含有板狀分層的硅酸鹽顏料的涂層和填充物組合物制造技術

本發明專利技術涉及含有板狀ｍａｇａｄｉｉｔｅ顏料的涂層組合物；含有板狀ｍａｇａｄｉｉｔｅ顏料的紙產品；含有板狀ｍａｇａｄｉｉｔｅ和選自聚丙烯酸酯聚合物、聚乙烯醇聚合物、含馬來酸酐的共聚物或多磷酸鹽的懸浮劑以及選自苯乙烯丁二烯聚合物、丙烯酸酯聚合物、羥化的丙稀腈丁二烯聚合物、聚氯乙稀、ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｅｄｅｎｅｃｈｌｏｒｉｄｅ、聚苯乙烯、氟化的聚乙烯或聚丙烯、或四氟乙烯的乳膠聚合物的乳膠分散體或乳液的水性懸浮液；以及含有板狀分層硅酸鹽的制品或配方。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
本專利技術涉及涂層組合物及其最終用途。通常對紙進行涂層以增加其美感。紙的顏料是現代紙涂層和表面漿料技術中不可缺少的部分。在造紙工業中公知的多種多樣的顏料，如二氧化鈦、碳酸鈣、滑石、合成的硅酸鹽以及粘土、如皂土和瓷土適于用作紙的填充物和/或涂層。瓷土，一種自然界中存在的氫氧化鋁酸鹽硅酸酯，是目前被最廣泛使用的，并且在目前可得到各種顆粒尺寸和光亮度的瓷土。令人驚奇的是在造紙工業中除了磁粘土以外，很少用到硅或硅酸鹽的無機顏料。硅和硅酸鹽以及其他顏料，如TiO2，小于紙顏料的百分之三。在造紙工業中，使用高構造的無定形硅顏料來取代、至少部分取代TiO2，或改善吸墨性。例如，詳見G.Alderfer and R.Crawford，Chapter 12-“High Structure Amorphous Silica Pigments in Paper”，inPigments for Paper/edited by R.W.Hagemeyer，TAPPI PRESS 1997. 理想地，提供一組基于硅或硅酸鹽的合成紙顏料，并且其具有可生產適合于印刷、食品包裝和其他工業的高質量紙產品的多種特性。專利技術概述在第一方面，本專利技術涉及含有板狀magadiite顏料的涂層組合物。在第二方面，本專利技術涉及含有板狀magadiite顏料和另一個選自以下的顏料的混合物的涂層組合物碳酸鈣、沉淀的碳酸鈣(PCC)、瓷土、滑石、氫氧化鋁或二氧化鈦。在第三方面，本專利技術涉及含有板狀magadiite顏料的紙制品。在第四方面，本專利技術涉及含有板狀magadiite和選自以下的其他共聚物的懸浮劑的水性懸濁液聚丙烯酸酯聚合物、聚乙烯醇、多磷酸鹽或苯乙烯共聚物或馬來酸酐酯或馬來酸酐。在第五方面，本專利技術涉及含有板狀magadiite、懸浮劑、和選自以下的乳膠聚合物或粘合劑的懸濁液例如，苯乙烯-丁二烯膠乳、苯乙烯-丙烯酸鹽乳膠、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈乳膠、苯乙烯-馬來酸酐乳膠、苯乙烯-丙烯酸鹽-馬來酸酐乳膠、多糖、蛋白質、聚乙烯吡咯啉、聚乙烯醇、聚乙烯乙酸、纖維素或纖維素的衍生物。術語“乳膠聚合物”在這里指水中聚合物的膠質分散體，其含有分散在水相的陽離子、陰離子或非離子聚合物以及乳化劑。在第六方面，本專利技術涉及含有選自板狀magadiite、板狀kenyaite、板狀辛硅酸鹽、板狀KHSi2O5、板狀Na2Si2O5、板狀滑石、板狀CaCO3、板狀皂土、板狀云母、板狀緞光白、板狀蛭石或其他板狀顏料的分層硅酸鹽顏料的涂層組合物。將在以下的詳細描述以及權利要求中明確本專利技術的其他方面。在本文中，術語“板狀magadiite”是指一種具有板狀形態的晶狀硅酸鈉，其具有基本上為平板的結構，側面尺寸是0.2到10微米，更優選地為0.5到5微米，最優選為1到2微米。在本文中，術語“分層的硅酸鹽”指一種無機物質，如蒙脫石粘土礦。其以許多相鄰的、結合的層的形式存在。每層的厚度是大約0.03到大約0.5微米，優選大約是0.1微米。專利技術的詳細描述優選地，本專利技術實踐中使用的板狀magadiite是合成的magadiite，其含有超過50重量％的板狀magadiite，更優選地，超過80重量％，最優選地，超過90重量％的板狀magadiite。在熱液或亞熱液條件下，可由水玻璃(水溶性硅酸鈉)、水和氫氧化鈉(NaOH)制成板狀magadiite，以生成具有板狀形態的晶體產物，并且類似平玻璃板的晶體，其長約0.2到約10微米，厚度約0.1到約0.1微米。生產出的產品是白色粉末，并且理想地，此板狀形態適用于紙上的潔白且光滑的涂層。可以通過用無機或有機酸滴定，和/或通過用有機表面活性劑處理來調節鈉的含量而使板狀magadiite的表面產生或多或少的親水或疏水性。這些處理還可以用來使表面具有酸性或堿性的特征。另外，還可以通過表面的硅烷醇(Si-OH)與多種化學物質反應來產生功能性表面基團(Si-OR)而向板狀magadiite的表面引入多種功能基團，此功能基團可促進板狀magadiite顏料與纖維素纖維紙型交互作用。可以用反應活性有機偶聯劑，如有機硅烷、乙醇以及四價鹽對板狀magadiite進行改性，從而為紙產品提供獨特的表面特性，如光的及粘附的特性。板狀magadiite以及其制備方法詳細描述于共同未決的美國申請系列(系列號10/257487)中，在此被引用作為參考。本專利技術的板狀magadiite顏料可用于多種應用中，例如，聚烯烴納米組合物中的納米填充物、油漆顏料配方、聚烯烴催化劑的催化劑載體(齊格勒催化劑和金屬茂)、用于含有分散染料-magadiite顏料顆粒等的塑料或紡織品纖維中的染料穩定劑。板狀magadiite顏料還可以被用在a)雙層或多層物品中含有結合有聚合體膜的板狀magadiite的紙產品，b)用于除紙以外的其他用途中的含有magadiite的乳膠產品，如路標中的油漆和膜，c)紙板產品，d)墨產品，e)FR(阻燃劑)中的magadiite-乳膠添加劑，f)反應活性有機偶聯劑，如有機硅烷、乙醇以及四價鹽等改性的magadiite，從而來為紙產品提供獨特的表面特性，如，光的及粘附的特性。板狀magadiite顏料還可以與如乳膠、淀粉的粘合劑、如羧甲基纖維素(CMC)的共同粘合劑和包括潤滑劑和表面活性劑、用于制涂層的流變學改性劑和分散劑的其他添加劑一起使用。板狀magadiite顏料還可以作為填充劑用于紙制造工藝。通常可通過將magadiite顏料分散于去離子水中來制備本專利技術的紙涂層組合物。所用的板狀magadiite顏料的劑量取決于所需紙涂層的性能，包括紙片光澤、墨光澤、光亮度、不透明性、Helio、粗糙度、CIE潔白度、B-值等；其他顏料，如碳酸鈣、瓷土、二氧化鈦的相對量；以及其他成分，如乳膠、表面活性劑及分散劑的相對含量。通常所用的板狀magadiite顏料的劑量為大約0.1重量％到大約30重量％，更優選為1重量％到30重量％，最優選為3重量％到30重量％，以包括基材紙或原料、紙顏料及粘合劑的紙組合物的重量計。有利地，通過使用懸浮劑以適用于在紙上涂層的濃度和粘性分散并穩定板狀顆粒而使板狀magadiite顏料懸浮于水中。本專利技術實踐中所用的懸浮劑包括，例如聚丙烯酸酯聚合體，如DISPEXTMN40、水溶液中聚合酸鹽、Allied Colloids Inc的產品、聚乙烯醇，例如，聚乙烯醇103，Air Products的產品、多磷酸鹽，如三磷酸鉀、六偏磷酸鈉、焦磷酸四鈉、苯乙烯和馬來酸酐酯的共聚物以及其他馬來酸酐的共聚物。優選的懸浮劑是聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、含馬來酸酐的共聚物樹酯和聚磷酸鹽。更優選的懸浮劑是聚乙烯醇、聚丙烯酸酯和聚丙烯酯共聚物。最優選的懸浮劑是聚乙烯醇103和DISPEXTMN40。在本專利技術實踐中所用的懸浮劑的劑量取決于顏料分散劑中的固體含量和固體成分。通常懸浮劑的劑量為大約0.01重量％到大約2重量％，更優選為大約0.05重量％到大約1.0重量％，最優選為大約0.05重量％到大約0.5重量％。以組合物中顏料的重量計。可用于本專利技術實踐的優選乳膠共聚體分散劑或粘合劑包括，例如，羧化苯乙烯-丁二烯乳膠、羧化苯乙烯-丙烯酸鹽乳膠、羧化苯乙烯-丁二烯-丙烯腈本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含有板狀分層硅酸鹽顏料的涂層組合物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JM加爾斯，JF阿塔爾，
申請(專利權)人：陶氏環球技術公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]