[发明专利]二氧化钛颜料,其生产方法和包含二氧化钛颜料的树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有一种优异耐光性和优异疏水和可分散性能的二氧化钛颜料，及其生产方法。更具体地，本发明涉及一种适用于塑料的二氧化钛颜料及其生产方法。

背景技术

二氧化钛颜料的耐光性一般较差。当二氧化钛颜料用于塑料、油漆、油墨等时，在曝露在UV射线下时，这些颜料因此促进颜色改变、褪色或有机组分如树脂、油和脂肪等的变性。基于这种理由，在颜料粒子的表面上，正常采用铝、硅、锆等的水合化合物涂敷二氧化钛颜料，因此改进耐光性。

此外由于二氧化钛颜料具有亲水性本质，当将这些颜料引入到塑料中和随后通过特别加工成聚烯烃型如聚乙烯或聚丙烯的薄层膜时，空隙形成的现象，它是归决于包含在二氧化钛颜料中水分的所谓成孔(lacing)问题，发生以引起加工性能如可分散性或高填充量的退化。

JP，60-3430，B公开了具有优异疏水性和可分散性的二氧化钛颜料，它涂敷有有机硅如硅烷偶合剂、聚硅氧烷等，多元醇和铝的水合氧化物。

根据此技术，赋予二氧化钛颜料疏水性以改进加工性能，但耐光性并不足够。为赋予二氧化钛颜料耐光性，必须采用足够量铝、硅、锆等的水合氧化物涂敷二氧化钛粒子的表面。然后，二氧化钛颜料的水含量增加，降低了加工性能。即，已知的二氧化钛颜料不能同时满足耐光性和加工性能(耐成孔性等)。此外，为从这些水合氧化物中除去结合水和降低所得脱水物中的水含量，要求在高温下的加热和灼烧。然而，在高温下加热和灼烧导致的问题是可分散性降低和生产成本增加。

发明公开

为克服上述现有技术的问题，本发明提供了一种二氧化钛颜料，它具有优异的耐光性，最小化的颜色变化，高度疏水性能和优异的加工性能包括可分散性、高填充量等，具有较少的成孔现象，和提供该二氧化钛颜料的生产方法。

本发明人已经进行了广泛的研究以解决这些问题。结果是，本发明人已经发现，通过使用磷酸铝化合物代替上述铝、硅或锆的水合氧化物，可以改进二氧化钛颜料的耐光性，进一步通过采用磷酸铝化合物以少量涂敷，然后通过采用有机硅化合物的水解产物涂敷，可以使二氧化钛颜料变成疏水性的以降低所得二氧化钛颜料中的水含量，这样可以获得具有优异耐光性和加工性能用于塑料的二氧化钛颜料。基于此发现，完成了本发明。

即，本发明涉及一种二氧化钛颜料，包括二氧化钛粒子，在粒子表面上形成有含磷酸铝化合物的涂层和含有机硅烷化合物水解产物的涂层，其特征在于在100℃-300℃，由卡尔·费歇尔法测量的水含量差值不大于1500ppm。本明也涉及该二氧化钛颜料的生产方法。实施发明的最好方式

本发明二氧化钛颜料的基材二氧化钛粒子的平均粒子直径优选为0.1-0.4μm，由电子显微镜照相术测量。二氧化钛粒子的晶形可以是锐钛矿型结构和金红石结构。任何方法可用于制备二氧化钛粒子，而没有任何限制。二氧化钛粒子可以是通过包括水解硫酸钛溶液的所谓硫酸盐工艺，或通过包括卤化钛气相氧化的所谓氯化物工艺获得的那些。

通过提供包含磷酸铝化合物的涂层，本发明的二氧化钛颜料获得优异的耐光性。

磷酸铝化合物可以是正磷酸铝和偏磷酸铝的任何一种。以AlPO₄计，磷酸铝化合物的涂布量优选为0.1-2.0wt％，基于作为它基材的二氧化钛粒子。采用小于下限的数量时，不能获得所需的耐光性，当数量超过上限时，包含在磷酸铝化合物中的结合水引起在塑料模塑，如薄层膜加工等中的发泡，它导致耐成孔性的退化。

通过进一步提供含有机硅烷化合物水解产物的涂层，本发明的二氧化钛颜料获得优异的加工性能、可分散性和疏水性。

有机硅烷化合物希望由通式(1)表示：

    R_n-Si-(OR’)_4-n(1)

其中R是含有不大于10个碳原子的烃基，包含烷基、乙烯基和甲基丙烯酰基的至少一种；R’是甲基或乙基；和n是1-3的整数，条件是当n是2或3时，R可以是相同或不同的烃基。当烃基R的碳原子数为11或更大时，不仅仅难以引起水解，而且这样的水解产物涂敷的二氧化钛颜料的耐热性变差，在涂敷处理和在研磨期间加热之后干燥时二氧化钛粉变成黄色，这样导致由此模塑的塑料发黄。