[发明专利]复合颗粒颜料及其生产方法以及含该颗粒颜料的水分散液的复合颜料

说明书

本发明涉及一种颜料复合物，特别是涉及包含至少二种不同物质的颗粒的缔合的复合物。

众所周知，颜料在颜料体系例如涂料薄膜中的分散性大大影响颜料的光学效果，特别是颜料粒子的絮凝降低颗粒散射光的效率。

本发明的目的是提供一种复合材料。它具有优良的光散射性质，并与许多传统颜料相比，降低了相同粒子的凝絮。

根据本发明，一种复合颗粒颜料包含至少两种化学上截然不同的物质的缔合，其中第一种物质的颗粒带有正的表面电荷，第二种物质的颗粒带有负电荷，由于所述的表面电荷，第一种物质的颗粒与第二种物质的颗粒相结合。

复合物的颗粒上的表面电荷的作用将产生相同粒子间的排斥和不相同粒子间的吸引，因此提供一种结构，在该结构中，相同粒子的絮凝减到最小，但存在含有不相同粒子的絮凝物，该结构导致相当良好分散性和改进光散射效果。

也根据本发明，生产一种复合颗粒颜料的方法包括形成一种第一颗粒物质的水分散液和第二化学上截然不同的题粒物质的水分散液，如此形成的分散液的PH值是这样的，二种颗粒物质粒子都带有表面电荷，第一种颗粒物质上的表面电荷与第二种颗粒物质上的表面电荷符号相反，并在混合时不产生在颗粒物质之一上表面电荷符号变换的条件下混合所述的分散液。

在本发明方法的优选实施方案中，在第一种颗粒物质的粒子带有正的表面电荷的PH条件下形成第一种颗粒物质的水分散液，在PH值基本上相同于第一种颗粒物质的分散液的PH值形成第二种化学上完全不同的颗粒物质的水分散液，其中第二种颗粒物质的粒子带有负表面电荷，并将如此形成的分散液一起混合。

本发明的产品是含有至少两种化学上截然不同物质的粒子的复合物质。一般来说，尽管任何颗粒物质能用于复合物，但由于生成的复合物是含有颜料的，至少一种物质将通常是常被考虑成为颜料的一种物质，特别无机颜料是优选的，例如该颜料是二氧化钛颜料、氧化锌颜料、氧化锑颜料、钡颜料、钙颜料、锆颜料、铬颜料、铁颜料、镁颜料、铅颜料、硫化锌和锌钡白。

能用作颜粒物质之一的其它物质是增量剂或填料，例如二氧化硅、硅酸盐、铝酸盐、硫酸盐、碳酸盐或粘土。上述作为颜料的非颜料形式的化合物也可用作复合物的一个组份。

有机颗粒物质也可用于本发明的产品中，一般称为微球体的聚合物粒子是优异的复合物组份。相当宽量程聚合物适用于形成微球体，一些不同类型的微球体是工业上可购得，例如由聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、丙烯酸聚合物和一些共聚物组成的微球体是可得到的，并能用于本发明的产品中。

当应用微球体时，它们可包括固体微球体或微球体可含有空隙或泡，多孔微球体能用来有助于本发明复合物的颜料的效果。

本发明最优选的实施例是包含二氧化钛粒子与无机填料或增量剂的粒子或与聚合物微球体的缔合的复合物，二氧化钛优选是金红石二氧化钛。

颗粒物质的优选尺寸在某种程度上取决于颗粒的性质。为了提供基本的颜料效果，在复合物中将包含颗粒物质之一，其平均主要粒子尺寸优选是对于所用物质提供最佳颜料性质的那些。例如，当二氧化钛颜料被用作颗粒物质的一种时，那么其平均晶体尺寸优选在大约0.05和0.5微米之间。对于金红石二氧化钛来说，平均晶体尺寸最优选在0.2和0.3微米之间，对于锐钛矿二氧化钛，平均晶体尺寸最优选在0.1和0.35微米之间。

考虑到复合物颜料效果，复合物的组分之一常常用来隔离或支撑包括在复合物中的粒子。所述粒子在下面被称作“非颜料粒子”虽然这些粒子可能有助于复合物的一些颜料效果。

用作复合物组分之一的任何非颜料粒子的尺寸能在广泛范围内变化。一般来说，这些粒子的尺寸使复合物显示最佳颜料性质，该尺寸取决于颜料粒子的性质。例如，如果颜料粒子是金红石二氧化钛。其平均晶体尺寸在0.2和0.3微米之间，那么非颜料粒子的平均尺寸优选在0.02和0.3微米之间。

然而，当非颜料粒子的尺寸不是接近于最佳颜料性质的尺寸时，尽管这样，本发明的复合物与相似颜料掺合物相比较，还是显示改进的颜料性质，后者是通过混合而没有形成本发明复合物的结构而制得的。例如，按照本发明的方法由颜料二氧化钛和填料如白土制造的复合物能使由此生产的涂料的对比率比由二氧化钛和白土的混合物制备的相类似涂料的对比率高。

因此，本发明有用的复合物能由金红石二氧化钛(其平均晶体尺寸在0.2至0.3微米之间)和第二种具有平均颗粒大小至多大约40微米的颗粒物质来制备。