TWI538962B - 經鋯處理之鋁矽酸鈉及其製造方法 - Google Patents

經鋯處理之鋁矽酸鈉及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI538962B
TWI538962B TW104117611A TW104117611A TWI538962B TW I538962 B TWI538962 B TW I538962B TW 104117611 A TW104117611 A TW 104117611A TW 104117611 A TW104117611 A TW 104117611A TW I538962 B TWI538962 B TW I538962B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
zirconium
range
particles
aluminosilicate
alkali metal
Prior art date
Application number
TW104117611A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201544556A (zh
Inventor
華敦武
Original Assignee
邱博集團
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 邱博集團 filed Critical 邱博集團
Publication of TW201544556A publication Critical patent/TW201544556A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI538962B publication Critical patent/TWI538962B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C09D1/02—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C09D125/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C09D125/08—Copolymers of styrene
    • C09D125/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C09D5/028—Pigments; Filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/69—Particle size larger than 1000 nm

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

經鋯處理之鋁矽酸鈉及其製造方法
本發明係關於經鋯處理之鋁矽酸鈉及其製造方法。
合成的無定形的矽鋁酸鈉已通常作為填充劑顏料用於油漆(paint)、塗料(coating)和其他應用。這些顏料通常用來在降低的TiO2載量下改進主體和乾遮蓋力。相比於礦物填充劑諸如煆燒黏土，這些合成的鋁矽酸鹽顏料具有較少的雜質。這些鋁矽酸鹽顏料常常依賴於它們的高結構(high structure)來提供較好的光學性能，且通常，結構越高，性能越好。然而，高結構顏料還可以具有較高的吸收容量，這由於高的黏合劑需求量和耐洗刷性的損失而可以是不利的。
生產解決這些和其他需求的基於鋁矽酸鹽的顏料，例如生產改進的油漆和塗料，將是有利的。因此，本發明涉及的就是這些目標。
提供本概述來以簡化的形式介紹概念的選擇，概念在下文在詳述中進一步描述。本概述不意圖確定要求保護的主題的需要的或必要的特徵。本概述也不意圖用於限制要求保護的主題的範圍。
本文公開和描述包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒。根據本發明的 多個方面，這樣的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包括在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層(coating)。通常，鋯的重量百分比可以在基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量的從約0.05至約4wt.%的範圍內。在本發明的特定的方面，這些包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵可以是：(i)在從約3至約7μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量；和(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。
本文還公開和描述用於生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法。一種這樣的用於生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法可以包括使鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種在對於鋯化合物來說足以至少部分地塗覆鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的條件下接觸。通常，鋯的重量百分比可以落在基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量的從約0.05至約4wt.%的範圍內(以乾基計)。在另外的方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵可以是：(i)在從約3至約7μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量；和(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。
本文還涵蓋含有包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的各種組成物，諸如油漆或塗料製劑。出乎意料地，所得到的油漆或塗料可以具有改進的不透明度/對比率、及/或改進的著色力、及/或改進的亮度指數、及/或改進的耐洗刷性。
前述概述和以下詳述兩者都提供實例且僅是解釋性的。因此，前述概述和以下詳述不應被認為是限制性的。此外，可以提供除了本文陳述的那些特徵或變化形式之外的特徵或變化形式。例如，某些方面可以涉及詳述中描述的各種特徵組合和子組合。
定義
為了更清楚地定義本文使用的術語，提供以下定義。除非另外指示，否則以下定義適用於本公開內容。如果術語在本公開內容中被使用但沒有在本文特定地定義，那麼來自IUPAC Compendium of Chemical Terminology第2版(1997)的定義可以被應用，只要該定義不與本文應用的任何其他公開內容或定義衝突，或致使該定義被應用於的任何申請專利範圍不確定或無效。在由通過引用併入本文的任何檔提供的任何定義或用法與本文提供的定義或用法衝突的方面來說，本文提供的定義或用法為准。
儘管本文按照“包含”各種組分或步驟來描述組成物和方法，但除非另外表明，否則組成物和方法還可以“基本上由各種組分或步驟組成”或“由各種組分或步驟組成”。例如，與本發明的各方面一致的組成物可以包括以下；可選擇地，可以基本上由以下組成；或可選擇地，可以由以下組成：(1)包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒、(2)黏合劑、和(3)液體。
除非另外指定，否則術語“一(a)”、“一(an)”和“該(the)”意圖包括複數替代物，例如，至少一個。
通常，使用Chemical and Engineering News，63(5)，27，1985中公佈的元素週期表版本中指示的編號方案來指示元素族。在一些情況下，可以使用指派給該族的常用名來指示元素族；例如，用於第1族元素 的鹼金屬，用於第2族元素的鹼土金屬等等。
術語“接觸”在本文用來指可以被共混、混合、漿化、溶解、反應、處理、或否則以一些其他方式或通過任何其他合適的方法接觸或組合的材料或組分。除非另外指定，否則材料或組分可以以任何順序、以任何方式接觸在一起且持續任何時間長度。
雖然在本發明的實踐或測試中可以使用與本文描述的那些相似的或等效的任何方法、裝置和材料，但本文描述典型的方法、裝置和材料。
本文提到的所有的出版物和專利為了描述和公開例如出版物中描述的構造和方法學的目的通過引用併入本文，它們可以與目前描述的發明結合使用。貫穿文本討論的出版物被提供僅僅是因為它們的公開內容在本申請的申請日之前。本文決不應被解釋為承認本發明人由於在先發明而沒有資格先於這樣的公開內容。
申請人在本發明中公開若干類型的範圍。當申請人公開或要求保護任何類型的範圍時，申請人的意圖是單獨地公開或要求保護這樣的範圍可以合理地包括的每一個可能的數，包括範圍的端點以及其中涵蓋的任何子範圍和子範圍組合。作為一個代表性的實例，在本發明的多個方面中，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的BET表面積可以在某些範圍。對於BET表面積可以在從約70至約200m2/g的範圍內的公開內容，申請人意圖陳述表面積可以是該範圍內的任何表面積，且例如可以等於約70、約80、約90、約100、約110、約120、約130、約140、約150、約160、約170、約180、約190、或約200m2/g。另外，表面積可以在從約70至約200m2/g的任何範 圍內(例如從約80至約190m2/g)，且這還包括在約70和約200m2/g之間的範圍的任何組合(例如，表面積可以在從75至約100m2/g或從約110至約200m2/g的範圍內)。同樣地，本文公開的所有的其他範圍應與該實例相似的方式被解釋。
本文公開了包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒、用於生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法、和使用包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的油漆和塗料以及其他製造的物品。
出乎意料地，申請人已經發現如本文公開的和描述的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒，可以導致具有改進的不透明度/對比率、及/或改進的著色力、及/或改進的亮度指數、及/或改進的耐洗刷性以及其他有益的屬性的油漆或塗料或其他製造的物品。還出乎意料地，申請人已經發現這些有益的性質可以通過使用以小平均粒度、高表面積、低吸油量和中性pH為特徵的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒來實現。
包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒
與本發明的各方面一致，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包含在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層。通常，鋯的重量百分比可以在基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量的從約0.05wt.%至約4wt.%的範圍內。此外，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以具有以下特徵：(i)在從約3至約7μm的範 圍內的平均粒度，(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積，(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量，和(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。在另外的方面，與本發明一致的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒還可以具有下文提供和以任何組合的特徵或性質中的任一種。
在一個方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以具有相對小的平均粒度。通常，平均粒度(d50)可以落在從約3至約7μm的範圍內，諸如諸如從約3至約6.5、從約3至約6、從約3至約5.5、從約3.2至約7、從約3.2至約6.5、從約3.2至約5.8、從約3.5至約7、從約3.5至約6.5、從約3.5至約6、或從約3.5至約5.5μm、以及類似的範圍。根據本公開內容，平均粒度的其他適當的範圍是容易明白的。
在一方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以具有相對高的表面積。通常，BET表面積可以落在從約70至約200、從約100至約200、或從約125至約200m2/g的範圍內。在另外的方面，BET表面積可以在從約70至約190、從約100至約190、從約110至約190、從約125至約200、或從約125至約175m2/g以及類似的範圍內。根據本公開內容，BET表面積的其他適當的範圍是容易明白的。
在一方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以具有相對低的吸油量。例如，吸油量可以在從約70至約120cc/100g的範圍內。可選擇地，吸油量可以在從約70至約115cc/100g；可選擇地從約70至約110cc/100g；可選擇地從約80至約120cc/100g；可選擇地從約80至約115cc/100g；可選擇地從約80至約110cc/100g；或可選擇地從約80至約105cc/100g的範圍內。根據本公開內容，吸油量的其他適當的範圍是容易明白的。
此外，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以具有大體上中性的pH，例如，通常在從約6至約8的範圍內的pH。在一個方面，pH可以在從約6至約7.8、或從約6至約7.6的範圍內。在另一個方面，pH可以在從約6.1至約7.8、或從約6.1至約7.7的範圍內。在又一個方面，pH可以在從約6.2至約7.8、或從約6.2至約7.6的範圍內。在還另一個方面，pH可以在約6.4至約7.8、或從約6.5至約7.5的範圍內。根據本公開內容，pH的其他適當的範圍是容易明白的。
如本文所描述，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包含在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層。因此，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面的所有的或任何部分可以塗覆有鋯化合物。雖然不希望受理論束縛，但申請人認為在一些方面，鋯化合物可以是ZrO2。因此，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包含在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的ZrO2的至少部分塗層。除了或可選擇地除了ZrO2之外，可以存在包含氧的鋯化合物或絡合物的其他形式，諸如ZrO及/或可以包含氧和氫原子的鋯化合物或絡合物。
根據本發明，鋯化合物(例如，ZrO2或其他)可以以在從約0.05wt.%至約4wt.%鋯的範圍內的量存在於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒內。例如，鋯的重量百分比可以在從約0.1wt.%至約3wt.%鋯、從約0.1wt.%至約2wt.%鋯、或從約0.2wt.%至約3wt.%鋯的範圍內。然而，在特定的方面，鋯的重量百分比可以在從約0.2wt.%至約1wt.%鋯、從約0.2wt.%至約0.8wt.%鋯、從約0.3wt.%至約1wt.%鋯、或從約0.3wt.%至約0.8wt.%鋯、以及 類似的範圍內。這些重量百分比是基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量。根據本公開內容，鋯的重量百分比的其他適當的範圍是容易明白的。
在一個方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包含在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層。在另一個方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包含在鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層。在又一個方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包含在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒和鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層。因此，本文公開的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包含至少部分地塗覆有鋯化合物的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒和鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的混合物或組合。
在一個方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包括包含鋯的鋁矽酸鈉顏料顆粒，且鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒可以包括鋁矽酸鈉顆粒。在另一個方面，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒可以包括包含鋯的鋁矽酸鈉鎂顏料顆粒，且鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒可以包括鋁矽酸鈉鎂顆粒。在這些和其他方面，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒可以是無定形的，可以是合成的，或可以既是無定形的又是合成的。
此外，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒(及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒)可以具有相對小的平均粒度。通常，平均粒度(d50)可以落在從約3至約7μm的範圍內，諸如例如從約3至約6.5、從約3至約6、從約3至約5.5、從約3.2至約7、從約3.2至約6.5、從約3.2至約5.8、從約3.5至約7、從約3.5至約6.5、從約3.5至約6、或從約3.5至約5.5μm、以及類 似的範圍。根據本公開內容，這些鋁矽酸鹽顆粒的平均粒度的其他適當的範圍是容易明白的。
此外，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒(及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒)可以具有相對高的表面積。通常，BET表面積可以落在從約70至約200、從約100至約200、或從約125至約200m2/g的範圍內。在另外的方面，BET表面積可以在從約75至約200、從約80至約190、從約80至約175、從約80至約200、或從約125至約175m2/g，以及類似的範圍內。根據本公開內容，這些鋁矽酸鹽顆粒的BET表面積的其他適當的範圍是容易明白的。
此外，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒(及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒)可以具有相對低的吸油量。例如，吸油量可以在從約60至約120cc/100g的範圍內。可選擇地，吸油量可以在從約70至約120cc/100g；可選擇地從約70至約115cc/100g；可選擇地從約80至約120cc/100g；可選擇地從約80至約115cc/100g；可選擇地從約80至約110cc/100g；或可選擇地從約80至約105cc/100g的範圍內。根據本公開內容，這些鋁矽酸鹽顆粒的吸油量的其他適當的範圍是容易明白的。
此外，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒(及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒)可以具有大體上中性的pH，例如，通常在從約6至約8的範圍內的pH。在一個方面，pH可以在從約6至約7.8、或從約6至約7.6的範圍內。在另一個方面，pH可以在從約6.1至約7.8、或從約6.1至約7.7的範圍內。在又一個方面，pH可以在從約6.2至約7.8、或從約6.2至約7.6的範圍內。在還另一個方面，pH可以在約6.4至約7.8、或從約6.5至約7.5的範圍 內。根據本公開內容，這些鋁矽酸鹽顆粒的pH的其他適當的範圍是容易明白的。
用於製備包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法
本文中公開並描述用於生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法。生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的此類方法可以包括：使鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種在對於鋯化合物來說足以至少部分地塗覆鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的條件下接觸。
一般而言，本文中獨立地描述方法的特徵(例如，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特性、鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒和鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的特性、硫酸鋯及/或硫酸氧鋯的用途、含水漿料的特徵、使材料接觸並且形成包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的條件、以及其他)，並且這些特徵可以按任何組合來組合以另外描述公開的方法。例如，鋯的重量百分比可以在本文公開的以乾基計的基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量的任何範圍內(例如，從約0.05wt.%至約4wt.%、從約0.3wt.%至約1wt.%等等)。此外，包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵可以為：本文公開的任何平均粒度(例如，從約3μm至約7μm、從約3μm至約6μm等等)、本文公開的任何BET表面積(例如，從約70m2/g至約200m2/g、從約100m2/g至約200m2/g等等)、本文公開的任何吸油量(例如，從約70cc/100g至約120cc/100g、從約80cc/100g至約110cc/100g等等)、以及本文公開的任何pH(例如，從約6至約7.8、從約6.2至約7.6等等)。
此外，除非另有聲明，否則其他方法步驟可以在公開的方法 中列出的步驟中的任何一個之前、期間及/或之後進行。此外，根據公開的方法中的任何一個生產的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒在本公開內容的範圍內並且被包括在本文中。
根據本發明的一個方面，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒(及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒)的含水漿料可以與硫酸鋯(ZrSO4)接觸。根據本發明的另一個方面，含水漿料可以與硫酸氧鋯(ZrOSO4)接觸。根據本發明的又一個方面，含水漿料可以與硫酸鋯(ZrSO4)和硫酸氧鋯(ZrOSO4)的混合物或組合接觸。
在另外的方面，含水漿料可以與液體硫酸鋯及/或液體硫酸氧鋯接觸，即，硫酸鋯及/或硫酸氧鋯存在於液相中，諸如作為溶液。可選擇地，含水漿料可以與乾燥的硫酸鋯(以固體形式，諸如自由流動的粉末)接觸。可選擇地，含水漿料可以與乾燥的硫酸氧鋯(以固體形式，諸如自由流動的粉末)接觸。可選擇地，含水漿料可以與乾燥的硫酸鋯和乾燥的硫酸氧鋯的混合物或組合接觸。根據本公開內容，用於使含水漿料與硫酸鋯及/或硫酸氧鋯接觸的其他合適程式是容易明白的。
鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料不限於任何特定的pH範圍。然而，與本文公開的特定方面一致，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料的pH可以為大體上中性的pH，例如，通常在從約6至約8的範圍內的pH。在一方面，pH可以在從約6至約7.8或從約6至約7.6的範圍內。在另一個方面，pH可以在從約6.1至約7.8或從約6.1至約7.7的範圍內。在又一個方面，pH可以在從約6.2至約7.8或從約6.2至約7.6的範圍內。 在還另一個方面，pH可以在約6.4至約7.8或從約6.5至約7.5的範圍內。根據本公開內容，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料的pH的其他合適範圍是容易明白的。
一般而言，在使(鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料的)含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後，pH減小。通常，在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後的pH可以落在從約5.7至約7.7、從約5.7至約7.6、從約5.7至約7.5、從約5.7至約7.4的範圍內。在另外的方面，pH可以在從約5.8至約7.7、從約5.8至約7.5、從約6至約7.7、從約6至約7.6或從約6至約7.4的範圍內、以及類似範圍內。根據本公開內容，在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後的pH的其他合適範圍是容易明白的。
含水漿料的固體百分比不限於任何特定範圍。然而，在含水漿料中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的量總計通常落在從約1wt.%至約50wt.%的範圍內。在某些方面，固體重量百分比可以在從約10wt.%至約40wt.%或從約15wt.%至約40wt.%的範圍內。在其他方面，在含水漿料中，具有鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的總計較高的固體含量可以是有益的，並且在這些方面，固體百分比通常落在從約20wt.%至約45wt.%、從約25wt.%至約40wt.%或從約30wt.%至約40wt.%的範圍內、以及類似範圍內。根據本公開內容，在含水漿料中的顆粒的重量百分比的其他合適範圍是容易明白的。
本文公開的方法可以包括：使鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至 少一種在對於鋯化合物來說足以至少部分地塗覆鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的條件下接觸。此方法可以在任何合適的設備中進行，諸如具有混合裝置或攪拌罐的容器或器皿。含水漿料可以在多種溫度和時間段下與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸。例如，溫度可以在從約10℃至約80℃的範圍內；可選擇地，從約10℃至約70℃的範圍內；可選擇地，從約10℃至約60℃的範圍內；可選擇地，從約20℃至約80℃的範圍內；可選擇地，從約20℃至約60℃的範圍內；可選擇地，從約20℃至約50℃的範圍內；或可選擇地，從約25℃至約75℃的範圍內。在這些和其他方面，這些溫度範圍還意指包括其中方法在落在相應範圍內的一組不同溫度(例如，初始溫度、最終溫度)下而不是在單個固定溫度下進行的情況。例如，含水漿料最初可以在較低溫度下與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸，並且隨後，溫度可以被增加至較高的最終溫度。使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸的步驟的持續時間不限於任何特定的時間段。因此，此步驟可以例如在範圍從少至15-30秒至長達24-48小時、或更長的時間段內進行。適當的接觸時間可以取決於例如初始溫度/最終溫度、確保塗層均一性和均勻性所需要的時間、期望的粒度以及含水漿料中的固體百分比、以及其他變數。然而，通常，接觸步驟可以在可以在從約15秒至約48小時，諸如例如從約1分鐘至約24小時、從約30秒至約8小時、從約15分鐘至約6小時、從約1分鐘至約2小時或從約30分鐘至約2小時的範圍內的時間段內進行。根據本公開內容，足以進行本文描述的方法的其他條件是容易明白的。
在本發明的各方面，鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒(及/或鹼土金屬改 質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒)至少部分地塗覆(例如，表面的全部或任何部分)有鋯化合物，並且通常，產生的鋯的重量百分比可以落在以乾基計的基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的最終重量的從約0.05wt.%至約4wt.%或從約0.3wt.%至約1wt.%的範圍內。因此，顆粒中的某些可以具有少量的被塗覆的表面(例如，小於25%)，然而其他顆粒可以被完全地塗覆(100%的表面被塗覆)有鋯化合物。如本領域技術人員將容易地認識到，具有均一的顆粒塗層且因此均勻的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒是合意的。然而，考慮到大量的預塗覆的鋁矽酸鹽顆粒以及其相應的粒度分佈和表面積(以及其他屬性)以及接觸/混合變化，將不可避免地存在相應顆粒上的塗層的量的變化，即，某些顆粒將具有比其他顆粒更大的量的塗層。
在本發明的某些方面，生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法還可以包括在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後濕磨顆粒的步驟。可以利用珠磨方法，然而濕磨步驟不限於此。有益地，此濕磨步驟可以改進顏料顆粒均勻性並且可以被用於控制或減小粒度(例如，至小於約7μm或小於約6μm的平均粒度)。
此外或可選擇地，生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法還可以包括在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後乾燥顆粒的步驟。可以利用噴霧乾燥方法，然而乾燥步驟不限於此。
此外或可選擇地，生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法還可以包括在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後乾磨顆粒的步驟。可以利用錘磨方法，然而乾磨步驟不限於此。
因此，申請人預期，生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法 還可以包括在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後濕磨顆粒的步驟及/或乾燥顆粒的步驟及/或乾磨顆粒的步驟。可以利用並且以任何合適的次序利用這些另外的步驟中的任何一個或更多個。例如，生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法還可以包括乾燥步驟、隨後的乾磨步驟。作為另一個實例，生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法還可以包括濕磨步驟、隨後的乾燥步驟。
使用包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的組成物和物品
本發明還涉及並且包括含有本文公開的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒(以及其相應的特性或特徵，諸如平均粒度、表面積、吸油量和pH)中的任何一種或由本文公開的方法中的任何一種生產的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒(以及其相應的特性或特徵)中的任何一種的任何組成物、製劑和製造的物品。
因此，本發明的一個方面中的組成物可以包含液體和本文公開的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒。此“液體”可以是作為純化合物在標準溫度(25℃)和壓力(1atm)下為液體(非固體或氣體)的任何化合物。液體在本文中還可以被稱作稀釋劑。如本領域技術人員將認識到，水是本文中預期的例證性液體或稀釋劑，多種有機溶劑(例如，脂肪族烴、芳香族烴等等)也是這樣。
在另一個方面，提供油漆組成物或塗料組成物(常常可以被稱作油漆製劑或塗料製劑)，並且在這一方面，組成物可以包含黏合劑(常常可以被稱作媒介物；實例包括聚合物諸如丙烯酸樹脂、乙烯基丙烯酸樹脂、苯乙烯丙烯酸樹脂等等)、液體(例如，水或有機溶劑)和本文公開的包含鋯 的鋁矽酸鹽顏料顆粒。任選地，多種添加劑可以存在於油漆或塗料製劑或組成物中，這取決於期望的性質。這些添加劑可以包括但不限於催化劑、增稠劑、塑化劑、填料、纖維、著色劑、分散劑、流動改質劑、表面改質劑、抗氧化劑或穩定劑、以及類似物、以及其組合。因此，本發明的又一個方面中的油漆或塗料組成物可以包含黏合劑、液體、著色劑和本文公開的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒。
本文中還包括由含有本文公開的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的組成物(例如，濕組成物)生產的油漆或塗料(例如，在乾燥或固化之後形成固體膜或層)。根據本發明的油漆或塗料通常可以具有約1μm和約500μm之間的厚度，這取決於最終用途的應用、目標基材、期望的環境條件等等。例如，油漆或塗料可以具有在從約5μm至約300μm、從約25μm至約250μm或從約35μm至約200μm的範圍內的厚度。
本文中還包括製造的物品，該製造的物品可以包含至少部分地覆蓋有例如由包含本文公開的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒中的任何一種的組成物中的任何一種生產的油漆或塗料的基材。因此，包括至少部分地覆蓋有本文描述的油漆或塗料的基材的塗覆的基材也在本發明的範圍內。一般而言，本發明中可以利用的基材可以包括金屬、混凝土、木材、紙、或塑膠、以及其組合。
本發明還公開塗刷或塗覆基材或生產塗刷或塗覆的基材的方法。一種此類的方法可以包括：(a)提供包含黏合劑、液體(例如，水)和本文公開的的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的油漆組成物或塗料組成物；(b)將油漆組成物或塗料組成物應用至基材的表面；和(c)使油漆組成物或塗料組 成物乾燥或固化到基材的表面上，從而生產塗刷或塗覆的基材。油漆或塗料組成物或製劑可以通過包括例如浸塗、滾塗、刷塗、噴塗、擠壓(squeeging)、後滾塗、傾倒、抹光、以及類似技術的多種技術被應用至基材。還可以使用這些技術的組合。若需要，可以在基材的內表面和外表面兩者上都使用油漆組成物或塗料組成物。
在一個方面，且出乎意料地，產生的油漆或塗料-從乾燥或固化含有本文公開的包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的油漆或塗料製劑產生-可以具有改進的不透明度/對比率、及/或改進的著色力、及/或改進的亮度指數、及/或改進的耐洗刷性。此類改進在下文跟隨的實施例中被例證。在某些方面，油漆或塗料可以具有大於或等於約96的對比率。此外或可選擇地，油漆或塗料可以具有大於或等於約99、或大於或等於約99.5、或大於或等於約100的著色力。此外或可選擇地，油漆或塗料可以具有大於或等於約89、或大於或等於約91的亮度指數。此外或可選擇地，油漆或塗料可以具有大於或等於約800次迴圈、或大於或等於約850次迴圈、或大於或等於約900次迴圈的耐洗刷性。根據本公開內容，對比率、著色力、亮度指數和耐洗刷性的其他合適範圍是容易明白的。
本發明通過以下的實施例另外例證，該以下的實施例不以任何方式被解釋為對本發明的範圍強加限制。在閱讀本文的描述之後，各種其他的方面、實施方案、修改和其等效物可以使本領域普通技術人員想到它們而不脫離本發明的精神或所附申請專利範圍的範圍。
平均粒度或d50或中值粒度指的是50%的樣品具有較小粒度 且50%的樣品具有較大粒度的粒度。平均粒度使用Horiba LA 300儀器經由鐳射衍射法來確定。
本文公開的BET表面積根據本領域技術人員熟知的Brunaur等人，J.Am.Chem.Soc.,60,309(1938)的BET氮吸附法來確定。
吸油量值根據ASTM D281中描述的擦去法(rub-out method)使用亞麻籽油來確定(每100g顆粒吸收的cc油)。通常，較高的吸油量水準指示較高的結構顆粒，然而較低的值通常指示較低的結構顆粒。
本文公開的pH值(20% pH)在含水體系中使用pH計來測定，該含水體系含有在去離子水中的20wt.%固體。
耐洗刷性(失效迴圈數(cycles to failure))根據ASTM D2486確定。對比率在面板上在無塵環境中乾燥過夜的油漆製劑的150μm(濕)縮小版(drawdown)上測定。使用分光光度計(型號SS 5100R，Premier Colorscan Instrument Pvt Ltd)，測量油漆塗覆的黑暗側的Y反射率和油漆塗覆的明亮側的Y反射率，並且黑暗與明亮的比率為對比率。著色力在面板上在無塵環境中乾燥過夜的油漆製劑的150μm(濕)縮小版上測定。測試實驗樣品和對照油漆二者。實驗樣品相對於對照油漆的著色力通過使用分光光度計測量相應的縮小版樣品的相對反射率來測定。亮度指數根據ISO 2470測定。
實施例1-24
如下製備實施例1的鋁矽酸鈉。將大約300L的熱方法用水和12.4kg的無水硫酸鈉添加至1200L反應器。在混合的同時將反應器內容物加熱至55℃，並且將5.9L的矽酸鈉添加至反應器並且混合。隨後是使用19.9L/min的矽酸鈉添加速率和7.26L/min的明礬添加速率的用明礬和矽酸 鹽溶液的25min同時添加步驟。在同時添加步驟之後，減小的明礬流速(1-2L/min)被用於使該批次的pH達到約5.3。在蒸煮該批次持續10min之後，洗滌產物漿料，並且使用壓濾機過濾。收集濾餅。使濾餅的一部分噴霧乾燥並且錘磨至平均5-6微米的粒度。
對於實施例2-3，將濾餅的第二部分在小罐中再漿化，並且添加鹼式硫酸鋯粉末(Star Earth Minerals,Zr5O8(SO4)2.xH2O)以產生基於Zr處理的鋁矽酸鈉重量的0.3wt.%的Zr(實施例2)和0.6wt.%的Zr(實施例3)的最終量。然後，使處理的餅漿料噴霧乾燥並且錘磨至平均5-6微米的粒度。
對於實施例4-5，將濾餅的第三部分在小罐中再漿化，並且添加硫酸氧鋯粉末(Star Earth Minerals,ZrOSO4)以產生基於Zr處理的鋁矽酸鈉重量的0.3wt.%的Zr(實施例4)和0.6wt.%的Zr(實施例5)的最終量。使處理的餅漿料噴霧乾燥並且錘磨至平均5-6微米的粒度。
表I概括實施例1-5的Zr處理的鋁矽酸鹽的某些性質和特性。實施例4-5的Zr處理的鋁矽酸鹽顆粒具有5-6μm範圍內的平均粒度、130-140m2/g範圍內的BET表面積、90-110cc/100g範圍內的吸油量和6.4-7.0範圍內的pH。
將實施例1-5與通常在油漆應用中使用且可商購自J.M.Huber Corporation或Evonik Industries的若干合成的無定形鋁矽酸鈉進行比較：C1具有108cc/100g的吸油量，C2具有133cc/100g的吸油量，C3具有90cc/100g的吸油量，且C4具有118cc/100g的吸油量。表Ⅱ列出被用於通過替換10%或15%的TiO2顏料來評估各種鋁矽酸鹽和Zr處理的鋁矽酸鹽的標準60 PVC(顏料體積濃度)型號(對照)油漆製劑，且表Ⅲ概括實施例6-24 的以150μm濕膜厚度的某些油漆性質。出乎意料地，表III證實，實施例13-16(利用實施例4-5的用硫酸氧鋯處理的鋁矽酸鹽顏料)在光學性能上勝過其他實施例，如由在對比率、亮度和著色力上的改進所反映。
實施例25-43
如下製備鋁矽酸鈉。將大約5990L的硫酸鹽水(4%濃度)添加至36,000L反應器。在混合的同時，將反應器內容物加熱至55℃，並且將119.8L的矽酸鈉添加至反應器並且混合。隨後是使用398.8L/min的矽酸鈉添加速率和145.1L/min的明礬添加速率的用明礬和矽酸鹽溶液的25min同時添加步驟。在同時添加步驟之後，減小的明礬流速被用於使該批次的pH達到約5.3。在蒸煮該批次持續10min之後，洗滌產物漿料，並且使用壓濾機過濾。將收集的濾餅再漿化，並且手動添加硫酸氧鋯粉末。然後，將鋯處理的餅漿料進料至豎式珠磨機(vertical bead mill)。然後，使珠磨的Zr處理 的餅漿料噴霧乾燥並且錘磨至平均3-5微米的粒度。進行兩個批次，基於Zr處理的鋁矽酸鈉重量，一個產生0.3wt.%的Zr(實施例25)的最終量，且另一個產生0.45wt.%的Zr(實施例26)的最終量。
表Ⅳ概括實施例25-26的Zr處理的鋁矽酸鹽和實施例27-30的可商購自J.M.Huber Corporation、Evonik Industries或IQE Group的鋁矽酸鹽的某些性質和特性(實施例27是鋁矽酸鹽C1，實施例28是鋁矽酸鹽C2，實施例29是鋁矽酸鹽C4，且實施例30是具有124cc/100g的吸油量的鋁矽酸鹽C5)。實施例25-26的Zr處理的鋁矽酸鹽顆粒具有3.5-4μm範圍內的平均粒度、180-190m2/g範圍內的BET表面積、90-100cc/100g範圍內的吸油量和6.5-7.0範圍內的pH。
實施例25-30的顏料在上文的表Ⅱ中示出的標準60 PVC型號(對照)油漆製劑中通過替換10%或15%的TiO2顏料來評估，且表V概括實施例31-43的以150μm濕膜厚度的某些油漆性質。出乎意料地，表Ⅳ和表V證實，實施例32-35(利用實施例25-26的用硫酸氧鋯處理的鋁矽酸鹽顏料)提供最高的表面積、最低的吸油量、中性pH以及對比率、亮度、著色力和耐洗刷性的最好的總體組合。
實施例44-46
如下製備實施例44的鋁矽酸鈉。將大約300L的熱方法用水和12.4kg的無水硫酸鈉添加至1200L反應器。在混合的同時，將反應器內容物加熱至55℃，並且將5.9L的矽酸鈉添加至反應器並且混合。隨後是使用19.9L/min的矽酸鈉添加速率和7.26L/min的明礬添加速率的用明礬和矽酸鹽溶液的25min同時添加步驟。在同時添加步驟之後，減小的明礬流速(1-2L/min)被用於使該批次的pH達到約5.3。在蒸煮該批次持續10min之後，洗滌產物漿料並且使用壓濾機過濾。收集濾餅。使濾餅的一部分噴霧乾燥並且錘磨至平均5-6微米的粒度。
對於實施例45-46，將濾餅的第二部分在小罐中再漿化，並 且添加氯氧化鋯溶液(Sigma-Aldrich,ZrOCl2，在濃HCl中20%活性物)以產生基於Zr處理的鋁矽酸鈉重量的0.037wt.%的Zr(實施例45)和0.15wt.%的Zr(實施例46)的最終量。然後，使處理的餅漿料噴霧乾燥並且錘磨至平均5-6.5微米的粒度。
實施例44-46的顏料在以56 PVC(顏料體積濃度)的標準丙烯酸樹脂平坦測試製劑(standard acrylic flat test formulation)中通過替換10%的TiO2顏料來評估。表VI概括實施例44-46的某些性質和著色力(在5密耳的濕膜厚度下)和對比率(在2密耳厚度下計算)。如表VI所示，顏料中增加的Zr載量僅產生著色力的輕微增加。然而，由於氯氧化鋯的添加，樣品pH隨著增加Zr含量而顯著地減小(參見實施例45和46)。在無較高的Zr載量的情況下，可能達不到100或更大的著色力，這導致小於6的不合適的pH，這對於多種油漆應用和塗料應用是太酸性的。此外，實施例46的較高的Zr載量導致超過5%的鹽含量。
上文參考許多方面和實施方案以及具體的實例描述本發明。許多變化形式使本領域技術人員根據上述詳述想到它們。所有這些明顯的變化形式在所附的申請專利範圍的全部期望範圍內。本發明的其他實施方案可以包括但不限於以下(實施方案被描述為“包括”但可選擇地可以“基本上由…組成”或“由…組成”)：
實施方案1. 包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒，包括：在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層，其中鋯的重量百分比是在基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量的從約0.05至約4wt.%的範圍內；且 其中包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵為：(i)在從約3至約7μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量；和(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。
實施方案2. 一種生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法，該方法包括：使鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種在對於鋯化合物來說足以至少部分地塗覆該鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的條件下接觸；其中鋯的重量百分比是在基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量的從約0.05至約4wt.%的範圍內(以乾基計)：且其中包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵為：(i)在從約3至約7μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量；和(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。
實施方案3. 如實施方案1或2所定義的方法或顏料顆粒，其中鋯的重量百分比是在本文所公開的任何重量百分比的範圍內，例如，基於包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量的從約0.1至約2wt.%鋯、從約0.2至約3wt.%鋯、從約0.2至約1wt.%鋯、從約0.3至約0.8wt.%鋯等。
實施方案4. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中平均粒度是在本文所公開的任何平均粒度的範圍內，例如從約3至約6.5、從約3至約6、從約3.2至約5.8、從約3至約5.5μm等。
實施方案5. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中BET表面積是在本文所公開的任何表面積的範圍內，例如從約100至約200、從約125至約200、從約125至約175m2/g等。
實施方案6. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中吸油量是在本文所公開的任何吸油量值的範圍內，例如從約70至約115、從約80至約110、從約80至約105cc/100g等。
實施方案7. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中pH是在本文所公開的任何pH值的範圍內，例如從約6.1至約7.7、從約6.2至約7.8、從約6.4至約7.8、從約6.5至約7.5等。
實施方案8. 如實施方案1-7中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒包括包含鋯的鋁矽酸鈉顏料顆粒，且鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒包括鋁矽酸鈉顆粒。
實施方案9. 如實施方案1-7中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒包括包含鋯的鋁矽酸鈉鎂顏料顆粒，且鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒包括鋁矽酸鈉鎂顆粒。
實施方案10. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒是無定形的。
實施方案11. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏 料顆粒，其中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒是合成的。
實施方案12. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的特徵為在本文所公開的任何範圍內的平均粒度，例如從約3至約6、從約3至約5.8、從約3.2至約5.8、從約3.5至約5.5μm等。
實施方案13. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的特徵為在本文所公開的任何範圍內的BET表面積，例如從約75至約200、從約80至約175、從約80至約150m2/g等。
實施方案14. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的特徵為在本文所公開的任何範圍內的吸油量，例如從約60至約120、從約70至約115、從約80至約105cc/100g等。
實施方案15. 如前述實施方案中任一個所定義的方法或顏料顆粒，其中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的特徵為在本文所公開的任何範圍內的pH，例如從約6至約7.8、從約6.2至約7.8、從約6.4至約7.8、從約6.5至約7.5等。
實施方案16. 如實施方案2-15中任一個所定義的方法，其中使含水漿料與硫酸鋯(ZrSO4)接觸。
實施方案17. 如實施方案16所定義的方法，其中使含水漿料與乾燥的硫酸鋯(例如，固體、粉末)接觸。
實施方案18. 如實施方案2-15中任一個所定義的方法，其中使含水漿料與硫酸氧鋯(ZrOSO4)接觸。
實施方案19. 如實施方案18所定義的方法，其中使含水漿料與乾燥的硫酸氧鋯(例如，固體、粉末)接觸。
實施方案20. 如實施方案2-19中任一個所定義的方法，其中鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料的pH是在本文所公開的任何含水漿料的pH值的範圍內，例如從約6至約7.8、從約6.2至約7.8、從約6.4至約7.8、從約6.5至約7.5等
實施方案21. 如實施方案2-20中任一個所定義的方法，其中在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後的pH是在本文所公開的任何pH值的範圍內，例如從約5.7至約7.7、從約5.7至約7.6、從約5.8至約7.5、從約6至約7.4等。
實施方案22. 如實施方案2-21中任一個所定義的方法，其中對於鋯化合物來說足以至少部分地塗覆鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的條件包括任何合適的溫度和時間段、或本文所公開的任何溫度和時間段，例如從約10℃至約80℃、從約20℃至約60℃、從約15秒至約48小時、從約30秒至約8小時、從約1分鐘至約2小時等。
實施方案23. 如實施方案2-22中任一個所定義的方法，還包括在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後，使用任何合適的技術或本文所公開的任何技術來濕磨的步驟，例如，珠磨等。
實施方案24. 如實施方案2-23中任一個所定義的方法，還 包括在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後，使用任何合適的技術或本文所公開的任何技術來乾燥的步驟，例如，噴霧乾燥等。
實施方案25. 如實施方案2-24中任一個所定義的方法，還包括在使含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後，使用任何合適的技術或本文所公開的任何技術來乾磨的步驟，例如，錘磨等。
實施方案26. 如實施方案2-25中任一個所定義的方法，其中含水漿料中的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒(總計)的量是在本文所公開的任何範圍內，例如從約1至約50wt.%、從約10至約40wt.%、從約30wt.%至約40wt.%等。
實施方案27. 包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒，通過實施方案2-26中任一個所定義的方法生產。
實施方案28. 一種組成物，包含液體(或稀釋劑)和實施方案1-15和27中任一個所定義的顏料顆粒。
實施方案29. 一種油漆組成物或塗料組成物(或製劑)，包含黏合劑、液體和實施方案1-15和27中任一個所定義的顏料顆粒。
實施方案30. 一種油漆或塗料(乾燥的或固體的)，由實施方案29所定義的組成物生產。
實施方案31. 一種製造的物品，包括至少部分地覆蓋有實施方案30所定義的油漆或塗料的基材，其中基材包括任何合適的基材或在本文所公開的任何基材，例如，金屬、混凝土、木材、紙、塑膠等、或其組合。
實施方案32. 如實施方案30或31所定義的油漆或塗料或物 品，其中油漆或塗料具有改進的不透明度/對比率、及/或改進的著色力、及/或改進的亮度指數、及/或改進的耐洗刷性。
實施方案33. 如實施方案30-32中任一個所定義的油漆或塗料或物品，其中油漆或塗料具有大於或等於約96的對比率、及/或大於或等於約99(或約99.5、或約100)的著色力、及/或大於或等於約89(或約91)的亮度指數、及/或大於或等於約800次迴圈(或約850、或約900)的耐洗刷性。

Claims (21)

  1. 一種油漆或塗料組成物，其包括：黏合劑、液體和包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒，該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒包括：在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層，其中鋯的重量百分比以該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量計是在從約0.05至約4wt.%的範圍內；且其中該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵為：(i)在從約3至約7μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量；及(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。
  2. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該鋯的重量百分比以該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量計是在從約0.25至約1wt.%的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵為：(i)在從約3至約6μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約100至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約80至約110cc/100g的範圍內的吸油量；及(iv)在從約6.2至約7.6的範圍內的pH。
  4. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒包括包含鋯的鋁矽酸鈉顏料顆粒，且該鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒包括鋁矽酸 鈉顆粒。
  5. 如申請專利範圍第4項之組成物，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒是無定形的。
  6. 如申請專利範圍第4項之組成物，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒是合成的。
  7. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒包括包含鋯的鋁矽酸鈉鎂顏料顆粒，且該鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒包括鋁矽酸鈉鎂顆粒。
  8. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該油漆或塗料組成物進一步包括選自以下的添加劑：催化劑、增稠劑、塑化劑、填料、纖維、著色劑、分散劑、流動改質劑、表面改質劑、抗氧化劑或穩定劑、或其組合。
  9. 如申請專利範圍第1項之組成物，其中該鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或該鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的特徵為：(a)在從約3至約6μm的範圍內的平均粒度；(b)在從約75至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(c)在從約60至約120cc/100g的範圍內的吸油量；和(d)在從約6.2至約7.8的範圍內的pH。
  10. 一種由申請專利範圍第1項之組成物生產的油漆。
  11. 如申請專利範圍第10項之油漆，其中該油漆具有大於或等於約96的對比率、大於或等於約99的著色力、大於或等於約89的亮度指數、及大於或等於約800次迴圈的耐洗刷性。
  12. 一種由申請專利範圍第1項之組成物生產的塗料。
  13. 如申請專利範圍第12項之塗料，其中該塗料具有大於或等於約96的對比率、大於或等於約99的著色力、大於或等於約89的亮度指數、及大於或等於約800次迴圈的耐洗刷性。
  14. 一種製造的物品，其包括至少部分地覆蓋有申請專利範圍第10項之油漆或第12項之塗料的基材，其中該基材包括金屬、混凝土、木材、紙、塑膠、或其組合。
  15. 一種生產包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的方法，該方法包括：使鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種在對於鋯化合物來說足以至少部分地塗覆該鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的條件下接觸；其中鋯的重量百分比以該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量計是在從約0.05至約4wt.%的範圍內；且其中該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵為：(i)在從約3至約7μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量；及(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中使該含水漿料與硫酸氧鋯(ZrOSO4)接觸。
  17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中使該含水漿料與乾燥的硫酸氧鋯接觸。
  18. 如申請專利範圍第15項之方法，其中：在使該含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後的pH在從約5.7至約7.7的範圍內；且該含水漿料中的該鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的總計的量在從約20至約45wt.%的範圍內。
  19. 如申請專利範圍第15項之方法，進一步包括在使該含水漿料與硫酸鋯和硫酸氧鋯中的至少一種接觸之後濕磨的步驟。
  20. 一種包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒，其包括：在鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒及/或鹼土金屬改質的鹼金屬鋁矽酸鹽顆粒的表面上的鋯化合物的至少部分塗層，其中鋯的重量百分比以該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量計是在從約0.05至約4wt.%的範圍內；且其中該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵為：(i)在從約3至約7μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約70至約200m2/g的範圍內的BET表面積；(iii)在從約70至約120cc/100g的範圍內的吸油量；及(iv)在從約6至約7.8的範圍內的pH。
  21. 如申請專利範圍第20項之顏料顆粒，其中該鋯的重量百分比以該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的重量計是在從約0.3至約0.8wt.%的範圍內；且其中該包含鋯的鋁矽酸鹽顏料顆粒的特徵為：(i)在從約3至約6μm的範圍內的平均粒度；(ii)在從約100至約200m2/g的範圍內的BET表面積； (ii)在從約80至約110cc/100g的範圍內的吸油量；及(iv)在從約6.2至約7.6的範圍內的pH。
TW104117611A 2014-10-30 2015-06-01 經鋯處理之鋁矽酸鈉及其製造方法 TWI538962B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/527,861 US9045616B1 (en) 2014-10-30 2014-10-30 Zirconium treated sodium aluminosilicates and methods of making same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201544556A TW201544556A (zh) 2015-12-01
TWI538962B true TWI538962B (zh) 2016-06-21

Family

ID=52991500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104117611A TWI538962B (zh) 2014-10-30 2015-06-01 經鋯處理之鋁矽酸鈉及其製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9045616B1 (zh)
EP (1) EP3015512A1 (zh)
KR (1) KR101613586B1 (zh)
CN (1) CN106189468A (zh)
DE (1) DE15163655T1 (zh)
ES (1) ES2574607T1 (zh)
IN (1) IN2015DE01561A (zh)
TW (1) TWI538962B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9045616B1 (en) 2014-10-30 2015-06-02 J.M. Huber Corporation Zirconium treated sodium aluminosilicates and methods of making same
EP3246172A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-22 Arctic Paper Grycksbo AB A printable article for inkjet printing
CN108219305A (zh) * 2016-12-21 2018-06-29 立彩塑胶制品（天津）有限公司 无载体色母及其生产工艺

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3963512A (en) * 1971-02-10 1976-06-15 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization Modification of mineral surfaces
US3915734A (en) 1971-11-05 1975-10-28 Huber Corp J M Modified precipitated alumino silicate pigments and method for preparing same
US4640716A (en) 1985-06-26 1987-02-03 Engelhard Corporation High bulking pigment and method of making same
US4863796A (en) 1986-06-17 1989-09-05 J. M. Huber Corporation Paper coated with synthetic alkali metal alumino-silicates
US4812299A (en) 1986-06-17 1989-03-14 J. M. Huber Corporation Synthetic alkali metal alumino-silicates, methods and uses, compositions and their methods of preparation
US5106420A (en) 1989-10-27 1992-04-21 J. M. Huber Corporation Mineral based coloring pigments
US5112402A (en) 1990-05-04 1992-05-12 J. M. Huber Corporation Pigment system for paints
US5186746A (en) 1990-08-15 1993-02-16 J. M. Huber Corporation High performance sams pigments of low oil, absorption, preparation, properties and end-use applications
US5591256A (en) 1994-08-10 1997-01-07 J. M. Huber Corporation High performance synthetic alkali metal alumino-silicate, methods and uses, compositions and high solids reaction methods of their preparation
US5814143A (en) 1997-11-21 1998-09-29 J.M. Huber Corporation Zirconium modified synthetic alkali metal silicate pigment and method of making
US9045616B1 (en) 2014-10-30 2015-06-02 J.M. Huber Corporation Zirconium treated sodium aluminosilicates and methods of making same

Also Published As

Publication number Publication date
IN2015DE01561A (zh) 2015-07-31
TW201544556A (zh) 2015-12-01
KR101613586B1 (ko) 2016-04-20
EP3015512A1 (en) 2016-05-04
US20160122512A1 (en) 2016-05-05
CN106189468A (zh) 2016-12-07
ES2574607T1 (es) 2016-06-21
US9045616B1 (en) 2015-06-02
US9388299B2 (en) 2016-07-12
DE15163655T1 (de) 2016-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5199894B2 (ja) 中空体で被覆された二酸化チタンの顔料、およびその製造方法
KR102431889B1 (ko) 복합 안료 및 이의 제조 방법, 복합 안료를 함유하는 페인트 조성물, 및 코팅 필름
US8518369B2 (en) Zeolite impregnated with titanium dioxide
EP2547734A1 (en) Paint comprising hydrophobized minerals and related methods
TWI538962B (zh) 經鋯處理之鋁矽酸鈉及其製造方法
CA2849758C (en) Treated inorganic pigments having improved dispersability and use thereof in coating compositions
EP4077545A1 (en) Printing ink containing undried, coated titanium dioxide
JP2010030829A (ja) 赤外線反射性黒色系顔料、該赤外線反射性黒色系顔料を用いた塗料及び樹脂組成物
JP6732781B2 (ja) 水酸化アルミニウム含有複合顔料およびその製造方法
AU2007295039B2 (en) Fluorospar-based filler and method for making the same
US20210189161A1 (en) Printing ink containing undried, coated titanium dioxide
AU2012275785B2 (en) Treated inorganic pigments having reduced photoactivity and improved anti-microbial properties and their use in coating compositions
US20130118378A1 (en) SILICA HYDROGEL IMPREGNATED WITH TiO2 AND METHOD OF MAKING SAME
CN103819974A (zh) 一种复合苯丙乳液及包含该复合苯丙乳液的复合外墙涂料
US3450550A (en) Inorganic blue to green pigments
JP6303624B2 (ja) 二酸化チタン粒子の製造方法
AU2011253911B2 (en) Fluorospar-based filler and method for making the same
RU2613052C1 (ru) Пигмент белого цвета
RU2613055C2 (ru) Пигмент белого цвета
JP2005042126A (ja) 複合酸化物顔料組成物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees