涂布的产品制造技术

本发明专利技术提供一种涂布的颗粒无机材料，其包含：(i)选自二氧化钛、掺杂的二氧化钛及其组合的颗粒无机材料，其中所述颗粒无机材料具有0.4μm至2μm的平均晶体尺寸；和(ii)所述颗粒无机材料上的涂层，所述涂层包含第一层和第二层。

【技术实现步骤摘要】
涂布的产品本专利技术涉及涂布的二氧化钛颗粒材料和含有这些材料的产品。
技术介绍
在许多应用中，在电磁光谱的近红外区(NIR)(700至2500nm)内具有高反射率和减小吸收的材料可能是有利的。例如，由这种材料制成的产品在太阳照射下倾向于保持较冷，较低的温度可导致较低的热降解、改进的耐久性、更大的舒适性、较低的空气调节成本和减少的环境影响。高日光反射率可通过不同方式来实现。例如，具有白色外表面的物品可具有高日光反射率，但如果颜色是期望的，则这种方法是不令人满意的。例如，近红外区内的高日光反射率和减少的吸收可通过将常规二氧化钛颜料与非NIR吸收着色颜料和染料组合来实现。然而，当含有二氧化钛的产品如油漆和塑料制品暴露至阳光时，重要的是产品寿命不会由于阳光照射后的劣化而过度缩短。已知含有二氧化钛和其他颜料填料的这种室外/阳光暴露产品可能不是光稳定的，并且可能经光化学和光催化反应过早地劣化。尽管二氧化钛本身不降解，但含有二氧化钛的物品的降解程度可能取决于所述物品中使用的二氧化钛颜料的光催化活性。可以将某些无机材料的涂层施加到二氧化钛颗粒和颜料颗粒上，以降低光催化活性。例如，具有二氧化硅层的涂层可降低二氧化钛颗粒的光催化活性。可将致密或蓬松的SiO2层施加至二氧化钛颗粒，例如诸如在H.Weber,"Silicicacidasaconstituentoftitaniumdioxidepigments",KronosInformation6.1(1978)中描述的。具有无机氧化物如SiO2、ZrO2、SnO2、Al2O3等的涂层可提高TiO2颗粒的光稳定性。外侧Al2O3层可改进颗粒在最终基质中的分散。本领域技术人员预期较高水平的致密的二氧化硅涂层以导致二氧化钛颜料的光催化活性的更大降低。已经考虑了在二氧化钛上高达10或20w/w％的量的涂层水平。目前的市售产品(例如粒径为0.25至0.32微米的那些)可以用至少3或3.5w/w％的二氧化硅(或其他无机氧化物)和至少2w/w％的氧化铝一起涂布。同样，高水平的致密的二氧化硅涂层已经用于处理较大的二氧化钛颗粒。例如，US2014/0073729A1公开了具有0.4至1.0微米的平均粒径的掺杂的二氧化钛颜料颗粒。这些颗粒经历了无机表面处理和/或有机表面处理。特别是，用3w/w％水平的二氧化硅涂布所述二氧化钛颗粒，然后用3w/w％水平的氧化铝涂布。EP2285912描述了一种涂布的颗粒二氧化钛材料，其中所述材料具有大于0.40微米的平均晶体尺寸。所述涂层包含一种或多种氧化物材料，例如二氧化硅。在一个实施例中，3％二氧化硅和2％氧化铝用于涂布所述颗粒材料。用于户外应用的油漆和产品的组分变得更加光稳定，但是用涂层处理填料颗粒使其适合于此类应用的成本增加了产品的成本。对具有超低光催化活性以帮助暴露至阳光的物品具有更长的产品寿命的无机颗粒材料如二氧化钛颗粒，存在持续的需求。对包含无机颗粒材料如二氧化钛颗粒的涂层例如油漆存在需求，其中那些涂层在暴露于元素一段时间内保持良好的耐久性。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供涂布的颗粒无机材料，其包含：(i)选自二氧化钛、掺杂的二氧化钛及其组合的颗粒无机材料，其中所述颗粒无机材料具有0.4μm至2μm的平均晶体尺寸；和(ii)所述颗粒无机材料上的涂层，所述涂层包含第一层和第二层，其中用于所述第一层的材料为一种或多种选自无机氧化物和无机磷酸盐的材料，其中所述(或各)无机氧化物独立地选自下述元素的氧化物：(a)选自Ti、Zr和Zn的第4(IVB)和12(IIB)族过渡金属；和(b)选自Si、P和Sn的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；和(c)镧系元素；其中所述(或各)无机磷酸盐独立地选自下述元素的磷酸盐：(i)选自H、Li、Na、K、Rb、Be、Mg、Ca和Sr的第1(IA)和2(IIA)族碱金属和碱土金属；和(ii)选自Sc、Y、Ti和Zr的第3(IIIA)和4(IVB)族过渡金属；和(iii)选自Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn和Pb的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；其中用于所述第二层的材料为氧化铝；其中当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第一层的量为0.1至2.2％w/w，且当考虑所述第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第二层的量为0.1至3.5％w/w，且其中当考虑所述第一层和第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，涂层的总量为0.2至4.5％w/w。关于可用于散射电磁光谱的近红外部分的具有较大颗粒尺寸(0.4-2微米)的这些二氧化钛颜料，已经出人意料地确定，较高水平的无机氧化物(例如二氧化硅)涂层导致更好水平的光稳定性的广泛保持的假设不适用。事实上，本专利技术已经确定，与较高水平的无机氧化物涂层相比，更低量的抗光催化涂层可以产生相当或更低的光催化活性。因此，改进耐久性的产品可通过将效果涂层减少至已经被确定为最有效的范围内来得到。在US2014/0073729中，用3w/w％水平的二氧化硅涂布二氧化钛颗粒，然后用3w/w％水平的氧化铝涂布，因此存在6％的涂层总水平。在EP2285912中，用3％的二氧化硅和2％的氧化铝涂布二氧化钛颗粒，因此存在5％的涂层总水平。因此，第一层的水平和总涂层的水平均不同于本专利技术。在本专利技术中，已经出人意料地确定，不是最高的涂层水平或最低的涂层水平得到最好的结果。相反，在单个涂层和总涂层水平方面，明显存在一个涂层水平范围，其中获得最好的结果。在该声称的范围内，较低量的涂层导致改进效果和更加光稳定的体系。无法预期会存在最佳的涂层水平范围，以得到就更光稳定的体系而言最好的结果，其中该最佳范围涉及使用显著小于本领域中使用的常规涂层水平的涂层量。现有技术没有公开或建议选择用于具有较大颗粒尺寸的二氧化钛颜料的涂层材料的具体量和类型，其中这不仅仅是施加增加量的涂层以获得改进效果的问题，将导致就较低光催化活性而言的最好结果。因此，本专利技术涉及一种具有高耐久性组合近红外中光学性质的涂布颗粒材料，所述光学性质优于现有技术可预期或预测的那些。本专利技术还允许将不透明性提供至其中光催化活性将使现有的二氧化钛产品不适合的表面(例如含氟聚合物表面)。在第二方面，本专利技术提供颗粒无机材料上的涂层用于降低所述材料的光催化活性的用途，其中(i)所述颗粒无机材料选自二氧化钛、掺杂的二氧化钛及其组合，其中所述颗粒无机材料具有0.4μm至2μm的平均晶体尺寸；且(ii)所述颗粒无机材料上的涂层包含第一层和第二层，其中用于所述第一层的材料为一种或多种选自无机氧化物和无机磷酸盐的材料，其中所述(或各)无机氧化物独立地选自下述元素的氧化物：(a)选自Ti、Zr和Zn的第4(IVB)和12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.涂布的颗粒无机材料，其包含：/n(i)选自二氧化钛、掺杂的二氧化钛及其组合的颗粒无机材料，其中所述颗粒无机材料具有0.4μm至2μm的平均晶体尺寸；和/n(ii)所述颗粒无机材料上的涂层，所述涂层包含第一层和第二层，/n其中用于所述第一层的材料为一种或多种选自无机磷酸盐的材料，任选地与一种或多种无机氧化物一起，/n其中所述(或各)无机氧化物独立地选自下述元素的氧化物：/n(a)选自Ti、Zr和Zn的第4(IVB)和12(IIB)族过渡金属；和/n(b)选自Si、P和Sn的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；和/n(c)镧系元素；/n其中所述(或各)无机磷酸盐独立地选自下述元素的磷酸盐：/n(i)选自H、Li、Na、K、Rb、Be、Mg、Ca和Sr的第1(IA)和2(IIA)族碱金属和碱土金属；和/n(ii)选自Sc、Y、Ti和Zr的第3(IIIA)和4(IVB)族过渡金属；和/n(iii)选自Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn和Pb的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；/n其中用于所述第二层的材料为氧化铝；/n其中当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第一层的量为0.1至2.2％w/w，且/n其中当考虑所述第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第二层的量为0.1至3.5％w/w，且/n其中当考虑所述第一层和第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，涂层的总量为0.2至4.5％w/w。/n...

【技术特征摘要】
20150211 GB 1502250.21.涂布的颗粒无机材料，其包含：
(i)选自二氧化钛、掺杂的二氧化钛及其组合的颗粒无机材料，其中所述颗粒无机材料具有0.4μm至2μm的平均晶体尺寸；和
(ii)所述颗粒无机材料上的涂层，所述涂层包含第一层和第二层，
其中用于所述第一层的材料为一种或多种选自无机磷酸盐的材料，任选地与一种或多种无机氧化物一起，
其中所述(或各)无机氧化物独立地选自下述元素的氧化物：
(a)选自Ti、Zr和Zn的第4(IVB)和12(IIB)族过渡金属；和
(b)选自Si、P和Sn的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；和
(c)镧系元素；
其中所述(或各)无机磷酸盐独立地选自下述元素的磷酸盐：
(i)选自H、Li、Na、K、Rb、Be、Mg、Ca和Sr的第1(IA)和2(IIA)族碱金属和碱土金属；和
(ii)选自Sc、Y、Ti和Zr的第3(IIIA)和4(IVB)族过渡金属；和
(iii)选自Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn和Pb的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；
其中用于所述第二层的材料为氧化铝；
其中当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第一层的量为0.1至2.2％w/w，且
其中当考虑所述第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第二层的量为0.1至3.5％w/w，且
其中当考虑所述第一层和第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，涂层的总量为0.2至4.5％w/w。


2.颗粒无机材料上的涂层用于降低所述颗粒无机材料的光催化活性的用途，其中
(i)所述颗粒无机材料选自二氧化钛、掺杂的二氧化钛及其组合，其中所述颗粒无机材料具有0.4μm至2μm的平均晶体尺寸；且
(ii)所述颗粒无机材料上的涂层包含第一层和第二层，
其中用于所述第一层的材料为一种或多种选自无机磷酸盐的材料，任选地与一种或多种无机氧化物一起，
其中所述(或各)无机氧化物独立地选自下述元素的氧化物：
(a)选自Ti、Zr和Zn的第4(IVB)和12(IIB)族过渡金属；和
(b)选自Si、P和Sn的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；和
(c)镧系元素；
其中所述(或各)无机磷酸盐独立地选自下述元素的磷酸盐：
(i)选自H、Li、Na、K、Rb、Be、Mg、Ca和Sr的第1(IA)和2(IIA)族碱金属和碱土金属；和
(ii)选自Sc、Y、Ti和Zr的第3(IIIA)和4(IVB)族过渡金属；和
(iii)选自Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn和Pb的第13至15(IIIA-VA)族p区元素；
其中用于所述第二层的材料为氧化铝；
其中当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第一层的量为0.1至2.2％w/w，且
其中当考虑所述第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，所述颗粒无机材料上的第二层的量为0.1至3.5％w/w，且
其中当考虑所述第一层和第二层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时，涂层的总量为0.2至4.5％w/w。


3.根据权利要求1所述的颗粒材料或根据权利要求2所述的用途，其中用于所述第一层的材料是独立地选自Al、Ti、Zr和Sn的磷酸盐的一种或多种无机磷酸盐，任选地与独立地选自Ti、Zr、Zn、Si、P、Sn和Ce的氧化物的一种或多种无机氧化物一起。


4.根据权利要求3所述的颗粒材料或用途，其中用于所述第一层的材料是独立地选自Al和Zr的磷酸盐的一种或多种无机磷酸盐，任选地与独立地选自Zr、Si、P和Ce的氧化物的一种或多种无机氧化物一起。


5.根据权利要求4所述的颗粒材料或用途，其中用于所述第一层的材料包含磷酸铝，任选地与二氧化硅一起。


6.根据权利要求5所述的颗粒材料或用途，其中用于所述第一层的材料包含二氧化硅。


7.根据权利要求6所述的颗粒材料或用途，其中用于所述第一层的材料包含致密的二氧化硅。


8.根据权利要求1或3至7任一项所述的颗粒材料，或根据权利要求2至7任一项所述的用途，其中所述颗粒无机材料上的第一层的量是：
(a)0.1至2％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时；
(b)0.2至1.5％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时；
(c)0.3至1.4％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时；
(d)0.4至1.3％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时；或
(e)0.5至1.2％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时；或
(f)0.7至1.2％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时。


9.根据权利要求1或3至8任一项所述的颗粒材料，或根据权利要求2至8任一项所述的用途，其中所述颗粒无机材料上的第一层的量是：
(a)0.3至1.2％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时；或
(b)0.3直到1.1％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的总重量时；或
(c)0.4直到1.1％w/w，当考虑所述第一层材料的总重量相对于所述颗粒无机材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·坦珀利，J·L·爱德华兹，J·罗布，
申请(专利权)人：维纳特材料英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB