金属化合物涂布的颗粒矿物材料、其制造方法和其用途技术

公开了包括含至少一种金属化合物的至少一种涂料的颗粒矿物材料。在一个实施方案中，至少一种金属化合物是金属硅酸盐化合物。在另一实施方案中，至少一种金属化合物是金属氧化物化合物。在一个实施方案中，颗粒矿物材料是珍珠岩。在另一实施方案中，颗粒矿物材料是珍珠岩微球。在进一步的实施方案中，颗粒矿物材料是硅藻土。还公开了制造涂布有至少一种金属化合物的颗粒矿物材料的方法。在一个实施方案中，至少一种金属化合物可以被注入到珍珠岩膨胀器中而形成金属化合物涂布的珍珠岩材料。在另一实施方案中，通过低温涂布方法，可以将至少一种金属化合物施加到至少一种颗粒矿物材料。还公开了金属化合物涂布的颗粒矿物材料的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文中公开了涂布有至少一种金属化合物的颗粒矿物材 料。在一个实施方案中，至少一种金属化合物是金属硅酸盐化合物。 在另一实施方案中，至少一种金属化合物是金属氧化物化合物。在本 文中还公开了涂布有至少一种金属化合物的颗粒矿物材料的制造方 法、以及涂布金属化合物的颗粒矿物材料的各种用途。
技术介绍
颗粒矿物材料被用于各种不同的应用，包括但不限于，涂 料、颜料、填料、支撑剂、催化剂、膨胀剂、惰性载体、用于过滤、 用于绝缘、和用于园艺应用。颗粒矿物材料的一种实例是珍珠岩。珍 珠岩是天然存在的硅质火山玻璃岩，其通常可与其它火山玻璃区分， 这是因为当被加热到其软化范围内的温度时，其膨胀为其原始体积的 约4倍-约20倍。珍珠岩颗粒已经被发现可用于许多应用，如以上所 述的那些，以其膨胀和非膨胀的形式。可以获得珍珠岩的膨胀形式，这部分地由于在粗珍珠岩玻 璃岩中截留的水的存在造成。当珍珠岩被快速加热时，水蒸发，在热 软化的玻璃状颗粒中产生气泡并且通常产生重量轻的、化学上惰性 的、高度膨胀的珍珠岩产品。膨胀珍珠岩产品可以被制造成称重为例 如约2pds/ft、约15pds/ft3，这使得其可以适应于许多应用，如先前描 述的那些。膨胀珍珠岩产品的最终形式和等级可以通过尤其改变在珍 珠岩膨胀器中的加热周期、通过研磨改变未膨胀的珍珠岩进料材料的 尺寸、或者其它现在为本领域技术人员已知的或今后出现的方法来控 制。在一种膨胀形式中，珍珠岩颗粒是聚集颗粒。在另一膨胀形式中， 珍珠岩颗粒是实心微球。在进一步的膨胀形式中，珍珠岩颗粒是多孔 微球。 一般说来，多孔微球形式的膨胀珍珠岩具有较少的内细胞(innercells)，相比于在更普通制造的膨胀珍珠岩聚集颗粒中存在的相对较大 数目的内细胞来i兌。珍珠岩可另外在其膨胀后被研磨。没有随后研磨的膨胀珍 珠岩通常具有泡沫或泡状结构并且可以包括多孔球。当膨胀珍珠岩随 后被研磨时，结构中的泡通常被粉碎，这导致泡碎片，其是较小的并 且通常是板状结构的。颗粒矿物材料的另 一 实例是硅藻土 (还称为DE或硅藻 土)，其通常被认为是富集于生物成因的二氧化硅(即由活生物产生或 造成的二氧化硅)的沉积物，形式是硅藻的硅质骨架(硅藻骸)。硅藻是 不同系列的硅藻纲的显微、单细胞、金褐色藻类，其具有不同且复杂 结构的华丽(omate)硅质骨架，包括两瓣膜，在活硅藻中组合起来很像 丸药盒。在一个实施方案中，硅藻土是淡水硅藻土。在另一实施方案 中，硅藻土是咸水硅藻土。在一些应用中，在实现其预定目的中，颗粒矿物材料的压 缩强度、硬度和/或颜色可起到重要的作用。在本领域已知的是通过将 颗粒表面涂布或者将其结合在一起，提高了颗粒矿物材料的某些品 质。美国专利3,849,149(Swift等)，例如，看来似乎公开了一种用表面 涂料改变某些颗粒矿物材料的表面性质的方法，所述表面涂料具有很 多pKa值小于2.8的酸性位置，使得在颜料和填料终端使用中获得了 分散体的更大的结合解除和均匀性。作为另一实例，美国专利 4，432，798(Helferich等)看来似乎公开了可才莫塑的、自动调整的组合物， 其由粒状或颗粒聚集体(被碱性-铝硅酸盐粘合剂水凝胶固定在一起)组成。作为进一步的实例，美国专利5，352，287(Wason等)看来似乎公 开了复合颜料产品，其包括矿物核，涂布有基本上连续的并且均匀的 活性纸张颜料涂料，其可以用于提高纸张的不透明性、亮度和/或光学 性能特性。作为另一实例，美国专利6，641，908Bl(Clough)看来似乎公 开了无机基底材料，其包括可由高温等离子体涂布形成的金属氧化物 涂料。本专利技术人已经出人意料地发现，通过用至少一种金属化合 物涂布颗粒矿物材料，那些材料的压缩强度、硬度和/或颜色可以被改 进。在一个实施方案中，至少一种金属化合物是金属氧化物化合物。 在另一实施方案中，至少一种金属化合物是金属硅酸盐化合物。上述的参考文献看来似乎都没有教导或者暗示至少以下内容。(l)使用至少 一种金属硅酸盐涂料来提高至少一种颗粒矿物材料的压缩强度、硬度和/或着色；(2)将至少一种锆或锌硅酸盐涂料施加到至少一种硅藻土 颗粒矿物材料；(3)将至少一种铝硅酸盐涂料施加到至少一种珍珠岩颗 粒矿物材料；和(4)通过使用低温(例如室温)溶液涂布，用金属氧化 物涂#牛涂布至少 一 种颗粒矿物材泮十。
技术实现思路
本文中公开了金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其包括含 有包括至少 一种金属硅酸盐的涂料的珍珠岩。〖011]在本文中还公开了金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其包 括含有包括至少一种金属硅酸盐的涂料的硅藻土，所述至少一种金属 硅酸盐选自硅酸锆和珪酸锌中的至少 一种。在本文中还公开了金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其包 括含有包括至少 一种金属硅酸盐的涂料的颗粒珍珠岩微球。括将珍珠岩微球引入被加热到约'900。F-约1100。F的温度的膨胀器； 向膨胀器中注入至少一种金属硅酸盐；和，使珍珠岩微球和至少一种 金属硅酸盐在膨胀器中停留足以用至少一种金属硅酸盐涂布珍珠岩 樣i球的时间。括将珍珠岩微球引入被加热到约900。F-约1100。F的温度的膨胀器； 向膨胀器中注入至少一种金属化合物和至少一种硅酸盐化合物；和， 使珍珠岩微球、至少一种铝化合物和至少一种硅酸盐化合物在膨胀器 中停留足以用至少一种金属化合物和至少一种硅酸盐化合物涂布珍 珠岩微球的时间，其中至少 一 种金属化合物和至少 一 种硅酸盐化合物 形成至少 一种金属硅酸盐。在本文中还公开了涂料、催化剂、颜料、填料、支撑剂 (proppant)或膨胀剂(extender)产品，其包括含有包括至少 一种金属硅酸盐的涂料的珍珠岩。 在本文中还公开了涂料、催化剂、颜料、填料、支撑剂或 膨胀剂产品，其包括含有包括至少 一种金属硅酸盐的涂料的硅藻土 ， 所述至少一种金属硅酸盐选自硅酸锆和硅酸锌中的至少一种。在本文中还公开了一种涂料、催化剂、颜料、填料、支撑 剂或膨胀剂产品，其包括至少一种含有包括至少一种金属硅酸盐的涂 料的颗粒微球矿物材料。在本文中还公开了 一种将至少一种金属氧化物涂料施加到 至少 一种颗粒矿物材料的方法，包括在大约室温的溶液涂布。在本文中还公开了提高至少一种颗粒矿物材料的亮度的方 法，包括通过低温溶液涂布将至少一种金属氧化物化合物的至少一种 涂料施加到至少一种颗粒矿物材料，其中至少一种颗粒矿物材料的b 值下降达约1个单位。在本文中还公开了提高至少 一 种颗粒矿物材料的压缩强度 的方法，包括将至少 一种金属硅酸盐的至少 一种涂料施加到至少 一种 颗粒矿物材料，其中如通过压缩耐力(compaction resistance)测量的压 缩强度增加至少约两倍。在本文中还公开了提高至少一种颗粒矿物材料的硬度的方 法，包括将至少 一种金属硅酸盐的至少 一种涂料施加到至少 一种颗粒 矿物材料，其中如通过洗刷耐力(scrub resistance)测量的硬度增加至少 约2%。附图说明图1是膨胀珍珠岩微球的扫描电子显微照片。图2是根据本专利技术的示范性的硅酸锆涂布的硅藻土样品的 扫描电子显微照片。图3是根据本专利技术的示范性的硅酸锆涂布的硅藻土样品的 另一扫描电子显微照片。图4是根据本专利技术的示范性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其包括含有包括至少一种金属硅酸盐的涂料的珍珠岩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-23 60/896,5061.一种金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其包括含有包括至少一种金属硅酸盐的涂料的珍珠岩。2. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一种金属硅酸盐选自铝硅酸盐、硅酸锆和硅酸锌中的至少一种。3. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 材料是非膨胀的。4. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 是膨胀的。5. 权利要求4的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中膨胀的 珍珠岩是被研磨的。6. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 是多孔的。7. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 是实心的。8. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 是微米尺度的。9. 权利要求8的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 的形式是微球。10. 权利要求9的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中微球是 多孔的。11. 权利要求9的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中微球是 实心的。12. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 的形式选自空心微泡、空心珠粒和空心空隙之一。13. 权利要求1的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属硅酸盐包括至少一种金属组分和至少一种硅酸盐组分。14. 权利要求13的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种硅酸盐组分选自原硅酸四乙酯、原珪酸四曱酯、硅酸钠、石威性硅酸 盐(alkali silicate)、胶态二氧化硅、固态二氧化硅(solid silica)、碱金属 珪酸盐(alkaline metal silicate)和偏石圭酸钠。15. 权利要求13的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一种金属组分选自金属硝酸盐、金属硫酸盐、金属铝酸盐、钠金属、金 属氯化物、金属醇盐、金属乙酸盐、金属甲酸盐、三羟铝石、假勃姆 石、三水铝石、胶态金属、金属凝胶、金属溶胶、金属三氯化物、铵金属^友酸盐、金属氢氧化物和金属合氢氯酸(metal chlorohydrates)。16. 权利要求15的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分包括铝、锆、硼和锌中的至少一种。17. 权利要求16的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分选自硝酸铝、硫酸铝、铝酸钠和卣化铝。18. 权利要求16的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分选自硫酸锆、氯化锆、五硼酸铵八水合物(ammonium pentaborate octahydrate)和碳酸错按。19. 权利要求16的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分选自》克酸锌和硝酸锌。20. —种金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其包括含有包括至少 一种金属硅酸盐的涂料的硅藻土，所述至少一种金属硅酸盐选自硅酸 4告和石圭酸锌中的至少 一种。21. 权利要求20的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中硅藻土 是淡水硅藻土。22. 权利要求20的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中硅藻土 是咸水硅藻土。23. 权利要求20的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属硅酸盐包括至少一种金属组分和至少一种硅酸盐组分。24. 权利要求23的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种硅酸盐组分选自原硅酸四乙酯、原硅酸四甲酯、硅酸钠、碱性硅酸 盐(alkali silicate)、胶态二氧化硅、固态二氧化硅(solid silica)、碱金属 硅酸盐(alkaline metal silicate)和偏硅酸钠。25. 权利要求23的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分选自金属硝酸盐、金属硫酸盐、金属铝酸盐、钠金属、金 属氯化物、金属醇盐、金属乙酸盐、金属曱酸盐、三羟铝石、假勃姆 石、三水铝石、胶态金属、金属凝胶、金属溶胶、金属三氯化物、铵 金属碳酸盐、金属氩氧化物和金属合氢氯酸(metal chlorohydrates)。26. 权利要求25的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一种金属组分选自硫酸锆、氯化锆和碳酸锆铵。27. 权利要求25的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分选自硫酸锌和硝酸锌。28. —种金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其包括含有包括至少 一种金属硅酸盐的涂料的颗粒珍珠岩微球。29. 权利要求28的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属硅酸盐选自铝硅酸盐、硅酸锆和硅酸锌中的至少一种。30. 权利要求28的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 微球是非膨胀的。31. 权利要求28的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 微球是膨胀的。32. 权利要求31的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中珍珠岩 微球是研磨的。33. 权利要求28的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种颗粒珍珠岩孩i球是多孔的。34. 权利要求28的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种颗粒珍珠岩孩O求是实心的。35. 权利要求28的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属硅酸盐包括至少一种金属组分和至少一种硅酸盐组分。36. 权利要求35的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种硅酸盐组分选自原硅酸四乙酯、原硅酸四甲酯、硅酸钠、石威性硅酸 盐(alkali silicate)、胶态二氧化硅、固态二氧化硅(solid silica)、碱金属 石圭商臾盐(alkaline metal silicate)禾口Y扁石圭酉交钠。37. 权利要求35的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分选自金属硝酸盐、金属硫酸盐、金属铝酸盐、钠金属、金 属氯化物、金属醇盐、金属乙酸盐、金属曱酸盐、三羟铝石、假勃姆 石、三水铝石、胶态金属、金属凝胶、金属溶胶、金属三氯化物、铵 金属碳酸盐、金属氢氧化物和金属合氬氯酸(metal chlorohydrates)。38. 权利要求37的金属硅酸盐涂布的颗粒矿物材料，其中至少一 种金属组分包括铝、锆、硼和锌中的至少一种。39. 权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：B王，M格林纳，
申请(专利权)人：世界矿物公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]