抗渗色二氧化硅和硅酸盐颜料及其制备方法技术

公开了包含阴离子染料、季铵化合物和具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料的抗渗色有色颜料颗粒。还提供了制造这些有色颜料颗粒的相关方法。

Impermeable silica and silicate pigments and their preparation methods

Comprising an anionic dye, quaternary ammonium compound and silica with negative zeta potential and / or silicate material impervious color colored pigment particles. The related methods for the manufacture of these colored pigment particles are also provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗渗色二氧化硅和硅酸盐颜料及其制备方法相关申请的引用本申请作为PCT国际专利申请于2016年5月4日提交，并要求于2015年5月8日提交的美国临时申请序列号62/158,577的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。专利技术背景本专利技术涉及具有改善的抗渗色的基于二氧化硅的有色颜料和基于硅酸盐的有色颜料。专利技术概述提供本概述是以简化的形式介绍在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在确定所要求保护主题的需要或基本特征。本概述也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。本文中公开和描述了有色颜料颗粒。根据本专利技术的各个方面，这样的有色颜料颗粒可以包含(i)具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料、(ii)阴离子染料和(iii)季铵化合物。本文还提供了生产有色颜料颗粒的方法。代表性的方法可以包括(a)使具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料与季铵化合物接触以形成经处理的颗粒，和(b)使经处理的颗粒与阴离子染料接触以形成有色颜料颗粒。在本专利技术的这些和其他方面中，季铵化合物与二氧化硅和/或硅酸盐材料(总计)的比率通常可以在足以实现1重量％的干燥二氧化硅和/或硅酸盐材料在去离子水中的混合物的零mVζ电位季铵化合物的量的约1％至约400％(或约10％至约300％，或约50％至约150％等)的范围内。另外地或替代地，阴离子染料与季铵化合物的重量比通常可在约0.01：1至约0.72：1的范围内，或约0.02：1至约0.36：1，或约0.04：1至约0.24：1等。有利的是，本文所涵盖的有色颜料颗粒通常可以在水中表现出基本上不渗色。前面的概述和下面的详述二者提供了实例并且仅是说明性的。因此，前面的概述和下面的详述不应被认为是限制性的。此外，除了在本文阐述的那些之外，还可以提供特征或变化。例如，某些方面可以涉及在详述中描述的各种特征组合和子组合。附图简述图1给出了使用二氧化硅载体A-B的实施例1-2的ζ电位(mV)与mgCTAB/克干燥二氧化硅的关系图。定义为了更清楚地定义本文使用的术语，提供以下定义。除非另外指明，否则以下定义适用于本公开。如果在本公开中使用了某个术语，但在本文中没有具体定义，则可以应用来自IUPAC化学术语汇编(IUPACCompendiumofChemicalTerminology)第2版(1997)的定义，只要该定义不与本文所用的任何其他公开或定义相冲突或者不使该定义所适用的任何权利要求不确定或不能实施即可。在达到通过引用并入本文的任何文献提供的任何定义或运用与本文提供的定义或运用冲突的程度时，以本文提供的定义或运用为准。这里，主题的特征可以被描述为使得在特定方面内可以考虑不同特征的组合。对于本文公开的每个和各个方面以及每个和各个特征，不会有害地影响在此描述的设计、组合物、工艺或方法的所有组合都被考虑并且可以互换，无论是有或没有特定组合的明确描述。因此，另有明确说明，否则本文公开的任何方面或特征可以组合以描述符合本公开的专利技术性设计、组合物、工艺或方法。尽管在本文中组合物和方法以“包含”各种组分或步骤描述，但是除非另有说明，否则组合物和方法也可以“基本上由各种组分或步骤组成”或“由各种组分或步骤组成”。例如，符合本专利技术的方面的有色颜料颗粒可以包含以下物质；或者，可以基本上由以下物质组成；或者，可以由以下物质组成：(1)二氧化硅和/或硅酸盐材料，(2)阴离子染料，和(3)季铵化合物。除非另有说明，否则术语“一”、“一个(种)”和“该”旨在包括复数个(例如至少一个)备选物。通常，使用在化学和工程新闻(ChemicalandEngineeringNews)，63(5)，27,1985中公布的元素周期表的版本中指出的编号方案来指明元素的族。在一些情况下，元素族可以使用指定给该族的常用名称来表示；例如，对于第1族元素为碱金属，对于第2族元素为碱土金属等。术语“接触”在本文中用于指材料或组分可以被共混、混合、浆化、溶解、反应、处理或以一些其他方式或通过任何适合方法接触或组合。除非另有说明，否则材料或组分可以任何顺序、以任何方式和任何时长在一起接触。尽管在本专利技术的实践或测试中可以使用与本文描述的那些相似或等同的任何方法和材料，但是在本文中描述了典型的方法和材料。本文中提到的所有出版物和专利出于描述和公开的目的结合到本文中，例如，出版物中描述的构造和方法可以结合目前描述的专利技术来使用。在本专利技术中公开了数种类型的范围。当公开或要求保护任何类型的范围时，意图是单个地公开或要求保护每个可能的数字，这样的范围可能合理地涵盖该范围(包括范围的端点)以及其中所涵盖的任何子范围和子范围的组合。作为代表性实例，在本专利技术的各个方面中，有色颜料颗粒的BET表面积可以在一定范围内。通过公开BET表面积可以在约50m2/g至约500m2/g的范围内，意图是阐述表面积可以是在该范围内的任何表面积，例如可以等于约50m2/g、约100m2/g、约150m2/g、约200m2/g、约250m2/g、约300m2/g、约350m2/g、约400m2/g、约450m2/g或约500m2/g。另外，表面积可以在约50m2/g至约500m2/g的任何范围内(例如约100m2/g至约400m2/g)，并且这也包括约50m2/g和约500m2/g之间的范围的任何组合(例如，表面积可以在50m2/g至约150m2/g或约250至约350m2/g的范围内)。同样，本文公开的所有其他范围应该以类似于这个实例的方式解释。专利技术详述本文公开了抗渗色颜料颗粒、用于生产该有色颜料颗粒的方法以及包含该有色颜料颗粒的组合物和制品。意想不到的是，发现二氧化硅和/或硅酸盐材料、阴离子染料和季铵化合物的某些组合以及这些组分各自的相对量可以产生具有令人意外的抗渗色性质的有色颜料颗粒。尽管不希望受以下理论的束缚，但认为，基于二氧化硅和/或硅酸盐材料的量，季铵化合物太少会导致颜料颗粒具有非常小的(如果有的话)颜色饱和度而没有渗色，而相比之下，过多的季铵化合物不一定更好，意想不到地导致不与二氧化硅和/或二氧化硅材料缔合的未缔合的染料复合物(unassociateddyecomplex)，并因此引起显著的渗色。此外，虽然不希望受以下理论的束缚，但认为，基于季铵化合物的量，太少的染料可能导致具有微弱颜色或低颜色饱和度的颜料颗粒，而相比之下，太多染料会导致未缔合的染料和显著的渗色。此外，发现具有最有利的性质组合的有色颜料颗粒意想不到地具有以特定比例的季铵化合物的量(基于二氧化硅和/或硅酸盐材料的量)和阴离子染料的量(基于季铵化合物的量)。有色颜料颗粒与本专利技术的方面一致，有色颜料颗粒可包含(i)具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料，(ii)阴离子染料，和(iii)季铵化合物。在本专利技术的一个方面，具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料可以包含二氧化硅材料(一种或多于一种)，而在另一方面，具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料可以包含硅酸盐材料(一种或多于一种)。并且，另一方面，具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料可以包含二氧化硅材料和硅酸盐材料的混合物或组合。因此，根据本专利技术，可以使用两种或更多种不同的二氧化硅材料、两种或更多种不同的硅酸盐材料、或二氧化硅材料和硅酸盐材料的混合物或组合。与本文档来自技高网...

【技术保护点】
有色颜料颗粒，其包含：(i)具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料；(ii)阴离子染料；和(ⅲ)季铵化合物；其中：所述季铵化合物与所述二氧化硅和/或硅酸盐材料的比率在所述季铵化合物的以重量计某个量的约1％至约400％的范围内，所述某个量的季铵化合物足以实现1重量％的干燥二氧化硅和/或硅酸盐材料在去离子水中的混合物的零mVζ电位；且基于所述季铵化合物的重量，所述阴离子染料的重量比在约0.01:1至约0.72:1的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.08 US 62/158,5771.有色颜料颗粒，其包含：(i)具有负ζ电位的二氧化硅和/或硅酸盐材料；(ii)阴离子染料；和(ⅲ)季铵化合物；其中：所述季铵化合物与所述二氧化硅和/或硅酸盐材料的比率在所述季铵化合物的以重量计某个量的约1％至约400％的范围内，所述某个量的季铵化合物足以实现1重量％的干燥二氧化硅和/或硅酸盐材料在去离子水中的混合物的零mVζ电位；且基于所述季铵化合物的重量，所述阴离子染料的重量比在约0.01:1至约0.72:1的范围内。2.权利要求1的颜料颗粒，其中：所述季铵化合物与所述二氧化硅和/或硅酸盐材料的比率在所述季铵化合物的以重量计某个量的约50％至约300％的范围内，所述某个量的季铵化合物足以实现1重量％的干燥二氧化硅和/或硅酸盐材料在去离子水中的混合物的零mVζ电位；且基于所述季铵化合物的重量，所述阴离子染料的重量比在约0.02:1至约0.24:1的范围内。3.权利要求1的颜料颗粒，其中：所述有色颜料颗粒的特征在于pH在约5至约9的范围内；季铵化合物与二氧化硅和/或硅酸盐材料的比率在所述季铵化合物的以重量计的某个量的约75％至约200％的范围内，所述某个量的季铵化合物足以实现1重量％的干燥二氧化硅和/或硅酸盐材料在去离子水中的混合物的零mVζ电位；且基于所述季铵化合物的重量，所述阴离子染料的重量比在约0.02:1至约0.18:1的范围内。4.权利要求1的颜料颗粒，其中所述有色颜料颗粒的特征在于：平均粒径在约1μm至约1000μm的范围内；BET表面积在约1m2/g至约1200m2/g的范围内；吸油值在约30cc/100g至约600cc/100g的范围内；pH在约3至约10.5的范围内；和堆积密度在约3磅/立方英尺至约60磅/立方英尺的范围内。5.权利要求1的颜料颗粒，其中所述二氧化硅和/或硅酸盐材料包含沉淀二氧化硅。6.权利要求1的颜料颗粒，其中所述二氧化硅和/或硅酸盐材料包含碱金属铝硅酸盐颗粒、碱土金属改性的碱金属铝硅酸盐颗粒或其组合。7.权利要求1的颜料颗粒，其中所述二氧化硅和/或硅酸盐材料的特征在于：平均粒径在约1μm至约1000μm的范围内；BET表面积在约1m2/g至约1200m2/g的范围内；孔体积在约0.5cc/g至约6cc/g的范围内；吸油值在约30cc/10...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·W·纳西维拉，K·W·加利斯，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE