[发明专利]生产无机颗粒的方法及其用途

说明书

本发明涉及生产无机颗粒的方法并涉及用它使建筑材料尤其混凝土、沥青、墙粉和砂浆着色和用它生产用以保护建筑物的色浆和油漆的用途。

粘接水泥和石灰的建筑材料，如：墙粉、灰砂砖、石棉胶浆部件及混凝土块体，尤其是屋瓦和铺路石以及大瓷砖，若要带颜色的话，通常是用元机颜料着色。因此，在建筑材料行业中常用氧化铁或氢氧化铁作红色、黑色、棕色或黄色颜料，用氧化锰作棕黑色颜料，用氧化铬作绿色颜料，用二氧化钛作白色颜料。其它例子包括用炭墨作黑色颜料，用镍或铬金红石作黄色颜料，含有钴的尖晶石作兰色和绿色颜料，含有铜的尖晶石作黑色颜料，硫酸钡和锰酸钡的混晶作兰色颜料。

为给建筑材料着色，一般用粉状的颜料。在碾碎状态下，它们具有良好分散性的优点。如在混凝土中，这些颜料必须在短时间内完全均匀地分散，这些细粉的缺点是不能显示良好的流动性且在贮存当中常粘结在一起形成块状物。因此，要加入精确的计量量是很困难的。粉末的另一缺点是易形成灰尘。

众所周知，在使混凝土着色过程中，用颜料的含水混悬液代替干粉末颜料可以避免这些缺点。因此，只是不情愿地接受使用这种类型的色浆，其中包含30至70％(重量)的颜料。然而，加入水的量将导致相当高的运输成本，这尤其取决于生产场地和使用场地间的距离。而且，一同提供的大量的水在每种混凝土组成中都无法处理。

因此，建筑材料行业中大部分继续使用干粉。认为颗粒在混凝土组成中不易分散的认识至今妨碍微粒形式颜料的应用。难于分散的颜料附聚物或颗粒需要相当长的混合时间。若用建筑材料工业中经常使用的短的混合时间，那么由于很差的颜料分布，将在混凝土表面形成颜色的点描作用、条纹或孔穴。而且颜料具有的着色强度不能发挥，因而，为了达到整个混凝土部件的相同的颜色强度，需加大颜料用量。

DE-C-3619363描述了给混凝土材料着色的颜料颗粒，它们基本上含有颜料和一种或多种粘合剂，粘合剂可以增加颜料在混凝土中的分散性。下述为在混凝土中作为分散助剂的粘合剂：烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、木素磺酸盐、硫酸化聚乙二醇醚、三聚氰胺-甲醛缩合物、萘-甲醛缩合物、葡糖酸、低分子量的盐、部分酯化的苯乙烯-马来酐的共聚物及乙烯基乙酸酯和巴豆酸的共聚物。这些物质在颜料中的含量优选为2-6％(重量)。

DE-C-4119667描述了使用元素周期表中前两个主族的可溶性盐，用喷雾干燥生产颜料颗粒的方法。此方法也可用于使含水混悬液或色浆颗粒化。然而，在某些情况下，添加剂，例如加入的粘合剂，会导致粘度增加，必需加水作补偿。因此，喷雾颗粒化的经济可用性就降低了，因为要得到所述固体就要蒸发更多的水分。

US 5401313描述通过对其表面进行电化学和化学修饰的喷雾干燥，分两个阶段从含水混悬液中生产颜料粉末和颗粒。就沉淀阶段而言，该过程只能用于包含低于10％粒子的很稀颜料溶液。这意味着导致喷雾干燥阶段不可避免的高能量消耗。

如上述一些文献所述，当使用磷酸盐或木素磺酸盐，尤其以较高浓度用于混凝土中时，会导致某些不想要的作用，如，混凝土沉降时间加长。而且，尽管由于它们的高电荷密度产生的分散稳定性，但对硅酸盐却不总是适用，因为在这一过程中形成难溶化合物(由于碳化作用(carbonization))。因此，获得均匀颜色的分散时间增加。在有些情况下，由于在雾化前加入无机粘合剂使混悬液的粘度增加。然后，不得不通过相应的稀释再次形成其流动性。但是，同时由于待蒸发水量的增加，干燥成本也增加。

本发明的目的是提供无上述缺点，能生产颜料颗粒的方法。

通过使用除已知的粘合剂外，加上有机或金属有机化合物，实现这个目标是可能的。

本发明涉及生产包含一种或多种颜料或填料和一种或多种无机粘合剂的无机颜料颗粒和无机填料颗粒的方法，颗粒的含水量不超过5％(重量)，其粒径在100微米和2毫米之间。向颜料或填料的含水混悬液中加入盐作为粘合剂，除此之外再加入有机或金属有机液化剂，随后将此混悬液转变为颗粒。使有机液化剂或金属有机液化剂中的有机部分热分解，以便在所述颗粒材料中没有有机残余物。

根据本发明方法，优选向含水混悬液中加入粉末状的粘合剂和附加化合物，使所述附加有机化合物或其有机部分在颗粒化的过程中热分解或者在颗粒化过程后可选进行的干燥或热处理步骤中分解。

例如，颗粒化操作是在含有喷嘴或喷雾盘的喷雾干燥器中通过喷雾粒化进行的。然而，该操作也可以通过优选部分干燥材料的凝集制粒(平盘或转筒制粒)、混合器凝集或流化床制粒以及多种方法结合制粒来实施。制粒过程也可以通过胶料的成型，然后干燥、粉碎来实施。