[发明专利]经过处理的无机固体粒子

说明书

本发明涉及经过处理的无机固体粒子，尤其是涉及已经用某些有机磷化合物处理过的颗粒状无机固体粒子。

含有颜料和/或填料的聚合物组合物通常是通过将新制的聚合物与颜料或填料和聚合物(以母料为人们所知)的浓缩混合物混合来制备。在母料和其它含有填料的聚合物组合物的制备过程中，重要的一点是确保颜料或填料和聚合物在一种经济的方法中有效混合。通常，这一点可以通过对颜料或填料粒子进行表面处理而实现。

本发明一个目的在于提供新型的颜料和填料，它们特别适用于制备聚合母料。

根据本发明，经过处理的无机固体粒子由颗粒状的无机材料组成，其粒子用一种烷基膦酸或一种烷基膦酸的酯涂覆，其中该烷基膦酸含有6-22个碳原子。

该无机材料的粒子用由下列通式表示的烷基膦酸或其酯涂覆：式中R是含有6-22碳原子的烷基或环烷基基团，R¹和R²各自为氢，烷基、环烷基、芳基或芳烷基。

优选地，R含有6-14个碳原子，并且是一种直链烷基。但是支链烷基膦酸和它们的酯也是实用的。所使用的磷化合物包括正-辛基膦酸及其酯、正-癸基膦酸及其酯、2-乙基己基膦酸及其酯、莰基膦酸及其酯。

当R¹和R²均为氢时，上述通式代表一种烷基膦酸，而当R¹和R²中的至少一个为烃基时，该通式代表烷基膦酸的一种酯。在酯的情况下，优选地R¹和R²含有10个以下的碳原子，更优选地是含有8个以下的碳原子(即该酯是含有10个以下，优选地8个以下的碳原子的醇的酯)。R¹和R²可以不同，但常常是相同的。合适的酯包括乙酯、丁酯、辛酯、环己酯和苯酯。

适用于制备本发明的经过处理的材料的颗粒状元机材料包括那些用作颜料、填料和增量剂的材料。其例子包括二氧化钛、氧化锌、锑颜料、钡颜料、钙颜料、锆颜料、铬颜料、铁颜料、铅颜料、硫化锌、锌钡白、二氧化硅、硅酸盐，如滑石和云母、氧化铝和氢氧化铝、氧化镁和氢氧化镁、硫酸盐，如石膏和硫酸钡、碳酸盐，如碳酸钙、硼酸盐，如硼酸锌或粘土。

在本发明特别优选的实施方案中，该元机材料是二氧化钛。该二氧化钛可以是适用于母料或类似聚合物组合物的任何形式的二氧化钛。一种形式的二氧化钛包含在该组合物中，用于制备白色组合物和/或改善不透明度。这种形式通常以颜料二氧化钛为人们所知，但是，包括在本发明的范围内的是通常叫作“透明”二氧化钛的的二氧化钛，其原因在于由于该粒子的尺寸使得可见光的衰减非常低。这种二氧化钛对于UV光来说具有较高的衰减，因此可以加入到塑料组合物中，从而对UV光提供保护。该二氧化钛可以通过任何一种已知的方法，如“硫酸盐”法或“氯化物”法而制得，可以以锐钛矿或金红石晶体形式，尽管金红石二氧化钛是优选的。

考虑到本发明的经过处理的无机固体粒子主要用途在于形成用于含有颜料或填料的塑料的母料组合物，该无机固体粒子的颗粒尺寸一般应使该材料适用于此目的。通常，该无机固体粒子的平均颗粒尺寸在0.1微米-20微米之间。当该无机材料是通常被认为是一种填料或一种增量剂的材料，如碳酸盐、氧化铝三水合物和粘土时，该平均颗粒尺寸通常在0.5微米-20微米之间，优选地在0.5-10微米之间。对于通常被认为是颜料的无机材料来说，该平均颗粒尺寸通常在0.1-0.5微米之间，优选地在0.2-0.4微米之间。

通常，当采用金红石形式的颜料二氧化钛时，其平均晶体尺寸为0.2-0.3微米，而当采用锐钛矿形式的颜料二氧化钛时，其平均晶体尺寸为0.1-0.35微米。

当采用所述的“透明”二氧化钛时，通常其平均主要颗粒尺寸为0.01-0.15微米。当该颗粒基本上是球形的时，该尺寸通常代表直径。但是也可以采用非球形颗粒，在这种情况下该尺寸是指最大的尺寸。一种优选的产物是针状的，其最大尺寸与最小尺寸的比为8∶1-2∶1。对于“透明”二氧化钛来说，当该颗粒基本上是球形时，平均主要颗粒尺寸在0.01-0.03微米范围内是优选的，而对于针状颗粒来说，该主要颗粒的平均最大尺寸优选地在0.02-0.1微米范围内。

另一种用于本发明的无机固体粒子是平均主要粒子尺寸在0.01-0.1微米范围内的氧化锌。具有该颗粒尺寸的氧化锌通常用于聚合物组合物中，从而以与“透明”二氧化钛相类似的方式提供对UV光线的保护。