磷酸铝复合材料和组合物制造技术

AlP复合材料包括AlP聚集的芯层，和壳体，所述壳体部分或全部置于所述芯层上面并由颜料材料，例如TiO2，形成，其折射率比芯层的折射率大，使得该AlP复合材料的总折射率大于所述芯层的折射率并适合用作颜料代替品或增充剂。该AlP芯层包括无定形AlP、结晶AlP，或其组合，并且平均颗粒尺寸小于约30微米。TiO2的平均微粒尺寸可以小于约10微米。所述壳体的层厚度可以为至少约0.0001微米。所述壳体通过所述壳体的功能基团和所述芯层之间的反应结合至所述芯层。所述AlP复合材料可以被改造成提供除了作为颜料的亮度之外的性质，比如防腐蚀和/或抗微生物保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开了磷酸铝复合材料和包含该磷酸铝复合材料的组合物，其被制造为具有这样的性质，使得它们能够用作颜料代替品和/或颜料增效剂，例如，用于代替常规颜料，比如，1102等，并且可以提供这些常规颜料不存在的另外的性质。
技术介绍
在涂料制剂中使用常规颜料，例如T12等是公知的。T1 2颜料是涂料工业最广泛使用的颜料，由于其亮度和非常高的折射率(折射率为约2.61)，T12颜料用于几乎所有的白色或淡色的涂料组合物中。虽然这种常规T12颜料对在涂料制剂中提供期望水平的亮度和高折射率是有用的，但多年来，常规T12的原材料成本增加，如果原料成本增加不能传递到产品的消费者，则降低了可从含有常规打02的化学制剂或涂料产品中获得的利润幅度。另外，虽然T12能够提供期望程度的亮度，但T1 2单独使用时却不具有特定设计的化学或涂料制剂所能拥有的一项或多项性能。相应地，想要除了亮度之外的性能的化学或涂料制剂通常依靠打02之外的添加剂或试剂，从而进一步增加了配制化学组合物或涂料的成本和/或复杂性。因此，期望以这样方式研发复合材料:提供与常规颜料，如T12相同或相似的颜料性能特性，例如，亮度和高折射率，例如，作为主要的颜料代替品或作为颜料增效剂，而当与常规T12相比，无论是原料和/或每单位体积固体物配制的涂料的成本，其性价比都更高。还期望该复合材料是能够提供除了亮度之外的一个或多个性能的复合材料，以使要求这样的另外的性能的化学或涂料制剂不必依赖于另外的添加剂或试剂。
技术实现思路
在此公开的磷酸铝复合材料包括芯层和壳体结构，其中所述壳体由折射率比芯层的折射率更高的材料形成，以提供整体折射率比芯层的折射率大的复合材料，并且其中所述芯层与壳体相比，由材料成本降低的材料形成。在实施例中，所述芯层包括结合在一起的初级磷酸铝微粒或粉末的聚集体，并且该聚集体在此称为AlP颗粒。该AlP颗粒可以包括无定形A1P，结晶A1P，或其组合。该AlP的平均颗粒尺寸可以小于约30微米，在约3至20微米的范围，并优选在约5至10微米的范围。该AlP颗粒可以通过沉淀、双重浓缩，和制备溶胶凝胶的方法制备。在这样的实施例中，所述壳体以颜料材料层的形式置于所述芯层的外表面上。优选的颜料材料是Ti02。该T12的平均微粒或粉末尺寸可以小于约10微米，在约0.1至5微米的范围，并优选在约0.3至I微米的范围。所述壳体的层厚度为至少约0.0001微米，并且在约0.001至2微米之间，并且优选在约0.01至I微米的范围。通常，壳体层厚度可以如单个微粒那么小，或可以包括在芯层表面粘结或以其它方式结合在一起的多个微粒。所述壳体可以覆盖AlP芯层的全部或仅一部分。在实施例中，所述壳体覆盖至少20%的芯层总外表面，在约30%至100%的芯层总外表面的范围，并优选20%的芯层外表面，和优选在约50%至75%的芯层外表面的范围。在实施例中，1102用如下材料处理或包括如下材料:该材料与来自AlP芯层的POH侧基反应以在其间形成用于使壳体结合至芯层的反应产物。如果期望，AlP复合材料可被改造成提供除了作为颜料和/或颜料增效剂之外的性质。在实施例中，当与水分接触时，该AlP复合材料可以产生受控释放的磷酸根阴离子以提供一定程度的防腐蚀保护。此外，该AlP复合材料可以被改造成产生受控释放的一种或多种其它元素或化合物用于提供防腐蚀性质，和/或用于提供其它性质比如抗微生物和/或防污保护。在此公开的AlP复合材料可以用作化学或涂料组合物(例如包括粘结聚合物)中唯一的颜料。在实施例中，AlP可以用于代替约100%常规颜料。在另一实施例中，在此公开的AlP复合材料可以与常规颜料联合使用以抵消使用的这种其它常规颜料的数量，且因此抵消成本，并且可以占制剂中使用的总颜料的重量的至少约5%，占使用的总颜料的重量约10%至80%的范围，和在化学或涂料制剂中使用的总颜料的重量约20%至60%的范围。无论是原材料和/或每单位体积固体物配制的涂料的成本，在此公开的AlP复合材料呈现比常规颜料比如T12更节省成本的选择。此外，除了亮度之外，这种AlP复合材料能够被改造成引入一种或多种其它性能，以使要求这种另外的性能的化学或涂料制剂不需要依赖于另外的添加剂或试剂。【附图说明】结合图1，参考下面的详细描述，在此公开的磷酸铝复合材料和组合物以及制备该磷酸铝复合材料和组合物的方法的这些或其它特征和优势应该更易于理解，其中图1为展示在此公开的磷酸铝复合材料的例子的剖视图的显微照片。【具体实施方式】在此公开的磷酸铝复合材料和包括该磷酸铝复合材料的组合物通常包括由定位在中心的芯层和置于该芯层整体或部分的周围或上面的壳体组成的双组分结构。在实施例中，该芯层由非T12材料，比如磷酸铝形成，当与整体由T12形成的芯层相比时，其具有成本优势。在实施例中，该壳体置于所述芯层上面，由一层或多层常规颜料材料组成，即，具有高折射率的材料，比如Ti02。因此，这种复合材料的优势在于其具有由T12壳体提供的期望的高折射率(接近常规实心打02的折射率)，并且通过使用比1102成本相对更低的不同的芯层材以降低的成本(当与常规实心T12比较时)提供这种期望的性质。此外，在此公开的磷酸铝复合材料可以被改造成提供一种或多种另外的性能。例如，取决于特定的最终的涂料或制剂应用，磷酸铝复合材料可以被改造成另外提供期望程度的耐腐蚀和/或提供期望程度的抗微生物保护。这是除了用作常规颜料替代品和/或颜料增效剂之外的用途。用于形成在此公开的复合材料的芯层材为实心磷酸铝(AlP)，该实心磷酸铝可以以无定形形式、结晶形式，或其组合使用。该AlP可以在化学合成过程中形成期望的颗粒尺寸或可以在化学合成过程之后通过常规尺寸形成技术形成一定尺寸。在实施例中，该AlP颗粒的平均颗粒尺寸小于约30微米，在约3至20微米的范围，并且优选在约5至10微米的范围。最终，最终应用将影响芯层所使用的的AlP颗粒的具体尺寸和/或AlP颗粒的分布。一般地，大多数涂料为中、低光泽度，且比约10微米大得多的平均颜料颗粒尺寸可能最终应用于期望低光泽度的那些场合。相对于AlP芯层，在此使用的术语“颗粒”应理解为是指在合成AlP的过程中结合或聚合在一起的许多较小的AlP初级微粒或粉末的聚集体。组合形成各AlP颗粒或聚集体(用于形成所述芯层)的较小AlP初级微粒或粉末的确切数目可以并且会变化。因此，应该理解复合材料的芯层组分包括由多个初级AlP微粒或粉末形成的AlP聚集体，如上文所述。该AlP芯层材的形状优选基本上不规则的，但如果特定的最终应用要求，则其形状可以为球形的，扁平的，或针状的。例如，可以期望在某些应用中使该复合材料具有高纵横比，或像薄片等一样为扁平的。因此，应该理解，如特定的最终应用所要求的，在此公开的芯层材可以改造成各种不同的形状。用于形成在此公开的复合材料的壳体材料的例子为折射率比芯层材的折射率(例如，AlP的折射率小于约1.55)更大的材料，从而使得到的复合材料适于用作常规颜当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸铝复合材料，包括：磷酸铝颗粒，其形成所述复合材料的芯层；以及颜料材料层，其位于所述磷酸铝颗粒的外表面上，并在所述芯层上面形成壳体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德詹姆斯·拉瓦尔奇克，雷蒙德·E·福斯肯特，
申请(专利权)人：柏格阿莫菲克索录森斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US