吸收紫外光的化学惰性组合物及其制备方法技术

通过对化学活性的氧化锌基颜料进行湿法处理，在氧化锌颜料表面上沉积一层有机的或无机的化学惰性覆盖层，从而制备对紫外光稳定的聚合树脂组分的化学惰性颜料氧化锌组合物。（*该技术在2009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】
本专利技术涉及化学惰性颜料组合物，该组合物适于用作聚合树脂组合物中的紫外光吸收剂，特别是涉及(ⅰ)吸收紫外光的、化学惰性的颜料组合物，它由具有化学活性的颜料氧化锌核的颗粒组成，在颜料氧化锌核的表面上沉积一层或多层化学惰性的覆盖层;(ⅱ)它们的制备方法及(ⅲ)聚合树脂组合物，其中含有对紫外光稳定剂量的化学惰性颜料氧化锌组合物。众所周知，紫外光(UV)辐射，不管它是来自自然辐射源例如太阳，还是来自人工辐射源例如室内光源，都能加速聚合树脂材料物理的和化学的变质或破坏。例如，已知紫外光辐射可导致聚烯烃树脂如聚乙烯和聚丙烯的光降解，聚卤乙烯树脂如聚氯乙烯的脱卤化氢以及芳香基聚乙烯如聚苯乙烯的脆化。为了防止紫外光辐射对上述的和其他的聚合树脂材料的有害作用，已经研制出了一系列的商品化紫外光吸收添加剂。这些商品化紫外光吸收添加剂一般或是通过直接吸收紫外光辐射或是通过与聚合树脂分子间的能量交换过程将这种特殊的光能无害地分散开，从而使聚合树脂材料免受紫外光的损害。总的来说，用得最广的商品化紫外吸收添加剂材料实质上是有机物，一般地可将它们分成五个基本类别，这五个类别是(1)羟基二苯铜;(2)羟基苯基苯并三唑;(3)水杨酸酯;(4)芳基取代的丙烯酸酯和(5)胺基苯甲酸酯已使用的其他的非主要紫外光吸收剂包括各种镍的螯合物，镍的配合物以及各种芳烃化合物的镍盐。已知的一种可使聚合树脂材料对紫外光稳定的有效的无机材料添加剂是颜料金属氧化物，二氧化钛。例如，在美国专利4，619，957中，披露了颜料二氧化钛可以加到刚性聚氯乙烯树脂中，它不仅提供了用于该种特殊树脂的适当的颜料配方，而且防止了产品暴露在紫外光辐射环境下成形时发生显著的颜色变化。但是，如本专利所述，在此类配方中，二氧化钛的使用会出现下面的问题由于二氧化钛的高度不透明性及高色调，因此由此种配方制备的产品只能是白色或大青色的。尽管通过加入大剂量的调色剂(colorant)或是通过降低颜料的浓度可以制备深色调成深颜色的产品，这种方法或是使配方成本提高，或是降低了最终产品对紫外光的稳定性。从上所述可以清楚地看到尽管各种各样的紫外光吸收剂已被用作紫外光吸收添加剂使聚合树脂材料对紫外光稳定，但是仍然需要一种价钱比上述有机试剂便宜，又能克服无机试剂，例如二氧化钛的缺点的紫外光吸收剂。本专利技术的吸收紫外光的颜料组合物可以满足这种需要。本专利技术涉及一种颜料组合物它能够对那些受紫外光辐射后敏感地降解的合成树脂产品提供保护。特别涉及吸收紫外光的化学惰性的颜料组合物，该组合物含有具有化学活性的颜料氧化锌核的微粒，所述的核的表面上沉积有预定量的化学惰性物质的覆盖层，该覆盖层物质可以是(a)饱和或不饱和的单羧基酸不溶于水的金属皂，(b)至少是两种不同的水合金属氧化物的分开的和不同的覆盖层以及，可以选择饱和或不饱和的单羧基酸不溶于水的金属皂的密封层或(C)一种单水合金属氧化物的覆盖层和一种不溶于水的、饱和或不饱和的单羧基酸不溶于水的金属皂的密封层。本专利技术还进一步涉及上述的颜料组合物的制备方法。要将饱和或不饱和的单羧基酸的不溶于水的金属皂覆盖层直接沉积在具有化学活性颜料氧化锌核的颗粒表面上，首先要制备颜料氧化锌淤浆，然后将其加热升温。然后在此淤浆中加入饱和或不饱和的单羧基酸的溶于水的碱金属盐和溶于水的金属盐，从而在淤浆中的颜料氧化锌的颗粒表面上形成并沉积一层饱和或不饱和的单羧基酸不溶于水的金属皂的覆盖层。最后从淤浆中回收得到带有单羧基酸金属皂覆盖层的颜料氧化锌产品，所得产品包含有本专利技术的组合物。关于紫外光吸收剂组合物的制备，包括在具有颜料氧化锌颗粒的表面上沉积至少是两种不同的水合金属氧化物的分开的且性质不同的覆盖层，如果需要的话，还可再加一层饱和或不饱和的单羧基酸金属皂的密封层。同样，首先制备颜料氧化锌核颗粒的水性淤浆，将该水性淤浆加热升温，按照要求，将热淤浆的PH值调节到9.0。在维持热淤浆的PH值为9.0的同时，向其中加入第一种水合金属氧化物起始化合物的溶液，起到在氧化锌核的颗粒表面上形成一层第一种水合金属氧化物的覆盖层的作用。在完成这次沉积之后，将热淤浆的PH值调节到至少6.5甚至更低。在将淤浆的PH值稳定在这一值的同时，向其中加入第二种水合金属氧化物起始化合物的溶液，使在沉积了第一种水合金属氧化物的氧化锌核的颗粒表面上再沉积一层第二种水合金属氧化物的覆盖层。得到的水合金属氧化物层积的颜料氧化锌产品或是在此时就从淤浆中回收出来，或是，如果需要的话，再加覆一层饱和或不饱和单羧基不溶于水的金属皂盐的密封层。此密封层的沉积覆盖过程是将一种饱和或不饱和的单羧基酸的溶于水的碱金属盐和一种溶于水的金属盐加到热淤浆中，它们在淤浆中发生反应，在水合金属氧化物层覆盖的氧化锌核颗粒表面上又生成并沉淀一层不溶于水的金属皂密封层。关于本专利技术组合物的制备，包括在具有化学活性颜料氧化锌核的颗粒表面上沉积一层单水合金属氧化物的覆盖层及一层饱和或不饱和的单羧基酸的不溶于水的金属皂的密封层。这些组合物的制备方法与上述组合物的制备方法基本相同，而上述的组合物是指含有两种不同的水合金属氧化物的分开的和性质不同的覆盖层组合物的方法与上述的制备方法不同之处在于在完成单水合金属氧化物覆盖层的沉积时，将饱和或不饱和的单羧基酸的溶于水的碱金属盐和溶于水的金属盐这两种反应剂立即加入到热淤浆中。本专利技术还进一步涉及对紫外光稳定的聚合树脂组合物，该组合物除包括可使紫外光降解的聚合树脂组分外，还包括已经披露并在本专利技术中描述过的、对紫外光稳定剂量的有效的化学惰性颜料氧化锌组合物。本专利技术中的吸收紫外光的、化学惰性颜料组合物具有独特的组合特性，这些组合的特性可使得颜料组合物能够全部或是部分地替代对紫外光降解的聚合树脂材料中最常用的有机的或无机的吸收紫外光添加剂。从这一点考虑，本专利技术的颜料组合物特别适合于作为颜料二氧化钛的部分或全部替代物，而颜料二氧化钛是以聚氯乙烯为基本成分的树脂最常选用的紫外光吸收添加剂。例如，把本专利技术的组合物混入以聚氯乙烯为基本成分的树脂时，发现由此制备的产品其色调和颜色范围包括深颜色，比使用二氧化钛时制备的产品要宽得多。还进一步发现，由此制备的上述组合物产品，对紫外光稳定性与使用二氧化钛制备的产品对紫外光的稳定性一样地显著。本专利技术提出了一种新型的颜料组合物，该组合物包括，沉积了一层或多层化学惰性材料覆盖层的化学活性颜料氧化锌核的颗粒。该颜料氧化锌核颗粒可包括由任何用来生产该材料的常规方法生产的任何颜料氧化锌。例如，两种已公知并广泛应用的常规方法，包括直接(即美国)法和间接(即法国)法。两种方法都包含气态锌的氧化过程，两种方法的不同之处在于在前一种方法中，经焙烧后的锌的富集物的炭还原过程和产生的锌蒸汽的氧化过程是同时进行的，而在后一种方法中，首先将汽化的锌冷凝形成通常所说的扁锌锭，然后，将其再汽化进行后续的氧化反应。对于此处提到的生产用于制备涉及本专利技术实施例中的新型颜料组合物的颜料氧化锌的直接和间接法的详尽描述可见Kirk-Othmer著的《化学工艺大全》，第二版，第22卷，第589-593页(1968)，(EncyclopediaofChemicalTechnology，2ndVol22，p589-593(1968))这些技本文档来自技高网...

【技术保护点】
吸收紫外光的化学惰性组合物，含有化学活性颜料氧化锌核的颗粒，所述的核沉积有一层或多层化学惰性覆盖层，所述的覆盖层包括：ａ．单羧基酸的水不溶性金属皂层，ｂ．至少二种不同的水合金属氧化物的分开并且性质不同的积层，并可进一步选择由上述的单 羧基酸金属皂构成的密封层，或者，ｃ．单水合金属氧化物层和上述的单羧基酸水不溶性金属皂密封层。

【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：约翰罗伯特布兰德，托马斯安布朗布里奇，詹姆斯威廉考夫曼，
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]