水合铝颜料及由该颜料形成的聚合物复合物制造技术

一种复合材料，其包括聚合物基质和分散在该聚合物基质中的颜料。所述颜料包括水合氧化铝颗粒材料和染料。所述染料共价结合在水合氧化铝颗粒材料的表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般涉及聚合物复合物和颜料。
技术介绍
一般而言，需要有色的塑料或聚合物材料用于各种应用，如塑料消费性产 品和聚合物复合建筑材料。这类有色的塑料和聚合物材料能为制成的制品提供 改进的外观和美学特性。通常，在聚合物材料中加入颜料或染料，来产生有色 的聚合物材料。然而，传统的有色聚合物材料可能褪色、失去颜色或发生美学上令人不愉 快的变色。传统的染料可能从聚合物材料渗出，或者通过热降解或暴露于辐射 如紫外线电磁辐射引起的降解而失去颜色或漂白。渗出是掺混在卣化聚烯烃中 的染料的特别的问题。同样，包含这类染料的聚合物材料的色牢度可能很差。此外，用聚合物材料来分散传统颜料很困难。分散性差导致有色的聚合物材料产生漩涡(swi:rling)和色可变性。此外，颜料在聚合物制品中的分散性差 可能导致不希望的机械性质。因此，通常要使用增容剂，将颜料分散在聚合物 材料中。这类增容剂包括有助于分散颜料的各种有机化合物。此外，可以采用 高剪切的机械处理来分散颜料。但是，增容剂通常成本高，并且也会影响有色 的聚合物材料的机械性质。因此，工业上一直需要提供提高了色牢度、稳定性、以及对漂白和色渗出 的耐受性的颜料和塑料。专利技术概述在特定的实施方式中，颜料包括水合氧化铝颗粒材料和染料。染料共价结 合在水合氧化铝颗粒材料的表面。在另一个示例的实施方式中， 一种复合材料包括聚合物基质和分散在聚合 物基质中的颜料。颜料包括水合氧化铝颗粒材料和染料。该染料共价结合在水 合氧化铝颗粒材料的表面。在又一个示例的实施方式中， 一种复合材料包括加入了颜料的聚合物基 质。该颜料包括三嗪染料，该三嗪染料共价结合在勃母石颗粒材料的表面。所述勃母石颗粒材料的比表面积不大于约250m7g，平均粒度不大于约1000纳 米。在另一个实施方式中， 一种形成颜料的方法包括提供包含水合氧化铝颗粒材料的浆料、加入染料和将该浆料形成颜料浆料。染料包含官能团，该官能 团的结构能促进与水合氧化铝颗粒材料的表面基团的共价结合。在又一个实施方式中， 一种形成复合材料的方法包括将颜料和聚合物混 合形成聚合物混合物。该颜料包括水合氧化铝颗粒材料和染料，所述染料与水 合氧化铝颗粒材料的表面基团共价结合。该方法还包括将聚合物混合物熔化形 成复合材料。附图简述参照附图能更好地理解本
技术实现思路
，并且本专利技术的诸多特征和优点对本领 域技术人员而言是显而易见的。图l， 2， 3和4包括对材料性质的图示，这些材料性质例如是，示例聚合 物复合物的相对挠曲模量，冲击强度，相对百分结晶度和T50。 在不同的附图中使用相同的附图标记表示类似或相同的对象。专利技术详述在特定的实施方式中， 一种复合材料是由聚合物基质和颜料形成。所述颜 料包括水合氧化铝颗粒，该水合氧化铝颗粒表面共价结合有染料。例如，该染 料可以取代氢与水合氧化铝颗粒表面基团的羟基中的氧共价结合。在示例的实 施方式中，聚合物基质由聚烯烃或鹵化聚烯烃形成。在另一个示例的实施方式中， 一种形成颜料的方法包括制备包含水合氧化 铝颗粒材料的浆料。该方法还包括在该浆料中加入染料，形成颜料浆。所述染 料具有一种官能团，其结构能促进与水合氧化铝颗粒材料，如与水合氧化铝颗 粒表面上的羟基的共价结合。形成颜料浆后，可以对颜料浆进行干燥和碾磨， 制备颜料。在具体的实施方式中，颜料可以和聚合物材料，如热塑性聚合物掺 混，并挤出或熔融掺混，形成复合材料。在示例的实施方式中，复合材料包括聚合物基质以及分散在聚合物基质中 的颜料。所述聚合物基质由热塑性聚合物材料或热固性聚合物材料形成。在一 个实例中，聚合物基质由热塑性聚合物形成，如聚烯烃或者卤化聚烯烃。例如，热塑性聚合物可包括由单体形成的聚合物、聚合物掺混物，或共聚物，所述单 体例如有，乙烯、丙烯、氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙 烯、三氟氯乙烯，或它们的组合。因此，热塑性聚合物可以包括聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氟乙烯(PVF),聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)，或它们的组合。在又一 个示例的实施方式中，热塑性聚合物可以包括以下聚合物、以下聚合物的掺混 物，或由以下聚合物形成的共聚物，所述聚合物是聚丙烯酸酯，例如聚甲基丙 烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸丁酯(PBA); 聚酰胺，如尼龙6、尼龙ll、尼龙12;聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT);聚氨酯；聚碳酸酯；或者纤维素，包括纤维素酯或硝酸纤维素。在另一个实例中，热塑性聚合物可以是包含以下物质的聚合物、聚合物掺混物或共聚物乙烯乙酸乙酯(EVA)、乙基乙烯醇(EVOH)、乙烯丙烯 二烯单体(EPDM)、聚甲基戊烯(PMP)、聚环氧乙烷(PEO)或聚醚醚酮(PEEK)。或者，聚合物基质可以由热固性聚合物形成。例如，聚合物基质可以由以 下聚合物形成，如环氧化物、酚树脂、三聚氰胺、呋喃、脲甲醛、聚氨酯、硅 酮、乙烯酯，或不饱和聚酯树脂。在示例的实施方式中，复合材料包含分散在聚合物基质中的颜料。该颜料 包括水合氧化铝颗粒材料，所述水合氧化铝颗粒的表面共价结合有染料。一般而言，水合氧化铝颗粒材料包括符合式Al (OH)a0b的水合氧化铝，其中， 0〈a《3， b=(3-a)/2。 一般而言，水合氧化铝颗粒材料的水含量约为1-38重量 %，如约15-38重量％。在特定的实施方式中，水合氧化铝颗粒材料不含非氧 化铝的陶瓷材料，特别是不含二氧化硅和硅铝酸盐材料。例如，当ai时，该 式对应于氧化铝(Al20j。水合氧化铝颗粒材料可以包括氢氧化铝，如ATH(三氢氧化铝)，其矿物形 式通常称作水铝矿、三羟铝石或铝土矿，或者水合氧化铝颗粒材料可以包括一 水合氧化铝，也称作勃母石。这种矿物形式的氢氧化铝可以形成能用于形成颜 料的水合氧化铝颗粒材料，或者可以用作含铝前体，用于进一步处理，如在下 面详细描述的接种水热处理中。根据实施方式，水合氧化铝颗粒的长宽比(aspect ratio)定义为最长的尺寸与垂直于该最长尺寸的次长尺寸的比值，该比值一般至少约为2:1，特别是 至少约3:1，如至少约4:1，或至少约6: 1。特定的实施方式中具有相对拉长 的颗粒，如长宽比至少约8:1，至少约10:1，在特定的实例中至少约14:1。具体对于水合氧化铝颗粒的形态，可得到不同的形态，如针形、椭圆形和 小片(platelet)形颗粒。例如，具有针形形态的颗粒可以参考次级长宽比进一 步表征，次级长宽比定义为次长尺寸与垂直于最长尺寸和次长尺寸的第三长尺 寸的比值。针形颗粒的次级长宽比一般不大于约3:1，通常不大于约2: 1，或 者不大于约1.5:1，更多时约l:l。次级长宽比一般描述了颗粒在垂直于最长 尺寸的平面内的横截几何构形。注意到，由于在此使用的术语长宽比是指最长 尺寸与次长尺寸的比值，因此可称作初级长宽比。根据另一个实施方式，水合氧化铝颗粒可以是扁平(platey)或小片形颗粒， 一般是拉长的结构，具有关于针形颗粒的上述初级长宽比。但是，小片形 颗粒一般具有相对的主表面，相对的主表面一般是平面并且相互平行。此外，小片形颗粒的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颜料，包含水合氧化铝颗粒材料和染料，该染料共价结合在该水合氧化铝颗粒材料的表面。

【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：C比安基，S诺尔，CL莫雷，R宝尔，D延尔，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]