[發明專利]通過在控制的大氣環境中干燥制粒而增強的粉末的堆積處理特性

無效

• 申請號: 201380023548.1
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN104302711A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: T.A.貝爾;D.R.科賓;S.胡特奇森;E.M.麥卡龍三世;T.G.卡瓦雷塞
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: C09C1/36
• 分類號: C09C1/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒雪梅;李炳愛

技術領域

粉末諸如顏料二氧化鈦(TiO₂)經常展示出較差的堆積處理特性。顏料TiO₂是非常粘結的、經常落滿粉塵的，并且許多等級所具有的松散堆密度比顧客期望用于其工藝的堆密度低。本發明涉及一種用于制造抵抗壓實、老化、成團和/或結塊的少染粉塵的、平滑排出的、容易分散的粉末，諸如顏料二氧化鈦的方法。此類粉末大體經受噴射研磨、砂磨、錘磨或其它機械操作。一般來講，此類粉末用于食品、化妝品、洗滌劑、油漆和塑料、油墨以及彈性體。

背景技術

諸如二氧化鈦顏料、氧化鐵顏料、珠光顏料、滑石粉和其它金屬氧化物顏料的粉末用于化妝品、洗滌劑油漆、塑料、建筑和其它工業。具體地講，出于賦予顏色和/或乳濁化的目的，通常通過充分混合來將顏料或粉末添加至期望應用中。有關此類應用的性能特性包括顏料分散性和處理、計量以及除塵的容易度。

分散性測量粉末在系統中均勻且緊密混合的容易度。較差粉末分散可引起大的附聚體，進而可導致團塊、表面缺陷、色痕以及不均勻或不完整的著色。另外，分散附聚的粉末需要能量和時間。

無機顏料，大體為細分的粉末，被制備用于油漆、塑料和彈性體工業。使粉末經受噴射研磨、砂磨、錘磨、輥磨或其它機械操作作為粉末制備中的修整步驟。雖然此類機械操作可有助于分散性和光澤度，但研磨的顏料表現出較差的干燥流動特性并且產生粉塵。因此，出于工作場所安全、生態或質量保證方面的原因，使用此類粉末要求適當的資源密集型措施。另外，由于粉塵問題，有價值的材料損失了。

處理考慮了在制造和加工期間與粉末和顏料的存儲、運輸和混合相關聯的困難。粉末穩定性是良好存儲和運輸所必要的，它避免粉末在經受熱、濕度和壓力時老化或粉末附聚成大的附聚體。穩定性有利地利用單獨微粒的高粘結力。它還取決于在制備附聚體中使用的壓實壓力或形成方法。明顯地，良好的分散性和良好的穩定性是必要的但互相排斥的目標。

粉末處理問題包括在壓縮存儲時的結塊、鉆鼠洞(rat?holing)、橋接、老化，以及進料斗中的堵塞與顏料流動損失。另外的問題包括對小球或顆粒狀形式的粉末的優先選擇。

雖然粉末在其用途方面變化廣泛，但粉末諸如顏料二氧化鈦大體具有類似的粒度和化學性質。然而，各種等級之間在粘結性、含塵度或堆密度方面的差異大體是由影響微粒表面的加工條件，尤其是表面涂料所造成的。因此，雖然這些涂料可被操作來影響堆處理特性，但這經常是以不可接受地損害最終使用者顏料效果為代價的。此外，由于并不完全理解機制，這導致一個基于試驗和錯誤的發展過程。另外，增大的堆密度在例如用于塑料的粉末諸如二氧化鈦中變得重要。在此類情形下，二氧化鈦顏料所占據的物理體積可限制塑料的生產能力。因此，具有更大的松散堆密度的顏料將對此類顧客來說有價值。在一些情況下，涂料級顏料具有很低的堆密度以致于裝運集裝箱不能被填充達到其貨物實重限制。較密集的產品將降低裝運那些產品的成本。堆密度的實質性增大可減小用于存儲并機械運輸顏料所需的設備的物理尺寸，從而降低投資要求。

處理TiO2的所有顧客都至少具有一些粉塵方面的問題，特別是接收袋或散裝袋(SBC)形式的產品的那些顧客。減小含塵度將改善家用要求、減少工業衛生問題、并且可降低對粉塵控制設備的資本投資要求。

對于大多數顧客來說，TiO2是他們最難以處理的材料。雖然某些級別比其它級別更難以處理，但增強的流動性對于所有等級來說都具有競爭性有益效果。如果流動性可得到實質性改善，那么顧客的顏料處理設施的資本成本可減少，因為可不需要額外提供流動改進。與這些設施相關聯的維護成本也會減少。更好的流動性還提高螺旋喂料機和旋轉閥的體積效率，從而減少它們所需的尺寸和成本。最后，利用具有優異流動性的粉末，投配裝置和過程控制方案的準確性得到增強。

因此，在工業內存在對解決粉末諸如二氧化鈦的分散性問題但不損害穩定性和流動或最終使用特性的方法的需要。還存在增大粉末諸如顏料二氧化鈦的松散堆密度但不顯著影響其它物理特性的需要。

發明內容

本發明涉及一種用于制備具有增強的堆積處理特性的粉末的方法，包括：

(A)使粉末與至少一種氣體在控制環境中接觸，其中所述至少一種氣體總體能夠充當所述粉末的路易斯堿；

(B)任選地，在使所述至少一種氣體與所述粉末接觸期間的至少一部分時間內同時在所述控制環境中翻滾所述粉末。

在另一個實施例中，上述發明的粉末包含二氧化鈦，所述至少一種氣體包含至少一種胺，諸如氨。