[发明专利]用无机氧化物涂布的无机颜料

说明书

发明背景

1．发明领域

本发明涉及一种改进的无机颜料，其上涂布有ZrO₂、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、SnO₂或CeO₂或其混合物，以及制备多涂层无机颜料的方法，该多涂层无机颜料在塑料和涂料领域中具有良好耐用性、低光化学和化学反应性、良好光学和分散性质。更具体地说，本发明涉及一种改进的二氧化钛颜料，该颜料具有第一涂层Al₂O₃、SiO₂或任选其它无机涂层材料或其混合物，在第一涂层上的任选涂层ZrO₂、SiO₂、TiO₂、SnO₂、CeO₂或其混合物，以及最终涂层Al₂O₃。

2．现有技术

为改进其在塑料组合物中的性能特征，对如二氧化钛的无机颜料进行表面处理和涂布在本领域中是已知的。通过对颜料进行最低限度(minimal)表面处理，通常可以获得分散性、加工性能和良好的光学性质，而通过用氧化硅、氧化铝和其它金属氧化物涂层对颜料进行涂布，可以获得耐用性和低化学和光化反应活性。当用现有技术进行沉积时，这些金属氧化物涂层趋向于使颜料难于分散在塑料和涂料中。一般说来，这些问题还未用单一颜料解决。因此，塑料制造者通常不得不在耐用性和分散性、加工性能和良好的光学性质之间选择，耐用性可以通过涂布颜料来实现，而分散性、加工性能和良好的光学性质可以用处理和未处理颜料来得到。类似地，涂料性能可以通过常规表面处理来改进，但在跨过等电点之前施加第一处理剂可以使耐用性和分散性最大。

例如，US 3,523,810公开了一种在pH 7-9和70-100℃的温度下用0.5％-10％勃姆石氧化铝涂布氧化钛颜料的方法。这种类型的颜料仅具有勃姆石，没有非晶形氧化铝，可能具有良好的光学和分散性质，但不具有良好的耐用性。类似地，US 4,022,636公开了向二氧化钛颜料施以两种氧化铝涂层，在pH约2的非晶形涂层，在pH约8的勃姆石涂层，得到的颜料在塑料中具有良好的性能。此外，US4,416,699公开了一种用2％-6％氧化铝涂布颜料的方法，得到涂料级二氧化钛所需的抗粉化褪色、有光泽和分散性。然而，这些方法所使用的氧化铝量超过了在塑料应用中最优二氧化钛性能所允许的量。

改进性能的无机颜料涂布方法包括US 2,671,031中公开的方法。在这一专利中指出，在二氧化钛上沉积含水氧化铝涂层后，在500℃-800℃之间进行热处理以降低颜料的粉化。US 2,780,558公开了一种用氧化铝涂布颜料的方法，其中氧化铝是以醇化物添加的。US3,146,119公开了一种方法，该方法要求在沉积氧化铝层之前在颜料上沉积一层二氧化钛。US3,409,454公开了一种涂有氧化铝的二氧化钛颜料，以及获得这种颜料的方法，其中，为了改进颜料在塑料中的分散性能，在碱性条件下(pH大于10)在颜料上沉积氧化铝。US3,529,985公开了一种双涂层二氧化钛颜料，其中，为改进耐用性和光学性质，在施加第二涂层之前，要在至少450℃的温度下煅烧第一金属氧化物涂层。US 3,853,575公开了一种涂有氧化铝的二氧化钛颜料的生产方法，其中氧化铝涂层是通过向二氧化钛的水溶液中添加碱性氧化铝盐(alkaline alumina salt)提供的。US 4,239,548公开了一种具有改进光化学稳定性的二氧化钛颜料，是由颜料上的铈和磷酸根的第一涂层以及第一涂层上的铝和磷酸根第二涂层实现的。US 5,114,486公开了一种用锌、磷酸盐和铝离子涂布二氧化钛颜料以改进加工性能的方法。

前述专利没有任何一项提及这样的无机颜料涂层以生产涂布颜料：第一层为Al₂O₃、SiO₂或任选其它无机材料或其混合物，以及任选层ZrO₂、SiO₂、TiO₂、SnO₂、CeO₂或其混合物，以及最终涂层Al₂O₃，这是本发明的目的。

发明概述