[發明專利]制備自粘結性顏料粒子的方法

有效

• 申請號: 201280016102.1
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN103476874A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: P·A·C·加內;M·布里;S·潤特施;J·莫伊烏雷
• 申請（專利權）人: OMYA國際股份公司
• 主分類號: C09C1/02
• 分類號: C09C1/02;D21H17/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張力更

背景技術

粘結劑及礦物材料為油漆及紙涂顏料的主要成分。前者通常基于膠乳且呈水性懸浮液或分散體形式，提供對載體的必需粘著性及在形成待生產物品的組件之間提供內聚力，該物品例如是油漆或紙張以及諸如農業肥料。后者一般為碳酸鈣，可例如在紙張及油漆質量及農業性能（尤其涉及其光學性能）方面提供改良。

自粘結性顏料粒子的概念為行業已知：其是指由礦物材料及粘結劑彼此緊密粘結所形成的獨特固體粒子。內聚力使自粘結性顏料粒子具有優良機械穩定性。這種粒子可直接用于各種應用中。

使用自粘結性顏料粒子避免了分別處理礦物材料及粘結劑的比例困難，且進一步避免了礦物質與粘結劑的類似混合物中出現的不希望有的物理及化學相互作用。

自粘結性顏料粒子通過實施至少一個在粘結劑存在下研磨礦物材料的步驟的方法來制備，其中研磨是指使粒子尺寸減小的操作；自粘結性顏料粒子中的礦物材料具有比用于其生產的初始礦物材料小的直徑。這種自粘結性顏料粒子描述于許多文獻中，其中包括WO2006/008657、WO2006/128814及WO2008/139292。

然而，本領域中已知的制備自粘結性礦物顏料粒子的方法局限于制備或共研磨具有低固含量的懸浮液。高固含量懸浮液僅可在添加相應分散劑的情況下處理，如EP1747252中所提及，其涉及生產具有所需粒子尺寸的經表面改性的無機填料或顏料的方法。所述方法的特征在于：使用聚合物分散體以及研磨助劑和/或分散劑，在壓縮力及剪切力的作用下，將無機填料或顏料的填料或顏料漿液研磨成所需粒子尺寸。

然而，分散劑的添加尤其在共研磨期間影響粘結劑對粒子的吸附。低固含量懸浮液的制備具有以下缺陷：所獲得的研磨產物必須在運送至其他設施進行進一步處理之前增濃。在耗費時間及能量的增濃步驟期間，經常觀察到不希望有的聚合物粘結劑的損失并且另外還形成不希望有的粘聚物。此外，現有技術方法常常產生具有研磨懸浮液水性相的高總有機含量的懸浮液。

鑒于上文，改良自粘結性顏料粒子生產方法仍為本領域技術人員所關注。尤其希望提供一種制造自粘結礦物顏料粒子的方法，所述自粘結礦物顏料粒子可應用于具有高固含量的礦物顏料懸浮液，由此避免了耗費能量及時間的增濃步驟及例如形成大量不希望有的粘聚物。

發明內容

上述目標及其他目標由在獨立權利要求中在此限定的主題來解決。

根據本發明的一個方面，提供一種制備自粘結性顏料粒子的方法，該方法包括以下步驟：

a）提供水性礦物顏料材料懸浮液；

b）提供至少一種聚合物粘結劑，其中該粘結劑包含至少一種羧甲基纖維素，其具有在0.4至2.0范圍內的羧化度且具有在3ml/g至300ml/g范圍內的固有粘度；

c）使步驟b）的粘結劑與步驟a）的水性礦物顏料材料懸浮液混合且調節所獲得的懸浮液的固含量，以便基于該懸浮液的總重量計，固含量為45wt.-%至80wt.-%；

d）研磨步驟c）的水性礦物材料懸浮液。

本發明的發明者發現可直接在礦物顏料的高固含量懸浮液中制備自粘結性顏料粒子。這通過在第一步驟中提供水性礦物顏料材料懸浮液來實現。此外提供特定的粘結劑。使該粘結劑與水性礦物顏料材料懸浮液混合。在將懸浮液調節至基于該懸浮液的總重量計45wt.-%至80wt.-%的高固含量后，研磨該懸浮液以獲得具有所需粒子尺寸的自粘結性顏料粒子。

根據第二方面，本發明涉及可通過本發明方法獲得的自粘結性顏料粒子懸浮液。

本發明的另一方面涉及本發明的自粘結性顏料粒子懸浮液在紙、塑料、油漆、混凝土和/或農業應用中的用途。

本發明方法的有利實施方案在相應的從屬權利要求中限定。

根據一種實施方案，在步驟c）中，基于水性礦物顏料懸浮液的總重量計，將粘結劑以0.1wt.-%至10.0wt.-%、優選0.2wt.-%至5wt.-%、更優選0.25wt.-%至3.0wt.-%的量添加至該懸浮液中。根據另一實施方案，粘結劑呈溶液或干燥物質形式，優選呈水溶液形式，基于該溶液的總重量計，該溶液具有1wt.-%至70wt.-%、優選2wt.-%至55wt.-%、更優選5wt.-%至50wt.-%且最優選30wt.-%至50wt.-%的粘結劑濃度。

根據一種實施方案，粘結劑僅由至少一種羧甲基纖維素構成。根據另一實施方案，粘結劑由兩種或兩種以上類型的羧甲基纖維素的混合物組成，其中至少一種經改性的多糖具有在0.4至2.0范圍內的羧化度及在3ml/g至300ml/g范圍內的固有粘度。