在热塑性树脂中分散性得到改进的颜料制造技术

公开了热塑性母料，它包含用一种通式为Ｒ（ＯＨ）↓［ｘ］ＣＯＯＲ′的多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理剂处理的无机颜料，如二氧化钛，其中，Ｒ是含有约２至约２０个碳原子的烷基或芳基，Ｒ′是含有约６至约２０个碳原子的不饱和烃基，且ｘ是约２至约６的数。这样的处理改进了颜料在热塑性树脂中的分散性。该处理还能使分散在热塑性树脂中的含有高百分比的经处理的无机颜料的热塑性母料的生产成为可能。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有高浓度无机颜料的热塑性母料和其制备方法。更特别地，本专利技术涉及为改进在热塑性树脂中的分散性而对无机颜料进行表面处理的方法。最特别地，本专利技术涉及为提高其在聚烯烃树脂中的浓度和分散性，用多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯(a partial ester polyol and unsaturated mono-carboxylic acid)处理二氧化钛颜料。无机颜料，如以二氧化钛为例，用于各种各样的热塑性树脂基的消费品中。然而，那些由无机颜料所赋予树脂的性能质量，如不透明性、色彩、亮度、UV和热稳定性等，在很大程度上取决于颜料在树脂中分散得究竟有多均匀和多一致，以及能够有效地混入树脂中的颜料的量，这是公知的。还已知，这些热塑性树脂的疏水性与这些无机颜料的亲水性是不相容的，由此使得颜料在树脂中要获得良好的分散是困难的，特别是在高于50％(重量)的高颜料浓度时，这正如在美国专利4,183,843中所指出的，在该专利中在氧化铝三水合物上使用了极性的磷酸酯表面活性剂，以降低聚酯无机填料组合的粘度。对无机颜料进行化学表面处理来改进其分散性并增强其与热塑性树脂的相容性，这在现有技术中是公知的。例如，美国专利4,209,430公开了用磷酸化的多烯对无机颜料的处理方法，所述的磷酸化多烯是磷酰化剂与具有至少10个碳原子的聚烯烃不饱和化合物反应的产物。经如此处理的颜料据称在分散有该经处理之颜料的热塑性聚烯烃中具有改进的颜料性质、以及改进的分散性和降低的泛黄倾向。美国专利4,357,170和4,377,417也公开了为降低含有颜料的聚合组合物之泛黄倾向而对无机颜料进行处理的方法。根据这些专利，单独用包含有机磷酸盐(酯)/链烷醇胺添加产物的添加系统，或与多羟基化合物联用，处理颜料二氧化钛，导致了在聚合组合物中经处理之颜料的泛黄倾向的降低。但是，这些专利没有提及如此处理方法对分散性的改进有何益处。处理无机颜料并因此分散性得到改进的例子包括公开在美国专利5,288,320(与英国专利2,252,306相同)的处理。这些专利教导了用一种具有1至6个羟基的羟基化合物和具有10至12个碳原子的脂族饱和单羧酸的一种酯或偏酯处理二氧化钛。美国专利3,728,142也公开了用非干(non-drying)脂肪酸改性的醇酸树脂处理无机颜料来改进颜料在塑料中的分散性。为改进其分散性对无机颜料进行表面处理的进一步的例子可在美国专利3,754,956中发现，该专利公开了用具有端羟基的液态的聚内酯对二氧化钛颜料进行处理的方法。另一种处理二氧化钛颜料以获得良好分散性和光学特性的方法公开在美国专利4,235,768中，该专利公开了用含有羧基的聚合物水溶液处理二氧化钛的工艺。美国专利5,318,625也教导了用有机磷酸酯处理无机颜料来改进分散性和有机母料的生产。上述专利都没有提出或教导用多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理无机颜料，也没有提出或教导由此生产热塑性母料，而这些正是本专利技术的主题。本专利技术提供以具有改进的加工性和在热塑性树脂中的分散性为特征的无机颜料。在该改进的无机颜料，优选二氧化钛颜料上沉积了至少一种相应于分子式为R(OH)xCOOR′的多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理剂。在这个分子式中，R是含有约2至约20个碳原子的烷基或芳基，R′是含有约6至约20个碳原子的不饱和烃基，且x是约2至约6的数。本专利技术进一步提供颜料的热塑性母料，该母料包括一种作为连续相的热塑性树脂和作为分散相的上述多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理的无机颜料。能用以下描述的多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理剂处理、以提供本专利技术之改进的无机颜料的无机颜料，包括，白色或彩色的、不透明的或透明的颗粒无机颜料(或矿物性颜料)，这些颜料是在表面涂覆(如，涂料)和塑料工业中已知的并且已被使用了的。为了本申请的目的，所用的术语无机颜料较宽地定义为本质上是颗粒的、在使用时不挥发的材料，而且特别是最通常称之为一种惰性组分、填料、增量剂、增强颜料等的那些材料。无机颜料中能够按本文所述的进行处理来提供本专利技术之改进的无机颜料的代表性的、但不是限制性的实例包括白色的不透明颜料，如二氧化钛，碱式碳酸铅白，碱式硫酸铅白，碱式硅酸铅白，硫化锌，氧化锌，硫化锌和硫酸钡复合颜料，氧化锑等，白色增量剂颜料，如碳酸钙，硫酸钙，瓷土和高岭土，云母，硅藻土和彩色颜料，如氧化铁，氧化铅，硫化镉，硒化镉，铬酸铅，铬酸锌，钛酸镍，氧化铬等。在所有能用于本专利技术改进的无机颜料之生产中的无机颜料中，最优选的颜料是颜料二氧化钛。通常，优选用于制备本专利技术改进的颜料的二氧化钛颜料可以是锐钛矿型的或金红石型的晶体结构或它们的某些组合。该颜料可以通过各种已知的商用方法来生产，这些方法对于本领域的熟练人员来说是熟悉的，但这些方法不构成本专利技术的任何一部分。由此，这种特殊的颜料可以通过公知的硫酸法或公知的蒸汽相氧化法来生产。前一种方法，即，硫酸法，典型地包括以下步骤用硫酸沥滤含钛矿以生产硫酸钛溶液，水解该硫酸钛以形成二氧化钛沉淀，并在适当的添加剂的存在下煅烧该沉淀物，以在最终的煅烧产物中形成所需的晶体结构。在后一方法，即，蒸汽相氧化法中，卤化钛，如四氯化钛在升高的温度下在蒸汽相中被氧化，产生通常被称为是原料二氧化钛的产物。然后，回收该火成的原料二氧化钛，研磨之并进行分级，进行在颜料上沉积各种含水金属氧化物涂层的处理之后，再进行最后的研磨以提供所需颗粒尺寸的颜料。典型地，最终的研磨步骤将包括使用流体能研磨技术。这些技术包括采用由研磨流体(如空气或蒸汽)的射流产生的一股或多股气体流将颜料传送经过一个研磨装置，如美国专利2,032,827和2,219,011的流体能磨机，以在各个颜料颗粒之间产生碰撞，由此减小这些颗粒的大小。可在流体能研磨过程中掺入各种添加剂，如在美国专利3,531,310中所公开的，来改善颜料之间的研磨，或如在美国专利4,752,340中所公开的，来增强所得的经研磨颜料的特殊化学、物理和光学性质。这些添加剂材料的代表性的但非限制的实例包括多羟基化合物，如丙三醇，季戊四醇三甲羟基乙烷，三甲羟基丙烷等，脂肪酸，如油酸，硬脂酸等，三链烷醇胺，如三乙烷醇胺等和胺盐，如三乙醇胺丙二酸盐，三异丙醇胺琥珀酸盐等。可使用的上述添加剂材料的用量可以在很宽的范围内变化。这个宽的变化范围依赖于所使用特定的添加剂和添加的特定用途。由此，例如，以颜料的总重量计，作为研磨二氧化钛颜料的助剂所使用的添加剂材料有利地可以在约0.05至约5.0％(重量)的范围内。而除研磨助剂以外，用来改进颜料的化学、物理和光学性质中的一项或多项的添加剂材料的用量，以颜料的重量计，一般在约0.01至约10.0％(重量)的范围内。如同上述的添加剂材料，用来提供本专利技术之改进二氧化钛颜料和其它无机颜料的多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理剂也可以在颜料的流体能研磨过程中沉积在该颜料上。然而，用多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理剂时，其他用来处理二氧化钛和所述其他无机颜料的常规的方法也可以使用。这些另外的方法，包括例如用喷雾或其他混合处理剂与干颜料的方法向颜料施加处理计。由此，可以通过v-掺混器的增强杆(intensifier bar)将处理剂加入颜料中或通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
热塑性母料，包含分散在热塑性树脂中的一种无机颜料，所述的颜料上的多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理剂，在这个分子式中，Ｒ是含有约２至约２０个碳原子的烷基或芳基，Ｒ′是含有约６至约２０个碳原子的不饱和烃基，且ｘ是约２至约６的数；以无机颜料的重量计，所述多羟基化合物和不饱和单羧酸的偏酯处理剂的用量至少为约０．１％（重量）。２、如权利要求１的热塑性母料，其中，所述的热塑性树脂是热塑性均聚物或共聚物树脂。

【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：罗德尼D斯特拉莫尔，
申请(专利权)人：科尔麦克基化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]