[发明专利]制备自粘结性颜料粒子的方法

说明书

背景技术

粘结剂及矿物材料为油漆及纸涂颜料的主要成分。前者通常基于胶乳且呈水性悬浮液或分散体形式，提供对载体的必需粘着性及在形成待生产物品的组件之间提供内聚力，该物品例如是油漆或纸张以及诸如农业肥料。后者一般为碳酸钙，可例如在纸张及油漆质量及农业性能（尤其涉及其光学性能）方面提供改良。

自粘结性颜料粒子的概念为行业已知：其是指由矿物材料及粘结剂彼此紧密粘结所形成的独特固体粒子。内聚力使自粘结性颜料粒子具有优良机械稳定性。这种粒子可直接用于各种应用中。

使用自粘结性颜料粒子避免了分别处理矿物材料及粘结剂的比例困难，且进一步避免了矿物质与粘结剂的类似混合物中出现的不希望有的物理及化学相互作用。

自粘结性颜料粒子通过实施至少一个在粘结剂存在下研磨矿物材料的步骤的方法来制备，其中研磨是指使粒子尺寸减小的操作；自粘结性颜料粒子中的矿物材料具有比用于其生产的初始矿物材料小的直径。这种自粘结性颜料粒子描述于许多文献中，其中包括WO2006/008657、WO2006/128814及WO2008/139292。

然而，本领域中已知的制备自粘结性矿物颜料粒子的方法局限于制备或共研磨具有低固含量的悬浮液。高固含量悬浮液仅可在添加相应分散剂的情况下处理，如EP1747252中所提及，其涉及生产具有所需粒子尺寸的经表面改性的无机填料或颜料的方法。所述方法的特征在于：使用聚合物分散体以及研磨助剂和/或分散剂，在压缩力及剪切力的作用下，将无机填料或颜料的填料或颜料浆液研磨成所需粒子尺寸。

然而，分散剂的添加尤其在共研磨期间影响粘结剂对粒子的吸附。低固含量悬浮液的制备具有以下缺陷：所获得的研磨产物必须在运送至其他设施进行进一步处理之前增浓。在耗费时间及能量的增浓步骤期间，经常观察到不希望有的聚合物粘结剂的损失并且另外还形成不希望有的粘聚物。此外，现有技术方法常常产生具有研磨悬浮液水性相的高总有机含量的悬浮液。

鉴于上文，改良自粘结性颜料粒子生产方法仍为本领域技术人员所关注。尤其希望提供一种制造自粘结矿物颜料粒子的方法，所述自粘结矿物颜料粒子可应用于具有高固含量的矿物颜料悬浮液，由此避免了耗费能量及时间的增浓步骤及例如形成大量不希望有的粘聚物。

发明内容

上述目标及其他目标由在独立权利要求中在此限定的主题来解决。

根据本发明的一个方面，提供一种制备自粘结性颜料粒子的方法，该方法包括以下步骤：

a）提供水性矿物颜料材料悬浮液；

b）提供至少一种聚合物粘结剂，其中该粘结剂包含至少一种羧甲基纤维素，其具有在0.4至2.0范围内的羧化度且具有在3ml/g至300ml/g范围内的固有粘度；

c）使步骤b）的粘结剂与步骤a）的水性矿物颜料材料悬浮液混合且调节所获得的悬浮液的固含量，以便基于该悬浮液的总重量计，固含量为45wt.-%至80wt.-%；

d）研磨步骤c）的水性矿物材料悬浮液。

本发明的发明者发现可直接在矿物颜料的高固含量悬浮液中制备自粘结性颜料粒子。这通过在第一步骤中提供水性矿物颜料材料悬浮液来实现。此外提供特定的粘结剂。使该粘结剂与水性矿物颜料材料悬浮液混合。在将悬浮液调节至基于该悬浮液的总重量计45wt.-%至80wt.-%的高固含量后，研磨该悬浮液以获得具有所需粒子尺寸的自粘结性颜料粒子。

根据第二方面，本发明涉及可通过本发明方法获得的自粘结性颜料粒子悬浮液。

本发明的另一方面涉及本发明的自粘结性颜料粒子悬浮液在纸、塑料、油漆、混凝土和/或农业应用中的用途。

本发明方法的有利实施方案在相应的从属权利要求中限定。

根据一种实施方案，在步骤c）中，基于水性矿物颜料悬浮液的总重量计，将粘结剂以0.1wt.-%至10.0wt.-%、优选0.2wt.-%至5wt.-%、更优选0.25wt.-%至3.0wt.-%的量添加至该悬浮液中。根据另一实施方案，粘结剂呈溶液或干燥物质形式，优选呈水溶液形式，基于该溶液的总重量计，该溶液具有1wt.-%至70wt.-%、优选2wt.-%至55wt.-%、更优选5wt.-%至50wt.-%且最优选30wt.-%至50wt.-%的粘结剂浓度。

根据一种实施方案，粘结剂仅由至少一种羧甲基纤维素构成。根据另一实施方案，粘结剂由两种或两种以上类型的羧甲基纤维素的混合物组成，其中至少一种经改性的多糖具有在0.4至2.0范围内的羧化度及在3ml/g至300ml/g范围内的固有粘度。