的所述特征、整数、步骤、或组分，但是不排除一种或多种特征、整数、步骤、组分或其组的存在或加入。另外，术语“包含／包括”旨在包括由术语“基本上由...组成”和“由...组成”涵盖的例子。相似地，术语“基本上由...组成”旨在包括由术语“由...组成”涵盖的例子。

在本公开中，当数量、浓度或其它值或参数以范围、典型范围或典型上限值和典型下限值的列表形式给出时，它应被理解为具体地公开由任何范围上限或典型值和任何范围下限或典型值的任何一对所构成的所有范围，而不管所述范围是否被单独地公开。除非另行指出，凡在本文中给出某一数值范围之处，该范围均旨在包含其端点，以及位于该范围内的所有整数和分数。当定义一个范围时，不旨在将本公开的范围限定于所述的具体值。

在本公开中，除非内容清楚地表明，单数和单数形式的术语例如“一个／一种”和“所述”包括复数形式。因此，例如，“TiO₂颗粒”、“所述TiO₂颗粒”或“一个TiO₂颗粒”的提及还包括多个TiO₂颗粒。

本公开涉及新型颜料组合物，所述组合物包含惰性无机芯颗粒，典型为二氧化钛颗粒，所述颗粒具有硅化合物的第一处理物如二氧化硅或二氧化硅、硅酸锌、或硼硅酸盐(更典型为二氧化硅)，和氧化锌和氧化铝的第二处理物，所述氧化锌和氧化铝的第二处理物可用于漆、涂料、防水填料、水泥浆、粘固剂和砖石结构产品以及成型聚合物制品中，所述成型聚合物制品包括但不限于薄膜、膜、纤维和单丝(包括但不限于用于刷子的单丝)。在许多应用中，本公开的组合物可用于替代通常用于产品中的所有或部分填料和／或颜料。例如，如果选择TiO₂作为芯材料，则当掺入到纤维中时，所得颗粒将使纤维退光，并且还可能赋予抗微生物活性。当掺入聚合物载体基质复合材料中时，本公开的组合物是尤其有用的。此类复合材料的物理特性类似于聚合物自身的那些物理特性。

所述惰性无机芯颗粒可为钛、铝、锌、铜、铁的氧化物；钙、锶、钡的硫酸盐；硫化锌；硫化铜、沸石；云母；滑石；高岭土、莫来石、碳酸钙或二氧化硅。铅或汞化合物为预期的等效芯材料，但是可能因它们的毒性而是不可取的。更典型的芯材料为二氧化钛TiO₂和硫酸钡，并且最典型为二氧化钛TiO₂。