发明背景
1.技术领域
本发明一般涉及包覆的微粒固体组合物,更具体地,但不是限制 性地,涉及具有沉积在其表面上的含有油脂的处理油的微粒无机固体、 对微粒无机固体进行表面处理以制造经油脂处理的微粒无机固体的方 法和将这种固体装载入聚合物组合物中的方法。
2.发明背景
在包括涂料、塑料和纸行业的许多行业中将微粒无机颜料用作遮 光剂和着色剂。特别地,为了向最终的塑料制品赋予白色和/或不透明 性,向聚合物熔融物中添加二氧化钛颜料,所述二氧化钛颜料通常为 精细分开的粉末形式。
通常,微粒颜料在这种应用中的效力取决于如何将颜料均匀分散 在聚合物熔融物中。鉴于此,通常以精细分开的粉末形式处理颜料。 二氧化钛,在商业化的今天由于其在配制成最终用途的产物时可提供 高不透明性的能力而最广泛使用的白色颜料,为了将赋予用其配制的 材料的不透明性能最大化以精细分开的粉末的形式进行处理。然而, 二氧化钛粉末本身是粉尘且在粉末自身处理期间、尤其是在最终用途 的产物的配制、复合和制造期间经常展示差的粉末流动特性。另外, 这些颗粒典型地具有亲水性表面,使其难以并入疏水性材料如塑料中, 由此其实现最佳分散所需要的时间周期长和/或所需要的能量水平高。
为此,对二氧化钛颗粒表面进行化学改性是实现最佳的颜料不透 明性和良好流动特性的一种优选方法。典型地向微粒二氧化钛中添加 表面处理剂;然而,表面处理剂的选择通常是功效、成本、与塑料中 其他添加剂的相容性与在塑料中的表现性能之间的一种折衷。
已经对多种处理进行了研究。例如美国专利7,601,780公开了一种 利用长链脂肪酸处理的硅烷化的无机粉末且美国专利申请公布 2003/0029359A1公开了利用聚饱和的和不饱和的脂肪酸酯处理的颜 料颗粒。美国专利6,646,037公开利用烷基磺酸盐处理二氧化钛且美国 专利6,765,041公开利用烷基磷酸酯进行处理。还已经使用有机硅化合 物。例如美国专利4,061,503公开利用硅氧烷化合物处理微粒二氧化钛 以提高二氧化钛在颜料含颜料的和/或填充的油漆和塑料、以及在增强 塑料复合组合物中的分散性能。此外,美国专利4,810,305公开利用聚 二甲基硅氧烷和特定有机聚硅氧烷进行表面处理而得到的疏水性颜料 和填料。
尽管关于二氧化钛的包覆存在许多研究,但是仍需要进一步改善。 至今,处理技术仍是成本、加工能力和最终产物性能之间的折衷。尽 管在该领域中已经完成了大量研究,但是仍需要对微粒二氧化钛表面 进行经济的表面处理以提供改善的处理、分散和最终产物的性能。
发明概述
本发明提供一种主要用于聚合基体中的包覆的微粒固体组合物、 以及用于对微粒无机固体进行表面处理并将微粒二氧化钛装载入聚合 物浓缩物中的方法。本发明的包覆的微粒固体组合物包括具有沉积在 其表面上的含有油脂的处理油的微粒无机固体。任选地,微粒无机固 体包括二氧化钛、硫化锌、氧化锌、氧化铁、氧化铅、氧化铝、二氧 化硅、氧化锆和氧化铬、高岭土、滑石、云母或碳酸钙的底物微粒。 所述处理油能够包含含有油脂的植物油,或能够包括甘油酯如甘油三 酯和甘油二酯。任选地,所述处理油包括磷脂。
对微粒无机固体进行表面处理以制造油脂包覆的微粒固体的方法 包括提供微粒无机固体并将所述微粒无机固体与含有油脂的处理油进 行混合以形成油脂包覆的微粒固体。所述微粒无机固体能够包括二氧 化钛底物,在此情况中,所述方法任选地包括干燥步骤。当具有二氧 化钛底物的这种微粒无机固体也经历过滤和洗涤步骤时,在过滤和洗 涤步骤之后,但在干燥步骤之前,能够实施将所述微粒无机固体与包 含油脂的所述处理油进行混合物的步骤。任选地,将包含二氧化钛的 油脂包覆的微粒固体进行微粉化并在所述微粉化步骤之前或期间将所 述包含油脂的处理油与所述微粒无机固体混合。在另一个实施方案中, 在微粉化步骤之后,将所述包含油脂的处理油与所述微粒无机固体混 合。
将微粒二氧化钛装载入聚合物浓缩物中的方法包括如下步骤。将 包含油脂的处理油与微粒二氧化钛混合以形成油脂包覆的微粒二氧化 钛。然后,将所述油脂包覆的微粒二氧化钛与聚合物树脂混合以形成 包含油脂包覆的微粒二氧化钛的聚合物浓缩物,所述油脂包覆的微粒 二氧化钛以所述聚合物浓缩物的约50%~约85重量%的量存在。
由此,利用(1)本领域中已知的技术;(2)此处主张和/或公开的发 明方法、方法论、设备和组合物的上述一般描述;和(3)如下本发明 的详细描述,将使得此处主张和/或公开的发明方法、方法论、设备和 组合物的优势和新颖性对于本领域技术人员变得明显。
发明详述
在对本发明的至少一个实施方案进行详细说明之前,应理解,在 本申请中不能将本发明限制为如下说明中所提出的构造、实验、示例 性数据和元件排列的细节。本发明能够具有其他实施方案或能够以多 种方式实践或实施。此外应理解,本文中所使用的术语用于说明的目 的且不应认为是限制性的。
需要一种新型的微粒颜料包覆技术,所述技术能够以成本高效的 方式提高堆密度并改进在塑料中的分散性能和抗裂孔性。如上所述, 为了制备这种颜料,已经对多种方法进行了研究,但是所述方法典型 存在在功效、成本、与塑料中其他添加剂的相容性以及在塑料中的表 现性能之间的折衷。惊奇地发现,利用油脂如植物油对微粒无机固体 进行包覆能够提高堆密度,提高在塑料材料中的分散性能,并能够提 供优异的性能性质如在塑料材料中的抗裂孔性。
用于形成包覆的微粒固体组合物的并通常用于塑料材料中的合适 底物微粒的实例包括但不限于,二氧化钛、硫化锌、氧化锌、氧化铁、 氧化铅、氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化铬、高岭土、滑石、云母 和碳酸钙。
含油脂的处理油能够在宽范围上存在于微粒无机固体上且主要取 决于粒度。粒度能够为约0.001微米~约20微米。当认为微粒无机固 体是填料或增量剂如高岭土、碳酸钙、滑石和云母时,所述粒度的范 围通常为约0.5微米~约20微米。关于专门用于颜料目的的微粒无机 固体,平均粒度为约0.1微米~约0.5微米。通常,当微粒无机固体是 颜料形式的二氧化钛时,平均粒度为0.15微米~0.35微米。当微粒无 机固体是透明二氧化钛时,平均粒度典型地为约0.01~0.15微米,而超 细或纳米颗粒固体能够具有约0.001微米~约0.1微米的平均初始粒度。 当微粒无机固体的形状大致为球形时,这些度量代表直径。当微粒无 机固体的形状为针状或非球形时,则这些度量代表最长维度的度量。
总体上,基于沉积包含油脂的处理油之前微粒无机固体的重量, 所述含油脂的处理油以微粒无机固体的约0.1%~约25重量%的量存 在于微粒无机固体上。然而,当用于填料和颜料应用中时,其中微粒 无机固体具有约0.1微米~约20微米的粒度,则基于沉积包含油脂的 处理油之前微粒无机固体的重量,所述含油脂的处理油典型地以微粒 无机固体的约0.1%~约5重量%的量存在于表面上。在某些应用中, 使用具有约0.001微米~0.1微米平均初始粒度的超细粒度,且由于表 面积更高,所以基于沉积包含油脂的处理油之前微粒超细无机固体的 重量,所述含油脂的处理油通常以微粒超细无机固体的约10%~约25 重量%的量存在于表面上。
在一个实施方案中,所述微粒无机固体包含二氧化钛底物。任意 形式的二氧化钛都适用于本发明的颗粒。优选地,所述二氧化钛处于 金红石或锐钛矿形式。通过任意一种已知方法如硫酸盐法或氯化物法 能够制备二氧化钛。
用于本发明中的二氧化钛包括约0.001微米~约20微米(μm)的宽平 均粒度。如上所述,为了用于典型的颜料应用中,二氧化钛典型具有 约0.15μm~约0.35μm(下文中称作“颜料粒度范围”)的粒度。通常,颜 料二氧化钛具有约0.2μm~约0.35μm的粒度。在某些应用中,使用 具有约0.001μm~0.15μm(下文中称作“超细粒度范围”)的平均初始粒 度(微晶尺寸)的超细粒度。超细二氧化钛通常是由小的锐钛矿初始微 晶构成的沉淀材料,典型地在几纳米(nm)大小的数量级上。这些微晶 进一步粘结在一起以形成通常称作初始聚集体的形式,所述初始聚集 体的直径典型地为0.05微米(50nm)~0.1微米(100nm)。这些初始聚集 体进一步粘结在一起而形成直径为约1或2微米(1~2μm)的附聚物, 所述直径是通过D50(中值粒径)测得的。由此最终附聚物颗粒具有内 孔网络。
应注意,在超细颗粒的情况中,术语“初始粒度”是指微晶尺寸 而不是聚集体或附聚物的粒度。为了避免混淆,当在下文中和在附属 权利要求书中是指微晶尺寸时,术语“微晶尺寸”会同时附于术语“平 均初始粒度”之后。
二氧化钛可以为直接由制造方法如氯化物法或硫酸盐法直接得到 的未处理的二氧化钛。或者,可以在利用本发明的含油脂的处理油进 行处理之前或之后利用至少一种包覆材料对二氧化钛进行处理。合适 的包覆材料包括无机氧化物如氧化铝、二氧化硅、氧化锆;无机磷酸 盐;酸溶性二氧化钛;及其混合物等。例如利用氧化铝(Al2O3)对金红 石二氧化钛(TiO2)进行包覆。按相对于TiO2的Al2O3计,氧化铝的量 优选为0.01%~1.0重量%。将金属氧化物沉积到二氧化钛上的方法对 本领域技术人员是熟知的。优选地,通过湿法处理或通过气相沉积添 加金属氧化物。合适的有机包覆材料包括但不限于,硅氧烷、有机卤 代硅烷、有机膦化合物、有机磺酸化合物、多元醇如三羟甲基丙烷和 烷醇胺如三乙醇胺。
本发明的处理油包含油脂。油脂是一类自然产生的分子,其包括 脂肪、蜡、固醇、脂溶性维他命(例如维他命A、D、E和K)、甘油单 酯、甘油二酯、甘油三酯和磷脂等。甘油酯,也称作酰基甘油,是由 甘油和脂肪酸形成的酯。甘油具有三个羟基官能团,其能够利用一个、 两个或三个脂肪酸进行酯化以形成甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯。 植物油和脂肪例如主要含有甘油三酯,即三摩尔脂肪酸酯化一摩尔甘 油。如本文中和附属权利要求书中所使用的术语“甘油酯处理油”是 指含有一种或多种甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯或其组合的处理油。
基于沉积处理油之前微粒无机固体的重量,所述甘油酯处理油以 微粒无机固体的约0.1%~约25重量%的量存在于微粒无机固体的表 面上。关于包含在颜料粒度范围内的二氧化钛颗粒的微粒无机固体, 基于沉积甘油酯处理油之前微粒无机固体的重量,所述甘油酯处理油 典型地以微粒无机固体的约0.1%~约5重量%的量存在于表面上。关 于包含超细粒度范围的二氧化钛颗粒的微粒无机固体,基于沉积甘油 酯处理油之前微粒超细无机固体的重量,所述甘油酯处理油典型地以 微粒无机固体的约5%~约25重量%的量存在于表面上。
在某种程度上,具体甘油酯处理油的特征取决于存在于各种甘油 三酯分子中的实际的脂肪酸。认为直链脂肪酸是饱和的,且其在甘油 三酯混合物中以高比例存在易于使其成为固体。认为含有一个双键的 脂肪酸是单不饱和的,最普通实例是油酸,其与硬脂酸类似,具有18 个碳原子。认为具有两个或三个双键的脂肪酸是多不饱和脂肪酸且其 存在典型地会降低熔点。由此,含有高比例单不饱和或多不饱和脂肪 酸的甘油三酯易于是液体。
本发明的处理油能够还包含磷脂。磷脂是典型含有甘油二酯、磷 酸根基团和简单有机分子的一类油脂。磷脂具有含有带负电的磷酸根 或其他基团的亲水“头”和通常由长脂肪酸烃链构成的疏水“尾”。 其物理结构使得磷脂与亲水性和疏水性表面和材料两者都相容。
当处理油包含磷脂时,基于沉积处理油之前微粒无机固体的重量, 所述磷脂以微粒无机固体的约0.1%~约25重量%的量存在于微粒无 机固体的表面上。关于包含在颜料粒度范围内的二氧化钛颗粒的微粒 无机固体,基于沉积处理油之前微粒无机固体的重量,所述磷脂典型 地以微粒无机固体的约0.1%~约5重量%的量存在于表面上。关于包 含超细粒度范围的二氧化钛颗粒的微粒无机固体,基于沉积处理油之 前微粒超细无机固体的重量,所述磷脂典型地以微粒无机固体的约 5%~约25重量%的量存在于表面上。
植物油提供用于本发明处理油的优异的油脂源。合适的植物油包 括食用油、用于生物燃料的油、干性油和含有油脂并得自植物的其他 油类。适用于本发明的主要的可食用植物油的实例包括但不限于,蓖 麻油、椰子油、玉米油、棉籽油、大麻油、芥末油、橄榄油、棕榈油、 花生油、油菜籽油(菜籽油)、米糠油、红花油、芝麻油、大豆油和向 日葵籽油。其他合适的可食用油包括坚果油如杏仁油、腰果油、榛子 油、澳大利亚坚果油、美洲山核桃油、花生油、松树油等。还能够使 用得自瓜和葫芦籽的油。关于甘油酯处理油和包含磷脂的处理油,沉 积在微粒无机固体表面上的植物油的量优选为如上所述。
油和脂肪通常根据其熔点进行区分;油在室温下是液体,脂肪是 固体。然而,如本文中和附属权利要求书中所使用的术语“植物油” 是指得自植物的任何含有油脂的油或脂肪,与材料在室温下是固体或 液体无关。如果期望,通过加热或通过例如溶于适当溶剂中,固体脂 肪易于转化成液体形式,因此油与脂肪之间的区别不是必需的。
用于添加含有油脂的处理油的方法与添加其他表面处理剂的方法 类似,所述方法富有弹性并易于并入制造方法如二氧化钛制造方法中。 由此,在制造微粒无机固体期间存在许多可添加含有油脂的处理油的 位置且本文中所述的添加点并不意味着是详尽的。其间添加含有油脂 的处理油的最佳点将部分地取决于将其并入的方法。
在二氧化钛微粒的情况中,并在最简单方法中,可通过向其中已 经存在二氧化钛的系统中喷雾或倾倒来添加所述含有油脂的处理油。 为了提高含有油脂的处理油的分布的均匀性,优选使用混合装置以混 合或搅拌含有油脂的处理油和二氧化钛。可使用诸如安装有用于向粉 末中施加液体的增强棒的V形壳共混器或现在已知的或本领域技术人 员将来会已知的其他合适混合装置。
一种优选混合装置是微粉化器。可将含有油脂的处理油和待研磨 的二氧化钛粉末计量加入微粉化器或射流粉碎机中。可在从室温到高 达250℃以上的温度下使用空气或蒸汽微粉化技术。
在常规制造方法中,作为进一步的实例,可将含有油脂的处理油 添加至喷雾干燥器进料或再浆化的滤饼中、添加至高强度研磨装置中、 在微粉化之前或同时添加至微粉化器进料中或添加至干燥的微粉化产 物中。如果利用砂磨机以校正粒度,则能够向例如砂磨机出料中添加 含有油脂的油。在干燥时,含有油脂的油在颗粒表面上形成涂层。在 某些实施方案中,期望在所有过滤和洗涤阶段之后,但在所有干燥阶 段之前,添加含有油脂的处理油。在这种情况中,在搅拌的同时向流 化的、洗涤的滤饼中添加含有油脂的处理油,以确保含有油脂的处理 油在二氧化钛颗粒中的均匀混合。
如果向干燥的二氧化钛如喷雾干燥器产物或微粉化器进料或产物 中添加含有油脂的处理油,则需要特别小心以确保含有油脂的处理油 与二氧化钛粉末的均匀混合。例如通过使用安装有增强棒的V形壳共 混器或通过使用其他合适混合装置来完成。如果将含有油脂的处理油 与喷雾干燥器产物或微粉化器进料合并,则使用蒸汽或空气对经处理 的二氧化钛进行流体能研磨以制造经处理的、精制的二氧化钛。或者, 可直接向微粉化的精制的二氧化钛中添加含有油脂的处理油。在某些 情况中,期望分阶段例如向两个或三个工艺点中添加含有油脂的处理 油。
关于包覆的微粒固体组合物,含有油脂的处理油的组成和量为如 上所述。一旦形成油脂包覆的颜料,则可将其与聚合物合并。本发明 表面处理的性质使得经处理的颜料易于并入聚合物基体中。短语“聚 合物基体”是指包含聚合物和油脂包覆的颜料的物质。可用于本发明 中的聚合物包括:未取代的乙烯单体的聚合物,包括聚乙烯、聚丙烯、 聚丁烯和乙烯与含有4~12个碳原子的α-烯烃或乙酸乙烯的共聚物; 乙烯基均聚物、丙烯酸类均聚物和共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯 乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和聚醚。其他合适的聚合物类型包括但 不限于,聚氯乙烯、聚氨酯、聚砜、聚酰亚胺、聚酯和氯化的聚酯、 聚氧乙烯、酚醛塑料、醇酸树脂、氨基树脂、环氧树脂、苯氧基树脂 和乙缩醛树脂。
油脂包覆的颜料可以与聚合物合并并具有高达约87重量%的载 量,所述量基于聚合物基体的重量计。根据应用,油脂包覆的二氧化 钛和聚合物的组合物能够含有其他添加剂、填料和颜料。硫化锌、硫 酸钡、碳酸钙、硬脂酸锌及其组合是用于所述组合物中的优选颜料。 所使用的油脂包覆的二氧化钛的量可随最终应用而变化。
一种便捷的技术是首先制备油脂包覆的二氧化钛与有机聚合物的 浓缩物并然后将所述浓缩物与更多的有机聚合物混合以实现期望的重 量比。所述聚合物浓缩物典型地具有基于聚合物基体的重量计约 50%~约87重量%的油脂包覆的颜料的载量并通常基于聚合物基体的 重量计高达75%~约87重量%。将这种载量用作母料。“母料”是指 共混在一起并然后与一种或多种其他成分共混的两种以上物质的混合 物,所述成分可以与所述首先的两种物质中的任意一种物质相同或不 同。利用油脂包覆的颜料生产母料的方法对于本领域技术人员是已知 的。例如能够将油脂包覆的二氧化钛颜料与有机聚合物干燥共混并然 后在熔融物中混合。例如通过使用Banbury混合器或双螺杆挤出机能 够实现该操作。
惊奇且出乎意料地发现,本发明经处理的颜料的堆密度增大且在 塑料中的分散性能提高。还发现,本发明经处理的颜料向其所并入的 聚合物提供了更大的抗裂孔性。
为了进一步显示本发明,给出了如下实例。然而应理解,所述实 例仅用于示例性目的且不应解释为用于限制本发明。
实施例1
在搅拌下在60℃下对10kg中性底物氧化剂排料浆体(42.5%的固 体)进行加热,同时添加54.7gm的铝酸钠溶液(23.3%的Al2O3)。利用 50%的NaOH将制得的0.3%的氧化铝底物的pH升至8.4并将混合物 继续混合另外15分钟,同时将温度保持在60℃下。然后,对浆体进 行过滤并利用4250gm的热水进行洗涤。将得到的滤饼再次浆化并用 于表面处理。
将等价于1200gm干燥颜料的上述制备的滤饼在水中再次浆化以 形成35~40%的固体浆体;添加0.7%(8.4gm)的MAZOLATM玉米油, 并在室温下将混合物搅拌5分钟。所述玉米油采购自零售食品供应商。 然后将浆体在60℃下干燥过夜,通过#8目筛网进行过筛,然后微粉化。
实施例2
按实施例1制备了实施例2,但利用8.4gm的LouAnaTM菜籽油对 滤饼进行处理。所述菜籽油采购自零售食品供应商。
实施例3
按实施例1制备了实施例3,但利用8.4gm的GIANTTM橄榄油对 滤饼进行处理。所述橄榄油采购自零售食品供应商。
实施例4
按实施例1制备了实施例4,但利用8.4gm的WESSONTM大豆油 对滤饼进行处理。所述大豆油采购自零售食品供应商。
实施例5
按实施例1制备了实施例5,但利用8.4gm的HOLLYWOODTM红花油对滤饼进行处理。所述红花油采购自零售食品供应商。
比较例
按实施例1制备了比较例,但利用基于干燥颜料的重量计0.60重 量%的三乙醇胺对滤饼进行处理。
裂孔评价
含有颜料的聚合物的高温稳定性是商业聚合物膜、尤其是聚乙烯 膜应用的重要性质。空隙或“裂孔”伴随着膜的失效且可在塑料膜中 展示为空隙或孔。认为裂孔是在特定重量百分比颜料载量和加工温度 下挥发性的度量。下表1显示了通过Mitsubishi CA-200 MoistureMeterTM在300℃下确定的水份%。在试验之前在50%湿度下 在23℃下将所有颜料试样调理24小时。所述试样载量为0.25~0.3gm。 将氮气用于吹扫。
将利用上述含甘油三酯的植物油包覆的颜料的水份含量示于表1 中。认为水份含量低于0.35%是可接受的,低于0.28%是优异的。
使用Haake Record 9000计算机控制的扭矩流变仪对制备的50% 的TiO2的浓缩物试样进行裂孔试验。由此,将125g TiO2和125g由 Dow化学公司制造的低密度聚乙烯LDPE 722TM进行干燥共混并添加 至具有在50rpm下运行的转子的75℃的预加热室中。在添加 TiO2/LDPE混合物之后的一分钟,将所述室的温度升至105℃。因混 合过程而产生的摩擦热使得加快了将TiO2并入LDPE中的速率,直 至实现稳态混合物。将所述浓缩物从混合室中移出并放入Cumberland 碾碎机中以得到精细成粒的50%的浓缩物试样。在23℃和50%相对 湿度下将成粒的浓缩物调理48小时。然后,将这些浓缩物放入Dow Chemical 722TM LDPE中以在最终膜中实现20%的TiO2载量。
在安装有铸造膜冲模的1英尺挤出机上运行裂孔评价。使用625 ℉模具、515℉夹环、415℉区域3、350℉区域2和300℉区域1的温 度轮廓。将螺杆速度设定在约90rpm下。使用与挤出机连接设置的 25.4cm的研磨的铬冷却辊来保持75μm的膜厚度,并对所述膜进行 冷却和传输。所述冷却辊距离模唇的距离为约22mm且温度为约 27℃。
在将TiO2/LDPE混合物放入料斗中之后,对材料进行清洗直至首 先在膜中注意到白色调。为了确保TiO2在膜中的浓度已经稳定,在两 分钟的时间间隔之后,记录观察到裂孔并得到试样膜。然后利用LDPE 对挤出机进行清洗,直至膜变透明。通过对将膜试样放置在黑色表面 上而产生的孔的相对尺寸和数目进行计数,确定了裂孔性能。将关于 利用上述植物油包覆的颜料的裂孔评价结果示于表1中。使用1.0~3.0 等级体系。在无裂孔时给予等级1,对显示开始出现裂孔的膜给予等 级2,并将具有极端裂孔的膜给予等级3。使用0.1的增量以提供试样 之间相对性能的显示。
表1裂孔试验结果
堆密度
使用由Copley Scientific制造的Tapped Density TesterTM型号 #JV2000进行堆密度试验。在无任何振动的条件下利用颜料对250ml 的量筒进行填充,直至250标记。记录最高高度和重量。将松散的堆 密度确定为(单位为gm的重量/单位为cm3的最高高度)。然后将机械 设置为振动并持续5分钟并重新记录最高高度。按照(单位为gm的重 量/单位为cm3的振动之后的最高高度)对密实堆密度进行计算。
将堆密度试验的结果示于表2中。认为0.6~0.8的密实堆密度是可 接受的,同时超过0.8认为是优异的。
表2堆密度试验结果
分散试验
使用小型实验室挤出设备,通过测量落入挤出机筛网堆叠的各筛 网的颜料的相对量得到了分散入有机聚合物中的颜料的度量。使用具 有低密度聚乙烯的75%TiO2的浓缩物基体运行试验,所述基体使用 HaakeTM 3000 Rheomix混合器制得。利用HaakeTM 9000 Rheocord扭 矩流变仪对所述混合器进行控制和监测。将337.7g微粉化的TiO2和 112.6g由Equistar制造的NA209LDPE进行干燥共混并添加至75℃ 下的具有在50rpm下运行的转子的混合室中。在将干燥共混物引入 混合室中之后一分钟,将混合器温度程序升温至120℃。在实现稳态 混合物之后,将复合物混合另外3分钟。将所述复合物从所述室移出 并使用Cumberland压碎机进行成粒。
使用安装有长度与直径之比为20:1的螺杆的Killion单螺杆挤出机 (型号为KL 100)进行分散试验。从区域1到模具,将挤出机分别在330 ℉(166℃)、350℉(177℃)、390℉(199℃)和380℉(193℃)下进行预 加热,并在70rpm下运行。将由Equistar制造的1000g NA952 LDPE 清洗物通过所述系统,并安装新的筛网堆叠。所述筛网堆叠由从模具到 挤出机喷口的40/500/200/100目筛子构成。在温度稳定之后,将133.33g 成粒的75%TiO2浓缩物试样基体进料至挤出机中。随后利用1500g NA952清洗物,同时进料料斗清空。在将LDPE清洗物挤出之后,将筛 网除去,分离并使用源自X射线荧光分光计的测量的相对计数技术进行 试验。关于堆叠中100、200和500目筛网,得到了每秒TiO2的计数次 数并进行加和以得到分散结果。
将分散结果示于表3中。期望每秒的TiO2计数较低。计数结果小于 5000认为代表良好分散,且小于2000认为是优异分散。
表3分散试验结果(TiO2计数/秒)
试样 描述 100 200 500 合计 实施例1 0.7%的玉米油 348 163 281 792 实施例2 0.7%的菜籽油 305 133 242 680 实施例3 0.7%的橄榄油 174 128 204 506 实施例4 0.7%的植物油 761 196 172 1129 实施例5 0.7%的红花油 534 201 216 951 比较例 0.6%的三乙醇胺 -- -- -- 13700
根据上述实例和说明可清楚,为了实现所述目的并得到本文中所 述的优势、以及此处提供的发明内容中的固有优势,可良好采用本发 明的方法、方法论、设备和组合物。尽管为了本公开内容而已经对本 发明目前的优选实施方案进行了说明,但是应理解,可完成大量改变, 所述改变对于本领域技术人员自身是易于理解的并可在此处主张和公 开的本文中所述的本发明方法、方法论、设备和组合物的范围内完成。