细片状高岭土组合物制造技术

一种包含形状因子至少为约２０的高岭土的组合物，其中至少约８０％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约１μｍ，并且等值球形直径小于约０．２５μｍ的所述高岭土的量为约２５％重量至约６０％重量。（*该技术在2023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】
本专利技术涉及新型的高岭土组合物、制备这种组合物的方法及其用途。纸张涂料组合物一般通过形成颜料物质、亲水性粘合剂和其它任选成分的含水流体悬浮液进行制备。采用具有尾随刮刀的滚筒涂布器，或者通过包括停留时间短的涂布头的涂覆机可方便地施用所述涂层，所述涂覆机是一种其中使系留槽内的涂料组合物在稍微加压的条件下与移动的纸幅接触，然后通过尾随刮刀去除多余的涂料组合物的装置。但也可以采用其它类型的涂覆设备制备各类纸张。在制备用于纸张的涂料组合物中的一种重要的白色无机颜料是从高岭粘土中获得的高岭土。大的高岭粘土矿床位于英国的德文郡和康沃尔，以及美国的乔治亚州和南卡罗来纳州。高岭粘土主要由矿物高岭石和少量的其它杂质所组成。高岭石以水合硅铝酸盐晶体的形式存在，其形状为薄的六方形片状体，但这些片状体很容易面对面粘附在一起形成堆积物或册页状物(booklet)。单独的片状物的平均直径可不超过1μm，但片状物的册页状或堆积状的高岭石颗粒的等值球形直径(esd)可高达10μm或以上。一般而言，具有2μm或以上球形直径的高岭粘土颗粒为高岭石片状物的堆积物而非单独的片状物。另外，在一些沉积的高岭土矿床中，较小的高岭土颗粒有时以无规则取向的形式互相粘附在一起，形成等值球形直径远大于2μm的附聚颗粒。高岭石堆积物经研磨作用后可将由一种以上的小片状体所组成的堆积物或册页状物(book)分离或脱层为较小的册页状物或单独的小片状体。脱层作用使天然的高岭石晶体沿着晶体平面(即与其“c轴”垂直)分离或裂开。通常，所述堆积物或册页状物见于来自离心粒析的粗制高岭土或粗废料中。传统认为所述砂磨将使粗高岭土堆积物脱层为更显片状的单独小片状体。但这些标准的脱层产品由于可含有包含几个至许多个高岭石小片状体的册页状物而未能显示出彻底的脱层作用。英国的高岭土矿床与美国及巴西的矿床的不同之处在于英国的矿床是原生高岭土，而美国与巴西的矿床则是沉积类型的高岭土。在地质年代中通过花岗岩的长石组分发生水热分解而形成高岭土，而原生高岭土则是直接从最早形成的花岗岩母岩中获得。另一方面，沉积高岭土(也即次生高岭土)在地质年代中已冲刷掉原本的花岗岩母岩并沉积于远离其最早形成地的区域。由于高岭土在从原生地转移到最终沉积位置的过程中经历了一定量的天然研磨，因此沉积高岭土矿床的细颗粒比例往往较高，也就是说其等值球形直径小于约2μm。例如参见Jepson(Jepson，W.B.，“Kaolinstheirproperties and uses(高岭土性质和用途)”，Phil.Trans.R.Sco.Lond.，A311，1984，411-432页)。同时沉积高岭土比原生高岭土更显块状结构，包括大量的高岭土堆积物和较小的块状高岭土颗粒的附聚物。仍然需要脱层的高岭土组合物以及制备这种组合物的更为简便的工艺。本专利技术一方面提供了一种包含形状因子至少为约20的高岭土的组合物，其中至少约80％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约1μm，并且等值球形直径小于约0.25μm的所述高岭土的量为约25％重量至约60％重量。本专利技术另一方面提供了一种精制高岭土的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供一种包含粒子大小分布使得至少70％重量的高岭土的等值球形直径小于约2μm的沉积高岭土的去砂高岭土淤浆；和(b)分选所述高岭土淤浆得到形状因子至少为约20的高岭土，其中至少约94％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约2μm。本专利技术另一方面提供了一种精制高岭土的方法，所述方法包括以下步骤提供一种形状因子至少为约10的沉积高岭土的去砂高岭土淤浆，其中至少约80％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约2μm；湿介质研磨所述去砂高岭土淤浆，耗能范围为约10至约200千瓦时/吨；和分选所述淤浆得到其中至少约80％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约1μm的细颗粒。本专利技术另一方面提供了一种精制高岭土的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供一种高岭土淤浆，所述高岭土的形状因子至少为约20，其中至少约70％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约2μm；和(b)分选所述淤浆得到其中至少约96％重量至约98％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约2μm的细颗粒。本专利技术另一方面提供了一种带涂层纸张，所述带涂层纸张包含纤维状基材以及在包含形状因子至少为约20的高岭土上的涂层，其中至少约80％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约1μm，并且等值球形直径小于约0.25μm的所述高岭土的量为约25％重量至约60％重量。本专利技术另一方面提供了一种制备带涂层纸张的方法，所述方法包括采用包含形状因子至少为约20的高岭土的纸张涂料组合物涂覆纤维状基材，其中至少约80％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约1μm，并且等值球形直径小于约0.25μm的所述高岭土的量为约25％重量至约60％重量。本专利技术另一方面提供了一种制备高岭土淤浆的方法，所述方法包括采用蒸发器使高岭土脱水。在一种情况中，所述高岭土的形状因子至少为约50，并且至少约85％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约2μm。在另一种情况中，所述高岭土的形状因子至少为约25，并且至少约85％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约2μm。本专利技术提供了一种具有新型粒子大小分布和形状因子的高岭土，以及制备这种高岭土的方法。当在纸张涂料应用中作为颜料时，本专利技术的高岭土除了其它性能外还可提供所需的光泽和亮度。本专利技术的一种情况是包含具有一定粒子大小分布(“psd”)的高岭土的组合物，其中至少约94％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约2μm，以及至少80％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约1μm。本专利技术的另一种情况是等值球形直径小于约0.25μm的所述高岭土的量为约25％重量至约60％重量。本专利技术的还一种情况是所述高岭土的形状因子至少为约20。本领域的技术人员将理解的是，粒状产品如根据本专利技术的颜料产品的psd可通过采用例如得自美国Micromeritics Corporation的SEDIGRAPHTM仪器(如SEDIGRAPH 5100)，通过标准稀释含水悬浮液测定试验中的粒状产品的分散颗粒的沉积速度加以确定。给定颗粒的大小以通过悬浮液沉积的球的等值直径，即等值球形直径或上述称为esd的参数表示。所述SEDIGRAPH记录了与该esd值相比，等值球形直径小于某一具体esd值的颗粒的重量百分数。在一种情况中，所述高岭土可具有一定的粒子大小分布，其中至少约94％重量的颗粒，如至少约95％重量、至少约96％重量、至少约98％重量，或约94％重量至约99％重量的量的颗粒的等值球形直径小于约2μm。在另一种情况中，所述高岭土可具有一定的粒子大小分布，其中至少约80％重量的颗粒，如至少约85％重量、至少约88％重量、至少约92％重量的颗粒的等值球形直径小于约1μm。根据本专利技术的另一个方面，约35％重量至约50％重量的所述高岭土的等值球形直径小于约0.25μm。在本专利技术的另一个方面中，所述高岭土在18达因和63％固体下的赫尔克里士(Hercules)粘度小于约4000rpm，在18达因和66％固体下的赫尔克里士粘度小于约2750rpm，或在18达因和69％固体下的赫尔克里士粘度小于1500rpm，以上均采用“A”浮子测量。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：R·J·普罗伊特，J·袁，B·M·比利莫里亚，R·W·怀甘特，A·V·莱昂斯，
申请(专利权)人：英默里斯颜料公司，
类型：发明
国别省市：