TWI585116B - 二氧化鈦顏料及製造方法 - Google Patents

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Description

二氧化鈦顏料及製造方法
二氧化鈦因用作顏料及白色乳濁劑而熟知。舉例而言，二氧化鈦顏料與塗層調配物(包括油漆及油墨調配物)、紙組合物、聚合物組合物及其他產品結合使用。二氧化鈦顏料典型地藉由硫酸鹽法或氯化物法以粉末形式製備。
在製備二氧化鈦之硫酸鹽法中，將鈦渣礦溶解於硫酸中以形成硫酸氧鈦。隨後使硫酸氧鈦水解以形成水合二氧化鈦。將水合二氧化鈦在煅燒爐中加熱以使二氧化鈦晶體生長至顏料尺寸。
在製備二氧化鈦之氯化物法中，將乾燥二氧化鈦礦連同焦炭及氯一起饋入氯化器中，以產生諸如四氯化鈦之氣態鈦鹵化物。在經專門設計之反應器中在高溫下純化並氧化所產生之鈦鹵化物，以產生具有所需粒度之二氧化鈦顆粒。典型地在氧化反應器中將氯化鋁添加至鈦鹵化物中以促進金紅石形成且控制粒度。隨後冷卻二氧化鈦及氣態反應產物，且回收二氧化鈦顆粒。
無論藉由硫酸鹽法抑或氯化物法製備，所製備之二氧化鈦顆粒典型地塗佈有一或多種水合金屬氧化物無機物質，以改質用於特定應用之顏料的特性及特徵。舉例而言，顏料顆粒經常塗佈有改良顏料之不透明度、光穩定性及耐久性之化合物。用以塗佈二氧化鈦顏料之水合金屬氧化物無機物質之實例為氧化鋁及二氧化矽。
二氧化鈦顏料向油漆、紙、塑膠及其他產品貢獻之主要特性為遮蓋力。二氧化鈦顏料之遮蓋力基於顏料在添加有其之基礎產品(例如，油漆調配物)中散射光的能力。二氧化鈦顏料在添加有其之基礎產品中散射光之能力(「光散射效率」)視各種因素而定，包括顏料粒度及顏料顆粒與其環繞物之折射率差異。顏料顆粒與基礎產品之較大折射率差異導致高散射效率。顏料之光散射效率進一步視例如顏料顆粒彼此之接近性而定。此等因素已以各種方式在不同成功程度上得以解決。
在水基塗層調配物(諸如油漆及油墨調配物)中與二氧化鈦之使用相關的問題為塗層調配物中二氧化鈦顆粒凝聚之傾向。水基塗層調配物中二氧化鈦顆粒之凝聚可能會不利地影響顏料之所需特性，包括顏料之不透明度、亮度、色澤強度及其他光學特性。
舉例而言，水基塗層調配物中之難以解決的顏料凝聚經常在漆膜在將漆膜施用至基板(例如，牆壁)後乾燥時發生。有時稱作光學擁擠，此現象可能會降低顏料顆粒之光散射效率。因此，可能會減弱顏料之色澤強度。
當顏料以相對高的顏料體積濃度用於塗層調配物時，水性介質中顏料顆粒之凝聚增加。當塗層調配物中顏料之體積濃度增加至某一水準時，顏料之光散射效率可實質上降低。在高體積濃度下，顏料顆粒彼此更接近，導致顆粒之各別光散射橫截面重疊。因此，分散顏料之光散射效率降低。另外，光學擁擠作用亦可能會降低顏料之光穩定性、亮度及不透明度。
各種技術已用以減輕光學擁擠且解決上文所指出之其他問題。舉例而言，填充劑及增效劑，諸如黏土、碳酸鈣、氧化鋁及二氧化矽，已添加至水基塗層調配物中，以使鄰近顏料顆粒彼此隔開。空心球體不透明聚合物已添加至水基塗層調配物中以在調配物中形成氣 隙，其起作用以使顏料顆粒隔開。再者，顏料顆粒塗佈有改質顆粒之表面特性之某些無機化合物，以阻礙顆粒凝聚。儘管已在不同成功程度上利用該等技術，但仍具有改良空間。
在一個態樣中，提供一種新穎聚合物。新穎聚合物(「本發明聚合物」)包含水溶性聚合物主鏈，連接至聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之至少一個官能基，及連接至聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基。
在另一態樣中，提供一種二氧化鈦顏料組合物。二氧化鈦顏料組合物(「本發明之二氧化鈦顏料組合物」)包含複數個二氧化鈦顆粒及與二氧化鈦顆粒締合之聚合物。本發明之二氧化鈦顏料組合物之聚合物為本發明聚合物。
在又一態樣中，提供一種製造二氧化鈦顏料組合物之方法。製造二氧化鈦顏料組合物之方法(「本發明方法」)包含以下步驟：製造二氧化鈦顆粒，及使本發明聚合物與二氧化鈦顆粒締合以便抑制顆粒之凝聚。
10‧‧‧聚合物
12‧‧‧線性聚合物主鏈
16‧‧‧縱向軸線
18‧‧‧第一端
20‧‧‧第二端
30‧‧‧二氧化鈦官能基
32‧‧‧頭
40‧‧‧乳膠官能基
42‧‧‧尾
50‧‧‧二氧化鈦顆粒
60‧‧‧乳膠顆粒
70‧‧‧二氧化鈦顆粒
80‧‧‧乳膠顆粒
圖1示意性地說明本發明聚合物之特定實施例，其中該聚合物包括線性聚合物主鏈，其具有在一端處連接藉此形成聚合物之頭的對二氧化鈦具有親和力之官能基，及在另一端處連接藉此形成聚合物之尾的對乳膠具有親和力之官能基。
圖2示意性地說明由圖1所展示之聚合物如何與二氧化鈦顆粒及乳膠顆粒相互作用。
圖3A及3B示意性地說明本發明聚合物如何防止水性塗層調配物(例如，油漆調配物)中二氧化鈦顆粒之凝聚。
本發明之以下實施方式參照各種實施例。實施例意欲足夠詳細地描述本發明之態樣以使熟習此項技術者能夠實踐本發明。可利用其他實施例且可在不偏離本發明之範疇的情況下作出改變。因此，不應將以下實施方式視為具限制意義。本發明之範疇僅由所附申請專利範圍以及該等申請專利範圍所授權之等效物之完整範疇界定。
本發明聚合物包含水溶性聚合物主鏈，連接至聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之至少一個官能基(下文「二氧化鈦官能基」)，及連接至聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基(下文「乳膠官能基」)。如本文中及隨附申請專利範圍中所使用，二氧化鈦及二氧化鈦顏料各自意謂複數個二氧化鈦顆粒。乳膠意謂分散於水性介質(諸如水)中以形成水基乳膠塗層調配物(諸如乳膠漆調配物)之乳膠顆粒。乳膠可為合成或天然乳膠。舉例而言，乳膠可為丙烯酸、乙烯基丙烯酸或苯乙烯丙烯酸乳膠樹脂。
術語「聚合物」包括均聚物及共聚物。二氧化鈦官能基意謂對二氧化鈦具有親和力之官能基。乳膠官能基意謂對乳膠具有親和力之疏水性官能基。
再者，如本文中及所附申請專利範圍中所使用，短語「連接至聚合物主鏈」意謂直接或間接連接至聚合物主鏈。一種組分「對」第二組分「具有親和力」意謂當兩種組分共同混合時，一種組分變得與第二組分締合。一種組分「與」另一組分「締合」意謂一種組分連接至、鍵結至第二組分或以其他方式與第二組分保持接近，此歸因於凡得瓦爾力(van der Waals force)、共價鍵結、離子相互作用、酸-鹼相互作用、氫鍵結、極性-極性吸引及/或其他類似相互作用。相互作用之類型可視官能基之性質而變化。
在一個實施例中，連接至聚合物主鏈之二氧化鈦官能基為含氮官能基。舉例而言，二氧化鈦官能基可藉由使聚合物主鏈與選自由以 下組成之群之化合物反應而形成：胺、胺基酸、醯胺、脲、胺基甲酸酯、脲基、縮二脲及咪唑。進一步舉例而言，二氧化鈦官能基可藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：醯胺、脲及咪唑。適用作與本發明聚合物締合之二氧化鈦官能基之含氮官能基的實例包括2-乙基己氧基丙胺(例如，由Air Products and Chemicals,Inc.出售之Tomamine® PA-12EH)、N-(2-羥基乙基)十二醯胺(例如，由Solvay出售之MackamideTM LMA)、1-(3-胺基丙基)咪唑、N-(2-羥基乙基)乙烯脲及L-白胺酸甲酯鹽酸鹽。
在另一實施例中，二氧化鈦官能基為進一步包含羥基之含氮官能基。該等官能基之實例包括胺基醇，諸如3-胺基-1-丙醇及2-胺基-2-甲基-1-丙醇(例如，來自Angus® Chemical Company之AMPTM胺基醇)。
在另一實施例中，二氧化鈦官能基藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：多元醇、聚硫醇、磷酸、膦酸、羧酸、羥基酸及羥基酸之鹽。舉例而言，二氧化鈦官能基藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：多元醇、磷酸、膦酸、羧酸及羥基酸。實例包括三羥甲基丙烷、二(三羥甲基丙烷)、糖醇、聚磷酸、檸檬酸、順丁烯二酸及2-膦醯基丁烷-1,2,4-三甲酸。
在又一實施例中，二氧化鈦官能基藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：能夠共價鍵結至二氧化鈦之鈦酸酯、能夠共價鍵結至二氧化鈦之矽烷及能夠共價鍵結至二氧化鈦之硼酸酯。舉例而言，二氧化鈦官能基可藉由使聚合物主鏈與能夠共價鍵結至二氧化鈦之矽烷反應而形成。該等化合物之實例包括羥基矽烷及胺基矽烷(例如(3-胺基丙基)三乙氧基矽烷)。
在另一實施例中，二氧化鈦官能基藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：基於聚矽氧之化合物及基於氟之 化合物。舉例而言，二氧化鈦官能基可藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：胺官能化聚矽氧、羥基官能化聚矽氧及羧酸/酐官能化聚矽氧。適合胺官能化聚矽氧之一實例為雙(3-胺基丙基)所封端之聚(二甲基矽氧烷)。適合羥基官能化聚矽氧之一實例為羥基七甲基三矽氧烷(例如，由Siltech LLC出售之Silmer OH A0)。適合之基於氟之化合物的一實例為1H,1H,2H,2H-全氟-1-辛醇。
在一個實施例中，連接至聚合物主鏈之乳膠官能基為超疏水性官能基。如本文中及所附申請專利範圍中所使用，疏水性官能基意謂對水不具有吸引力或為水所排斥之官能基。超疏水性官能基意謂官能基上水之接觸角超過150°。
在另一實施例中，乳膠官能基藉由使聚合物主鏈與選自以下之群之化合物反應而形成：脂族化合物、芳族化合物及脂族-芳族化合物。進一步舉例而言，乳膠官能基藉由使聚合物主鏈與選自以下之群之化合物反應而形成：烷基/環烷基/芳基/烷基芳基醇、烷基/環烷基/芳基/烷基芳基酸及烷基/環烷基/芳基/烷基芳基醯胺。進一步舉例而言，乳膠官能基可藉由使聚合物主鏈與乙氧基化烷基/環烷基/芳基/烷基芳基醇反應而形成。
在另一實施例中，乳膠官能基藉由使聚合物主鏈與醇反應而形成。舉例而言，乳膠官能基可藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：脂肪醇、飽和乙氧基化醇、烷基酚、芳基酚、乙氧基化烷基酚及乙氧基化芳基酚。舉例而言，乳膠官能基可藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：脂肪醇、乙氧基化醇及酚。實例包括C6至C24飽和醇，諸如鯨蠟醇及硬脂醇；C6至C24不飽和醇，諸如芥子醇；C6至C24飽和乙氧基化醇，諸如聚氧乙烯(10)硬脂醚(例如，由Croda以BrijTM S10出售)；及C6至C24不飽和乙氧基化醇，諸如聚氧乙烯(20)油醚(例如，由Croda出售之 BrijTM O20)；壬基酚及三苯乙烯基酚。
在另一實施例中，乳膠官能基藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：酯、硫醇、酸、酐及醯基鹵化物。舉例而言，乳膠官能基可藉由使聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：脂肪酸酯、脂肪硫醇、脂肪酸及脂肪酸酐。實例包括硬脂酸甲酯、1-十二硫醇、棕櫚酸及脂肪酸氯化物。
在一個實施例中，水溶性聚合物主鏈包含氮。舉例而言，水溶性主鏈可選自由以下組成之群：聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯亞胺、聚噁唑啉及聚醯胺。
在另一實施例中，水溶性聚合物選自由以下組成之群：聚甲醛、多醣、聚噁唑啉及聚乙烯醚。
在另一實施例中，水溶性聚合物主鏈為聚氧伸烷基聚合物或共聚物。舉例而言，水溶性聚合物主鏈可為聚乙二醇。作為另一實例，水溶性聚合物主鏈可為聚乙二醇-共-聚丙二醇。
在另一實施例中，水溶性聚合物主鏈為聚丙烯酸。
連接至聚合物主鏈之二氧化鈦官能基及乳膠官能基之數目可變化。舉例而言，在一個實施例中，聚合物包含連接至聚合物主鏈之多個二氧化鈦官能基，及連接至聚合物主鏈之單個乳膠官能基。在另一實施例中，聚合物包含連接至聚合物主鏈之多個乳膠官能基，及連接至聚合物主鏈之單個二氧化鈦官能基。在又一實施例中，聚合物包含連接至聚合物主鏈之多個二氧化鈦官能基，及連接至聚合物主鏈之多個乳膠官能基。
二氧化鈦官能基及乳膠官能基可在聚合物主鏈上之任何點處連接。舉例而言，一或多個二氧化鈦官能基可在聚合物主鏈之一端連接，且一或多個乳膠官能基可在聚合物主鏈之另一端連接。
水溶性聚合物主鏈可為線性、分支或星形的。舉例而言，水溶 性聚合物主鏈之分子量可在1,000至60,000範圍內。進一步舉例而言，水溶性聚合物主鏈之分子量可在1,500至30,000範圍內。進一步舉例而言，水溶性聚合物主鏈之分子量可在2,000至10,000範圍內。如本文中及所附申請專利範圍中所使用，聚合物主鏈或其他聚合物之「分子量」意謂聚合物主鏈或其他聚合物之數目平均分子量。
在一個實施例中，水溶性聚合物主鏈為線性聚合物主鏈，其具有縱向軸線，且具有第一端及第二端。舉例而言，一或多個二氧化鈦官能基可連接至聚合物主鏈之第一端，各自藉此形成聚合物之頭，且一或多個乳膠官能基可連接至聚合物主鏈之第二端，各自藉此形成聚合物之尾。在另一實施例中，聚合物可包含連接至一或多個二氧化鈦官能基及一或多個乳膠官能基之多個主鏈。
在一個實施例中，連接至聚合物主鏈之二氧化鈦官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：胺基甲酸酯、咪唑、氟基醇、聚硫醇及聚矽氧。在另一實施例中，二氧化鈦官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：醯胺、脲、脲基、縮二脲、多元醇、矽烷及鈦酸酯。在另一實施例中，二氧化鈦官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：胺、胺基醇、胺基酸、羧酸、羥基酸、磷酸及膦酸。
在一個實施例中，連接至聚合物主鏈之乳膠官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪硫醇、脂肪酸酐、烷基醯基鹵化物及烷基鹵化物。在另一實施例中，乳膠官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：乙氧基化脂肪醇、乙氧基化環烷基醇、乙氧基化烷基酚及乙氧基化芳基酚。在另一實施例中，乳膠官能基藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：脂肪醇、 芳基酚、烷基酚及環烷基醇。
在一個實施例中，水溶性聚合物主鏈選自以下之群：由聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯亞胺及聚噁唑啉組成之聚合物。在另一實施例中，水溶性聚合物主鏈選自以下之群：由聚乙二醇-共-聚丙二醇、聚甲醛及星形及分支聚乙二醇組成之聚合物。在另一實施例中，水溶性聚合物主鏈為線性聚乙二醇。
包括適合聚合物主鏈及乳膠官能基之市售聚合物的實例為聚氧乙烯硬脂醚，例如具有下式(1)之該化合物：
其中n為30至200。
以上化合物之環氧乙烷重複單元充當本發明聚合物之聚合物主鏈。以上化合物之線性碳脂族尾充當本發明聚合物之乳膠官能基。因此，聚氧乙烯硬脂醚具有充當乳膠官能基之尾及適合聚合物主鏈兩者。舉例而言，上式中之「n」為100之該化合物由Croda USA結合名稱BrijTM S100以聚氧乙烯(100)硬脂醚形式出售。
聚合物主鏈之水溶性有助於防止本發明聚合物於二氧化鈦介質之表面上崩塌，且有助於確保聚合物繼續在水基塗層調配物中起作用，甚至在塗層調配物乾燥時亦如此。儘管本發明聚合物之聚合物主鏈通常為水溶性的，但其可包括不溶於水性介質之一些重複單元。舉例而言，在一個實施例中，聚合物主鏈為具有一些不溶性重複單元之共聚物。
具有不同大小之聚合物主鏈、不同二氧化鈦官能基及不同乳膠官能基之本發明聚合物的特定實例由下文實例1-22展示。請注意，此等實例不意欲表示可為本發明聚合物之特定聚合物之完整或甚至全面 的清單。鑒於本文中之教示，本發明聚合物之其他實例亦可合成且意欲由本申請案之申請專利範圍涵蓋。
現參看圖式，且尤其圖1及圖2，本發明聚合物之一個特定實施例由參考數字10示意性地說明及大體上指示。在此實施例中，聚合物10包括具有縱向軸線16之線性聚合物主鏈12。聚合物主鏈12具有第一端18及第二端20。二氧化鈦官能基30連接至聚合物主鏈12之第一端18，且形成聚合物10之頭32。乳膠官能基40連接至聚合物主鏈12之第二端20，且形成聚合物10之尾42。
圖2說明聚合物10與二氧化鈦顆粒50及乳膠顆粒60之相互作用。如由圖2所展示，聚合物10之頭32與二氧化鈦顆粒50締合，且藉此使聚合物之其餘部分與二氧化鈦顆粒50締合。聚合物10之尾42與乳膠顆粒60締合，且藉此使聚合物之其餘部分與乳膠顆粒60締合。
圖3A及圖3B說明聚合物10如何防止包含乳膠顆粒80之水基乳膠塗層調配物中二氧化鈦顆粒70之光學擁擠。
圖3A描繪不與本發明聚合物締合之二氧化鈦顆粒70，如分散在水基含乳膠之塗層調配物中之乳膠顆粒80中。歸因於光學擁擠，二氧化鈦顆粒70擁擠在一起且不均勻分散遍及乳膠顆粒80中。
圖3B描繪與本發明聚合物締合之二氧化鈦顆粒70，如分散在水基含乳膠之塗層調配物中之乳膠顆粒80中。在此情況下，二氧化鈦顆粒70不擁擠在一起，而是較均勻地分散遍及乳膠顆粒80中。由於聚合物10之頭32對二氧化鈦70顆粒之吸引及聚合物之尾42對乳膠顆粒80之吸引，本發明聚合物導致二氧化鈦顆粒由乳膠顆粒包圍。因此，防止二氧化鈦顆粒70在塗層調配物中凝聚。
本發明之二氧化鈦顏料組合物包含複數個二氧化鈦顆粒及與二氧化鈦顆粒締合之聚合物。本發明之二氧化鈦顏料組合物之聚合物為如本文中所描述之本發明聚合物(包括如上文及以下實例及申請專利 範圍中所描述的本發明聚合物之所有形式及實施例)。
二氧化鈦顆粒藉由硫酸鹽或氯化物法製造。舉例而言，二氧化鈦顆粒可為藉由氯化物法製造之金紅石二氧化鈦顆粒。舉例而言，氧化鋁可併入二氧化鈦顆粒之晶格結構中，以促進金紅石化且控制粒度。若使用製造二氧化鈦顆粒之氯化物法，則可藉由在該方法之氣相氧化步驟期間，將氯化鋁添加至反應物中來將氧化鋁提供至顆粒之晶格結構。
二氧化鈦顆粒可塗佈有一或多種物質以改質用於特定應用之顏料的特性及特徵。在一個實施例中，二氧化鈦顆粒由選自由以下組成之群之物質塗佈：二氧化矽、氧化鋁及其混合物。
舉例而言，按二氧化鈦顏料組合物之總重量計，聚合物可以0.01至1重量%範圍內之量存在於二氧化鈦顏料組合物中。進一步舉例而言，按二氧化鈦顏料組合物之總重量計，聚合物可以0.025至0.3重量%範圍內之量存在於二氧化鈦顏料組合物中。
在一個實施例中，二氧化鈦顏料組合物進一步包含水性介質，且呈二氧化鈦顆粒及聚合物之水性漿液形式。二氧化鈦顏料組合物可以乾燥及漿液兩種形式形成及施用。
本發明方法包含以下步驟：製造二氧化鈦顆粒，及使聚合物與二氧化鈦顆粒締合以便抑制顆粒之凝聚。本發明方法中所使用之聚合物為如本文中所描述之本發明聚合物(包括如上文及以下實例及申請專利範圍中所描述的本發明聚合物之所有形式及實施例)。
二氧化鈦顆粒可藉由硫酸鹽或氯化物法以上文關於本發明之二氧化鈦顏料組合物所描述之方式來製造。在關於本發明之二氧化鈦顏料組合物時，二氧化鈦顆粒可塗佈有一或多種物質(諸如二氧化矽、氧化鋁及其混合物)，以改質用於特定應用之顏料的特性及特徵。
在一個實施例中，藉由將本發明聚合物之層直接沈積於顆粒表 面上而使本發明聚合物與二氧化鈦顆粒締合。在另一實施例中，藉由在水性介質(諸如水)中使聚合物與顆粒混合而使本發明聚合物與二氧化鈦顆粒締合。當置放於具有二氧化鈦顆粒之溶液中時，聚合物自身取向，使得聚合物之對二氧化鈦具有親和力之頭與二氧化鈦顆粒相互作用。在一個實施例中，可使本發明聚合物在顏料製造過程期間與二氧化鈦顆粒締合。可隨後將聚合物改質之二氧化鈦顆粒添加至水基含乳膠之油漆調配物中。
說明性實例
藉由以下實例更具體說明本發明。
在隨後之實例中，BrijTM S100係指如由Croda USA出售之聚氧乙烯(100)硬脂醚。TolonateTM HDB-LV係指如由Vencorex出售之二異氰酸六亞甲酯均聚物；IPDI係指異佛爾酮二異氰酸酯；DBTDL係指二月桂酸二丁基錫；TomamineTM PA-12EH係指如由Air Products and Chemicals,Inc.出售之3-[(乙基己基)氧基]-1-丙胺；Mackamide® LMA係指如由Solvay出售之N-(2-羥基乙基)十二醯胺；AMP-95®係指如由Angus® Chemical Company出售之2-胺基-2-甲基-1-丙醇；Agnique® 8105係指如由Cognis出售之烷基多醣苷界面活性劑；SilmerTM OH A0係指如由Siltech LLC出售之單羥基封端之聚矽氧；p-TsOH.H2O係指對甲苯磺酸單水合物；DMF係指二甲基甲醯胺；Igepal® CO-987係指如由Rhodia出售之具有大約70個環氧乙烷單元之壬基酚乙氧化物；Igepal® DM-970係指如由Rhodia出售之具有大約150個環氧乙烷單元之二壬基酚乙氧化物；Sapogenat® T 500係指如由Clariant出售之具有大約50個環氧乙烷單元之三-第二丁基酚乙氧化物。Emulsogen® TS540係指如由Clariant出售之具有大約54個環氧乙烷單元之三苯乙烯基酚乙氧化物。FTIR係指傅立葉變換紅外式光譜分析。
合成具有不同二氧化鈦官能基之本發明聚合物
首先，合成具有相同聚合物主鏈及乳膠官能基但具有各種二氧化鈦官能基之本發明聚合物之實例。具體言之，使BrijTM S100與各種化合物反應以向其提供各種二氧化鈦官能基。大多數合成聚合物之結構類似於由圖1所展示之結構。
比較實例1
首先，將10.0公克分子量為大致5000之聚乙二醇甲醚及100毫升甲苯添加至三頸圓底燒瓶中。使用共沸蒸餾自混合物移除任何殘餘水。將樣品冷卻至大致70℃，其後添加於5毫升甲苯中之0.444公克異佛爾酮二異氰酸酯。接下來，在攪拌下將0.06公克DBTDL添加至樣品中。在90℃下進一步混合樣品3小時，其後移除熱且將樣品冷卻至大致40℃。接下來，在良好攪拌下將於5毫升無水丙酮中之0.187公克AMP-95傾入樣品中。隨後進一步混合樣品以促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例1-胺基醇
首先，將28.02公克BrijTM S100及150毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。使用共沸蒸餾移除任何殘餘水。隨後將樣品冷卻至大致50℃，且隨後將於10毫升甲苯中之3.17公克TolonateTM HDB-LV添加至樣品中。在攪拌下將0.20公克DBTDL進一步添入燒瓶中。在50℃下混合樣品3小時，此時將樣品冷卻至40℃。接下來，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之1.096公克AMP-95®傾入樣品中，且進一步混合樣品以促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例2-胺基醇
首先，將28.02公克BrijTM S100及150毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。使用共沸蒸餾移除任何殘餘水。隨後將樣品冷卻至50℃， 且將於10毫升甲苯中之1.36公克IPDI添加至樣品中。接下來，在攪拌下將0.30公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後將整個樣品在90℃下混合3小時且隨後冷卻至50℃。接下來，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.590公克AMP-95®傾入反應物中。隨後混合樣品以促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例3-胺基醇
首先，將9.34公克BrijTM S100及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。將樣品冷卻至50℃，且添加於5毫升甲苯中之0.444公克IPDI。接下來，在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。將樣品在90℃下混合3小時且隨後冷卻至50℃。其後，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.165公克3-胺基-1-丙醇傾入反應物中。隨後混合樣品以促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例4-胺基醇
首先，將9.34公克BrijTM S100及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。將樣品冷卻至50℃，且添加於5毫升甲苯中之0.444公克IPDI。接下來，在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。將樣品在90℃下混合3小時且隨後冷卻至50℃。接下來，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.21公克二乙醇胺傾入反應物中。隨後混合樣品以促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例5-胺基酸
首先，將9.34公克BrijTM S100及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。將樣品冷卻至50℃，且將於5毫升甲苯中之1.06公克TolonateTM HDB-LV添加至樣品中。接下來， 在攪拌下將0.06公克DBTDL添加至樣品中。在50℃下混合樣品3小時，此時斷開供應至樣品之熱。其後，將0.708公克L-白胺酸甲酯鹽酸鹽溶解於10毫升DMF中，且隨後添入樣品中。接下來，將0.56毫升三乙胺添加至樣品中，且混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。藉由真空蒸發移除溶劑。將殘餘物溶解於40毫升水及25毫升丙二醇中，且向其中添加2.0毫升5N NaOH溶液。將樣品在80℃下混合3小時，且隨後冷卻。
實例6-胺
首先，將9.34公克BrijTM S100及90毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。將樣品冷卻至50℃，且向其中添加於5毫升甲苯中之1.06公克TolonateTM HDB-LV。接下來，在攪拌下將0.06公克DBTDL添加至樣品中。隨後在50℃下混合樣品3小時，其後斷開熱。接下來，將於5毫升甲苯中之0.78g TomamineTM PA-12EH添加至樣品中，且混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例7-胺
首先，將9.34公克BrijTM S100及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水，且將樣品冷卻至50℃。接下來，將於5毫升甲苯中之1.04公克TolonateTM HDB-LV添加至樣品中。接下來，在攪拌下將0.05公克DBTDL添加至樣品中。在50℃下混合樣品3小時，此時斷開熱。其後，將於5毫升甲苯中之0.450公克1-(3-胺基丙基)咪唑添加至樣品中，且混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例8-醯胺
首先，將9.34公克BrijTM S100、0.972公克Mackamide® LMA及 100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水，且將樣品冷卻至50℃。接下來，將於10毫升甲苯中之1.07公克TolonateTM HDB-LV添加至樣品中。接下來，在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後在50℃下混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。藉由真空蒸發移除溶劑且乾燥至恆重。
實例9-醯胺
首先，將9.34公克BrijTM S100、0.486公克Mackamide® LMA及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水，且隨後將樣品冷卻至60℃。接下來，將於10毫升甲苯中之0.444公克IPDI添加至樣品中，且在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。在80℃下混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例10-羧酸/羥基酸
首先，將9.34公克BrijTM S100、0.05公克p-TsOH.H2O及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾自樣品移除殘餘水，且將樣品冷卻至50℃。接下來，將0.245公克順丁烯二酸酐添加至樣品中。隨後在115℃下混合樣品6小時。隨後將樣品冷卻下來，並使用真空蒸發移除任何殘餘溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例11-多元醇
首先，將9.34公克BrijTM S100及80毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。T隨後將樣品冷卻至50℃，且將於10毫升甲苯中之0.444公克IPDI添加至樣品中。接下來，在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後將樣品在90℃下混合2小時，且隨後冷卻至50℃。接下來，將於10毫升DMF中之0.400公克二(三羥甲基丙烷)添加至樣品中。隨後在80℃下混合樣品以用於促進反應。 FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例12-月桂酸酯-多元醇
首先，將9.34公克BrijTM S100及80毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。隨後將樣品冷卻至60℃，且將於10毫升甲苯中之0.467公克IPDI添加至樣品中。接下來，在攪拌下亦將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後將樣品在90℃下混合4小時，且隨後冷卻至60℃。
接下來，於第二燒瓶中，將於40毫升甲苯中之0.76公克脫水山梨糖醇單月桂酸酯界面活性劑共沸乾燥以移除殘餘水，且隨後添加至第一燒瓶中。隨後在100℃下攪拌經合併之混合物以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例13-糖苷-多元醇
首先，將9.34公克BrijTM S100及80毫升甲苯共同混合於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。隨後將樣品冷卻至60℃，其後將於5毫升甲苯中之0.467公克IPDI添加至樣品中。接下來，在攪拌下亦將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後在90℃下混合樣品4小時，此時將其冷卻至60℃。
接下來，於第二燒瓶中，共沸蒸餾於50毫升甲苯及10毫升DMF中之1.97公克Agnique® 8105以移除水。隨後將第二燒瓶冷卻至60℃，且添加10毫升DMF以充分溶解基於多糖苷之多元醇界面活性劑。隨後將第二燒瓶之內容物添加至第一燒瓶中。將經合併之混合物升至105℃以促進反應。使用FTIR監測異氰酸酯基峰直至其消失。藉由真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例14-羥基脲
首先，將9.34公克BrijTM S100、0.520公克N-(2-羥基乙基)乙烯脲及80毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。隨後將樣品冷卻至50℃，此時添加於10毫升甲苯中之1.07公克TolonateTM HDB-LV。接下來，在攪拌下將0.05公克DBTDL添加至燒瓶中。在50℃下進一步混合樣品以用於促進反應。使用FTIR監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例15-聚脲
在此實例中，將多個二氧化鈦官能基添加至聚合物主鏈。
首先，將14.01公克BrijTM S100及120毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。隨後將樣品冷卻至50℃，此時將於5毫升甲苯中之0.67公克異佛爾酮二異氰酸酯添加至樣品中。接下來，在攪拌下將0.10公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後在90℃下混合樣品3小時，此時將樣品冷卻至40℃。
接下來，在良好攪拌下將於5毫升甲苯中之0.162公克乙二胺傾入燒瓶中。隨後在室溫條件下混合樣品20分鐘。其後，將於5毫升丙酮中之0.225公克3-胺基-1-丙醇添加至樣品中，且與其混合5分鐘。接下來，將於3毫升甲苯中之0.67公克異佛爾酮二異氰酸酯添加至樣品中。隨後混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例16-氟基醇
首先，將9.34公克BrijTM S100及80毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水，且將樣品冷卻至50℃。接下來，將於10毫升甲苯中之0.444公克IPDI添加至燒瓶中。其後，在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。將樣品在90℃下混合2小時且隨後冷卻至50℃。隨後，將於3毫升2-丁酮中之0.728公克1H,1H,2H,2H-全 氟-1-辛醇添加至樣品中。隨後在95℃下混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例17-聚矽氧
首先，將9.34公克BrijTM S100及80毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。隨後將樣品冷卻至50℃，此時添加於5毫升甲苯中之0.467公克IPDI。接下來，在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後在90℃下混合樣品4小時，此時將樣品冷卻至60℃。接下來，添加於5毫升甲苯中之0.616公克SilmerTM OH A0。隨後將樣品溫度升至95℃以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。隨後使用真空蒸發移除溶劑且乾燥至恆重。
舉例而言，實例1中進行之反應由下式(2)表示：
除上文所描述之官能基之外，許多其他官能基可用以形成二氧化鈦官能基。舉例而言，可使用含有N-H活性氫之化合物，包括胺、胺基醇、胺基酸、醯胺、脲、脲基、縮二脲、咪唑及其他化合物。另外，可使用多元醇及聚硫醇。作為另一實例，可使用含有酸官能基之化合物及其鹽，諸如磷酸、膦酸、羧酸、磺酸及硫酸。另外，可使用 羥基酸及其鹽。另外，可使用羥基醯胺、羥基脲、羥基咪唑及其他類似化合物。此外，可使用基於鈦酸酯、矽烷、硼酸酯之化合物，及在水解或熱處理後可共價鍵結至二氧化鈦表面之其他化合物。作為另一實例，可使用諸如基於氟基及聚矽氧之化合物的超疏水性化合物。最後，可使用可與二氧化鈦表面形成堅固鍵之其他化合物。
合成具有不同乳膠官能基之本發明聚合物
為了改變乳膠官能基，形成具有不同疏水性端基之各種聚合物。一般而言，使用類似於BrijTM S100，具有疏水性尾及極長聚乙二醇鏈之聚合物。此系列測試中所使用之界面活性劑包括Igepal® CO-987；Igepal® DM-970；Sapogenat® T 500；及Emulsogen® TS540。
類似BrijTM S100，上述界面活性劑可用以合成結構類似於圖1中所展示之結構之聚合物。乳膠官能基亦可經由使脂肪酸、醇、醯胺及聚乙二醇與或不與連接劑反應而連接至聚合物主鏈。下文提供實例。
實例18(基於Igepal ® CO-987)
首先，將9.43公克Igepal® CO-987及120毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除水，且隨後將樣品冷卻至50℃。接下來，亦將於5毫升甲苯中之1.04公克TolonateTM HDB-LV添加至樣品中。其後，在攪拌下將0.06公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後在50℃下混合樣品3小時。隨後將樣品冷卻至40℃。其後，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.356公克AMP-95®傾入燒瓶中。隨後混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例19(基於Igepal ® DM-970)
首先，將8.34公克Igepal® DM-970及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水。隨後將樣品冷卻至50℃，此時添加於5毫升甲苯中之0.86公克TolonateTM HDB-LV。接下來，在 攪拌下將0.06公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後將樣品在50℃下混合3小時且隨後冷卻至40℃。其後，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.337公克AMP-95®傾入反應燒瓶中。隨後混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例20(基於Sapogenat ® T 500)
將4.924公克Sapogenat® T 500及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水，且隨後將樣品冷卻至50℃。其後，將於5毫升甲苯中之1.04公克TolonateTM HDB-LV添加至燒瓶中。隨後，在攪拌下將0.06公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後在50℃下混合樣品3小時，此時將其冷卻至40℃。接下來，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.356公克AMP-95®傾入反應物中，且隨後混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例21(基於Emulsogen ® 540)
首先，將5.56公克Emulsogen® 540及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。藉由共沸蒸餾移除殘餘水，且隨後將樣品冷卻至50℃。其後，將於5毫升甲苯中之1.04公克TolonateTM HDB-LV添加至樣品中。接下來，在攪拌下將0.06公克DBTDL添加至燒瓶中。將樣品在50℃下混合3小時且隨後冷卻至40℃。接下來，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.356公克AMP-95®傾入反應燒瓶中。隨後混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
實例22-酯
在此實例中，聚乙二醇經改質以包括15碳羧酸鏈及酯乳膠官能基。首先，將12.0公克分子量為約6000之聚(乙二醇)、0.512公克棕櫚 酸、0.05公克pTsOH.H2O及100毫升甲苯共同添加於三頸圓底燒瓶中。在安裝有迪安-斯達克分水器(Dean-stark trap)之情況下，將樣品溫度升高至回流。藉由共沸蒸餾移除水。將樣品保持在回流下22小時以用於促進反應，此時將樣品冷卻至50℃。隨後，將於5毫升甲苯中之1.04公克TolonateTM HDB-LV添加至燒瓶中。
接下來，在攪拌下將0.08公克DBTDL添加至燒瓶中。隨後將經合併之樣品在50℃下混合3小時且隨後冷卻至40℃。接下來，在良好攪拌下將於5毫升丙酮中之0.365公克AMP-95®傾入反應物中。隨後混合樣品以用於促進反應。FTIR用以監測異氰酸酯基峰直至其消失。使用真空蒸發移除溶劑，且將樣品乾燥至恆重。
對乳膠具有親和力之適合基團不限於上文所論述之基團。舉例而言，可使用脂族、芳族或脂族-芳族醇。另外，可使用乙氧基化脂族、乙氧基化芳族及乙氧基化脂族-芳族醇。進一步舉例而言，可使用脂族、芳族或脂族-芳族酐。另外，可使用脂族、芳族或脂族-芳族醯胺及醯基鹵化物。另外，可使用鹵化脂族、鹵化芳族及鹵化脂族-芳族化合物。再者，可使用脂族、芳族及脂族-芳族異氰酸酯及硫代異氰酸酯。最後，可使用脂族、芳族及脂族-芳族胺。
測試本發明之二氧化鈦顏料組合物 實例23
使上文所合成之聚合物與丙二醇及水混合，且添加至二氧化鈦顆粒之漿液中。二氧化鈦為CR-826，由Tronox LLC製造之通用顏料。用基於親水性丙烯酸共聚物之分散劑形成二氧化鈦漿液。將合成聚合物以按二氧化鈦顆粒之重量計0.2重量%、0.1重量%及0.05重量%之量添加至漿液中。隨後針對色澤強度評估聚合物改質之顏料漿液。
於表1中所展示之模型乳膠漆調配物中測試聚合物改質之顏料漿液。在各測試中，直接用1.6g ColorTrend 808-9907通用碳黑著色劑 使油漆著色。藉由顏色擦淨(color rub-up)方法測試顏色接受性。使用UltraScan XE且基於對照之色澤強度為100%的假設，量測色澤強度。
在各測試中，將樣品(具有聚合物改質之顏料)及標準品(無聚合物改質之顏料)製備於相同調配物中。隨後將樣品及標準品調配物兩者並排下引於萊尼塔卡(Leneta card)上。使用累計球分光光度計量測乾燥油漆之CIE L*及b*值，且此等值用以計算所獲得之顏料之色澤強度及色澤基調。
使用庫貝爾卡-蒙克方程(Kubelka Munk Equation)計算色澤強度，其中：
其中：K=碳黑顏料之吸光度
S=二氧化鈦顏料之散射值
色澤基調計算如下：
結果列於表2中。
**乾燥Natrosol 250MR粉末來自Ashland
表2說明，與無本申請案中所描述之聚合物之相同顏料相比，本發明之二氧化鈦顏料組合物呈現色澤強度之實質增加。
實例24
將以上實例4中所合成之聚合物溶解於丙二醇及水中，且添加至二氧化鈦顆粒之漿液中。在此等測試中，二氧化鈦顏料為CR-813，由Tronox LLC製造之暗光級顏料。用基於羧酸之界面活性劑形成二氧化鈦漿液。將合成聚合物以按二氧化鈦顆粒之重量計0.1重量%之量添加至漿液中。
於下表3中所展示之模型乳膠漆調配物中測試聚合物改質之顏料漿液。在各測試中，用1.15公克ColorTrend 888通用碳黑著色劑使146.0公克暗光漆直接著色。藉由顏色擦淨方法測試顏色接受性。如上文在實例23中所描述量測色澤強度。結果列於表4中。
因此，本發明聚合物可用以成功地處理通用級顏料(例如，來自 Tronox,LLC之CR-826)及暗光級顏料(例如，來自Tronox,LLC之CR-813)以及相應半光漆調配物(例如，如由表2所展示)及暗光級漆調配物(例如，如由表4所展示)。
雖然已參照特定實施例具體展示並描述技術，但熟習此項技術者應理解，可在不偏離如所附申請專利範圍所定義之技術精神及範疇之情況下作出形式及細節上之各種改變。
10‧‧‧聚合物
12‧‧‧線性聚合物主鏈
16‧‧‧縱向軸線
18‧‧‧第一端
20‧‧‧第二端
30‧‧‧二氧化鈦官能基
32‧‧‧頭
40‧‧‧乳膠官能基
42‧‧‧尾

Claims (38)

  1. 一種聚合物，其包含：水溶性聚合物主鏈；連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之至少一個官能基，其包含藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應所形成之官能基：脲、聚硫醇、膦酸、羧酸、羥基酸、羥基酸之鹽、能夠共價鍵結至二氧化鈦之鈦酸酯、能夠共價鍵結至二氧化鈦之矽烷、能夠共價鍵結至二氧化鈦之硼酸酯、基於聚矽氧之化合物或基於氟之化合物；及連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基，該連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基係選自由以下組成之群：超疏水性官能基，及藉由使該聚合物主鏈與脂族化合物、芳族化合物、脂族-芳族化合物、醇、酯、硫醇、酸、酐或醯基鹵化物反應所形成之官能基。
  2. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由該聚合物主鏈與脲之反應所形成且進一步包含羥基。
  3. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：聚硫醇、膦酸、羧酸、羥基酸及羥基酸之鹽。
  4. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：能夠共價鍵結至二氧化鈦之鈦酸 酯、能夠共價鍵結至二氧化鈦之矽烷及能夠共價鍵結至二氧化鈦之硼酸酯。
  5. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：基於聚矽氧之化合物及基於氟之化合物。
  6. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該官能基為超疏水性官能基。
  7. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該疏水性官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自以下之群之化合物反應而形成：脂族化合物、芳族化合物及脂族-芳族化合物。
  8. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該疏水性官能基係藉由使該聚合物主鏈與醇反應而形成。
  9. 如請求項8之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該疏水性官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：脂肪醇、飽和乙氧基化醇、烷基酚、芳基酚、乙氧基化烷基酚及乙氧基化芳基酚。
  10. 如請求項1之聚合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該疏水性官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：酯、硫醇、酸、酐及醯基鹵化物。
  11. 如請求項1之聚合物，其中該水溶性聚合物主鏈包含氮。
  12. 如請求項11之聚合物，其中該水溶性聚合物主鏈係選自由以下組成之群：聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯亞胺、聚噁唑啉及聚醯胺。
  13. 如請求項1之聚合物，其中該水溶性聚合物主鏈係選自由以下組成之群：聚甲醛、多醣、聚噁唑啉及聚乙烯醚。
  14. 如請求項1之聚合物，其中該水溶性聚合物主鏈為聚氧伸烷基聚合物或共聚物或聚丙烯酸。
  15. 如請求項14之聚合物，其中該水溶性聚合物主鏈為聚乙二醇。
  16. 如請求項14之聚合物，其中該水溶性聚合物主鏈為聚乙二醇-共-聚丙二醇。
  17. 如請求項1之聚合物，其中該聚合物包含連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之複數個官能基。
  18. 如請求項1之聚合物，其中該聚合物包含連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之複數個官能基。
  19. 如請求項1之聚合物，其中該水溶性聚合物主鏈具有縱向軸線且包括第一端及第二端。
  20. 如請求項19之聚合物，其中對二氧化鈦具有親和力之該官能基係連接至該聚合物主鏈之該第一端且藉此形成該聚合物之頭，且連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該官能基係連接至該聚合物主鏈之該第二端且藉此形成該聚合物之尾。
  21. 一種二氧化鈦顏料組合物，其包含：複數個二氧化鈦顆粒；與該等二氧化鈦顆粒締合之聚合物，該聚合物包括：水溶性聚合物主鏈；連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之至少一個官能基，其包含藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應所形成之官能基：脲、聚硫醇、膦酸、羧酸、羥基酸、羥基酸之鹽、能夠共價鍵結至二氧化鈦之鈦酸酯、能夠共價鍵結至二氧化鈦之矽烷、能夠共價鍵結至二氧化鈦 之硼酸酯、基於聚矽氧之化合物或基於氟之化合物；及連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基，該連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基係選自由以下組成之群：超疏水性官能基，及藉由使該聚合物主鏈與脂族化合物、芳族化合物、脂族-芳族化合物、醇、酯、硫醇、酸、酐或醯基鹵化物反應所形成之官能基。
  22. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由該聚合物主鏈與脲之反應所形成且進一步包含羥基。
  23. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：聚硫醇、膦酸、羧酸、羥基酸及羥基酸之鹽。
  24. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：能夠共價鍵結至二氧化鈦之鈦酸酯、能夠共價鍵結至二氧化鈦之矽烷及能夠共價鍵結至二氧化鈦之硼酸酯。
  25. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之該官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：基於聚矽氧之化合物及基於氟之化合物。
  26. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該官能基為超疏水性官能基。
  27. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈 且對乳膠具有親和力之該疏水性官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自以下之群之化合物反應而形成：脂族化合物、芳族化合物及脂族-芳族化合物。
  28. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該疏水性官能基係藉由使該聚合物主鏈與醇反應而形成。
  29. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之該疏水性官能基係藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應而形成：酯、硫醇、酸、酐及醯基鹵化物。
  30. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中該水溶性聚合物主鏈包含氮。
  31. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中該水溶性聚合物主鏈係選自由以下組成之群：聚甲醛、多醣、聚噁唑啉及聚乙烯醚。
  32. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中該水溶性聚合物主鏈為聚氧伸烷基聚合物或共聚物。
  33. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中該水溶性聚合物主鏈為聚丙烯酸。
  34. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中該等二氧化鈦顆粒為藉由氯化物法製造之金紅石二氧化鈦顆粒。
  35. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其中按該二氧化鈦顏料組合物之總重量計，該聚合物係以0.01至1重量%範圍內之量存在於該二氧化鈦顏料組合物中。
  36. 如請求項21之二氧化鈦顏料組合物，其進一步包含水性介質。
  37. 一種製造二氧化鈦顏料組合物之方法，其包含： 製造二氧化鈦顆粒；使聚合物與該等二氧化鈦顆粒締合以便抑制該等顆粒之凝聚，其中該聚合物包括：水溶性聚合物主鏈；連接至該聚合物主鏈且對二氧化鈦具有親和力之至少一個官能基，其包含藉由使該聚合物主鏈與選自由以下組成之群之化合物反應所形成之官能基：脲、聚硫醇、膦酸、羧酸、羥基酸、羥基酸之鹽、能夠共價鍵結至二氧化鈦之鈦酸酯、能夠共價鍵結至二氧化鈦之矽烷、能夠共價鍵結至二氧化鈦之硼酸酯、基於聚矽氧之化合物或基於氟之化合物；及連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基，該連接至該聚合物主鏈且對乳膠具有親和力之至少一個疏水性官能基係選自由以下組成之群：超疏水性官能基，及藉由使該聚合物主鏈與脂族化合物、芳族化合物、脂族-芳族化合物、醇、酯、硫醇、酸、酐或醯基鹵化物反應所形成之官能基。
  38. 如請求項37之方法，其中藉由在水性介質中使該聚合物與該等二氧化鈦顆粒混合，來使該聚合物與該等二氧化鈦顆粒締合。
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