[发明专利]复合颜料的原料

说明书

本发明涉及复合颜料的原料，特别涉及包括微粒二氧化钛和微粒有机聚合物的结构复合颜料的原料。

最近已经公开了许多结构复合颜料的原料。已经公开的这些复合原料，在表面涂层具有改进的不透明性，认为由于在复合原料中与复合原料结合的颗粒担当间隔团作用，使复合原料(如二氧化钛)的颜料组分的颗粒更均匀地分散在涂层中。在下面本发明的描述中，用短语“结构复合颜料的原料”描述这样一种原料，即在颜料颗粒和第二颗粒之间具有确定的结合的原料。因此第二颗粒与颜料颗粒结合的更紧，而不是无规混合物，相信这种结合导致颜料颗粒的间隔更结构化和更有效。在UK专利申请GB2267503A中公开了结构复合颜料的原料的一种形式，其中是通过颗粒表面上的相反电荷保持组分颗粒的结合。

令人惊讶的发现，按照GB2267503A的教导制备的某些的复合原料可以被用在水基的颜料中，该颜料与含有相似量的二氧化钛的常规颜料相比较，具有改进的耐用性。

按照本发明，结构复合颜料的原料包括复合颗粒原料，其中复合颗粒包括至少一种二氧化钛颗粒和至少一种非成膜有机聚合物的结合，其中二氧化钛颗粒带正表面电荷，所述的有机聚合物的颗粒带有负的表面电荷，所述的表面电荷使二氧化钛颗粒保持与所述的有机聚合物颗粒的结合，复合颗粒的组成是以有机聚合物与二氧化钛体积比表示的，所述有机聚合物颗粒与二氧化钛颗粒比例为0.3∶1和0.6∶1。

还按照本发明，含水的颜料组合物包括成膜有机聚合物的含水分散体和结构复合颜料，结构复合颜料包括复合颗粒原料，其中复合颗粒包括至少一种二氧化钛颗粒和至少一种非成膜有机聚合物的结合，其中二氧化钛颗粒带正表面电荷，所述的非成膜有机聚合物的颗粒带有负的表面电荷，所述的表面电荷使二氧化钛颗粒保持与所述的非成膜有机聚合物颗粒的结合，复合颗粒的组成是所述非成膜有机聚合物颗粒与二氧化钛颗粒以有机聚合物与二氧化钛体积比表示的，比例为0.3∶1和0.6∶1，对于干燥的颜料膜，所述含水颜料组合物的颗粒体积浓度低于临界颗粒体积浓度。

术语“颜料体积浓度”被广泛地用在颜料和涂料工业上，用体积测量由颜料颗粒组成的干燥的颜料膜的比例。该术语常用于测量不是由成膜聚合物得到的膜中所有组分的比例。因此，当计算颜料体积浓度时，包括通常不被看作颜料的组分，如增量剂和非颜料的硬聚合物颗粒。在本发明中更准确的术语“颗粒体积浓度”被用作表示被测量的体积，该体积是所有固体颗粒的总体积，固体颗粒包括颜料，有机聚合物颗粒和其它无机颗粒，如增量剂颗粒。

进一步按照本发明，一种用于生产结构复合颗粒颜料的原料的方法，包括形成二氧化钛含水分散体和非成膜有机聚合物颗粒的含水分散体，由此形成分散体的PH值，二氧化钛颗粒带有正表面电荷，有机聚合物颗粒带有负电荷，在一定条件下，混合所述的分散体，这种混合不会使二氧化钛或有机聚合物颗粒上表面电荷的符号产生反转。在按比例混合二氧化钛和有机聚合物，形成的复合颜料中，有机聚合物与二氧化钛的体积比在0.3∶1和0.6∶1之间。

该方法生产便于配制本发明的含水颜料组合物的复合颜料颗粒的含水分散体。如果该分散体具有相对高的固体含量就更方便，因为这为配制颜料提供较大的适应性创造了条件。正常地，在这类分散体中复合颜料的原料的量为至少20％重量。优选组合物的量为至少30％重量，更优选为至少40％重量。

本发明结构复合颜料的原料的一个组分是二氧化钛。二氧化钛颗粒作颜料的原料是众所周知的，一般适于作颜料的任何二氧化钛都可以用作形成本发明的复合颜料的原料。通常可以通过叫做“硫酸盐”方法或叫做“氯化物”方法制备二氧化钛，即使优选金红石晶体形式，还可以用金红石或锐钛矿晶体形式。

当使用时，适用于本发明的金红石二氧化钛，优选的平均晶体尺寸在0.2和0.3微米之间，锐钛矿二氧化钛优选的平均晶体尺寸在0.1和0.35微米之间。

二氧化钛可以是未涂敷的，但是优选以常用生产二氧化钛颜料的方法，用含水的无机氧化物或磷酸盐敷涂颗粒。形成的适用涂层选自例如铝、硅、钛或锆的氧化物或磷酸盐。