含有铝的钒酸铋颜料在着色涂料粉末中的用途的制作方法

文档序号:3818982阅读:288来源:国知局

专利名称::含有铝的钒酸铋颜料在着色涂料粉末中的用途的制作方法含有铝的钒酸铋颜料在着色涂料粉末中的用途本发明涉及含有>1.4重量%铝的钒酸铋颜料在着色粉末涂料中的用途。本发明进一步涉及包含这些钒酸铋颜料作为着色组分的粉末^fr和粉末涂层。本发明涉及新的钒酸铋颜料,其具有包含微溶性的铝化合物和钩化合物的涂层且颜料的铝含量基于整个颜料为>1.4重量%。钒酸铋颜料长时间以来是已知的且尤其用于着色涂料和塑料。除可存在于单斜或四方晶体的多晶型体中的纯的BiV04颜料外,还描述了一系列其中一些金属原子和/或氧原子被其它金属和/或非金属替换的BiV04颜料。为改进它们的实施性能,尤其是它们的热稳定性、耐气候性和耐化学性,钒酸铋颜料经常具有金属磷酸盐的保护壳,以及金属氣化物和/或金属氟化物的保护壳,这些保护壳通过使磷酸盐、氧化物或氢氧化物以及氟化物优选从对应金属的可溶性盐的水溶液中沉淀而产生.特别常用于稳定涂层的化合物的实例是钾、锌和铝的磷酸盐及其混合物,以及铝和珪的氧化物。具有稳定铝化合物的钒酸铋颜料的涂层描述于一系列文献中。US-A-5123965公开了具有用于稳定并防止盐酸攻击的磷酸铝或磷酸铝和磷酸锌的混合物的涂层。此外,用磷酸铝或氧化铝的稳定描述于US-A-4115141中,在US-A-4752460中,用二氧化硅和氧化铝涂覆掺杂的四方钒酸铋颜料,以增加它们总的稳定性。通过依次涂覆氢氧化铝和磷酸钧稳定含磷酸盐的单斜钒酸铋颜料由EP-A-551637已知.在US-A-4063956中,通过涂覆含水的金属氧化物如氧化铝,^涂覆致密的二氧化硅层而增加单斜钒酸铋颜料的热稳定性和耐酸性。^,EP-A-723998公开了钒酸铋颜料的多重涂层,首先用磷酸钠活化以增加它们的热稳定性,其中将二氧化硅、氧化铝、磷酸铝和/或磷酸锌以及合适的话聚二甲基硅氧烷结合用作涂料。在颜料芯结构中包含铝,即掺杂铝的钒酸铋颜料由US-A-4026722和4230500已知,根据所述文献,它们通过将氧化铝和氧化铋和钒酸铵一起热处理或通过由磚酸盐固相合成而制备。此外,EP-A-640566描述了掺杂其中这些颜料通过湿法化学沉淀制备。在掺杂金属中描述了铝。最后,EP-A-1072656公开了钒酸铋颜料和包括磷酸铝在内的磷酸盐的混合物,其通过一起湿磨而制备。磷酸盐的加入提高了用钒酸铋着色的涂料的寿命;换言之,显著降低了通常随时间发生的粘度增加。这些出版物均没有涉及钒酸铋颜料在粉末M中的用途。迄今为止,必须将粉末涂料在待涂覆的表面上在高达190t:的温度下烘烤数分钟'然而,烘烤条件变得越来越苛刻,因而现在使用>19010的过烘烤温度。在这种温度下,市售的钒酸铋颜料不仅变绿,而且损害了涂料性能。因此,涂层变脆,表现有坑并对待涂覆表面的粘合差。因此,本发明的目的是纠正这些缺陷并提供用于着色粉末J^的钒酸铋颜料。因此发现了含有》1.4重量%铝的钒酸铋颜料在着色粉末涂料中的用途。当这类钒酸铋颜料用于粉末涂料中时,令人惊讶的是,既没有观察到涂层变绿,也没有观察到其它形式的上述涂层损害。通常而言,根据本发明使用的钒酸铋颜料包含1.4-10重量%,优选I.5-7重量%,更优选1.5-5重量%铝。钒酸铋颜料可具有包含微溶性铝化合物的涂层、可掺杂铝或可以呈与微溶性铝化合物的混合物形式。应理解的是这些方案的任何组合也是可以的。因此,例如具有微溶性铝化合物的涂层可与颜料芯结构掺杂铝结合。此时,其构成了本发明的优选实施方案,在颜料中或颜料上包含的铝的总和为>1.4重量%;换言之,涂层无需单独包含所需量的铝。另一优选实施方案为仅在涂层中包含铝的钒酸铋的用途。此时,以及在所有其它变型方案的情况下,钒酸铋颜料可以为四方晶体的多晶型体或优选单斜晶体的多晶型体,并且可以以任何已知的掺杂形式。例如可以参考描述于如下出版物中的颜料EP-A-074049、239526、430888、492244、551637、640566、758670和984044以及WO-A-92/11205。适用于涂层的孩i溶性铝化合物尤其为磷酸铝,尤其是正磷酸铝A1P04和包含氢氧根和/或卣化物离子的磷酸盐如AI2P04(OH)3和Al3(P04)2(OH,F)3,铝氧化物,尤其是A1203和含水铝氧化物如AIOOH和Al(OH)3,铝桂酸盐,水滑石和A1F3。优选磷酸铝和铝氧化物,特别优选AIOOH。具有微溶性铝化合物的涂层也可与具有已知用于稳定钒酸铋颜料的其它微溶性金属化合物的涂层结合。此时,铝化合物和其它金属化合物可在一层中,如包括混合的盐形式,或者可以以依次的层施加。微溶性金属化合物的实例为金属磷酸盐,尤其是碱土金属如镁、钙和锶,锌和稀土金属如镩的磷酸盐,优选磷酸钾,以及微溶性金属氧化物如二氧化硅、二氧化锆和氧化锌,应理解的是也可以使用这些化合物的混合物以及混合的磷酸盐如(Ca,Zn)3(P04)2,选的未涂覆或已涂覆稳^剂层的基础颜料的含水悬浮液与铝盐如硝酸铝或硫酸铝的溶液相互剧烈混合,并将混合物维持在适合微溶性铝化合物沉淀且通常为3-10,尤其是5-8的pH下来沉淀反应而制备,其中需存在磷酸盐源如磷酸以沉淀磷酸铝。同样可以沉淀其它微溶性金属化合物,实例为磷酸铐或钓/锌磷酸盐。还可以的是具有微溶性金属化合物的后续涂层。为制备根据本发明使用的掺杂铝的钒酸铋颜料,可在颜料沉淀之前,在湿法化学方法中例如以与作为反应物的铋(III)盐溶液的混合物加入可溶性铝盐,或者在将铋和钒反应物混合之后,在再结晶之前加入可溶性铝盐。应理解的是也可将铝盐与其它掺杂金属的可溶性盐组合使用。就此而言,可以<吏用所有已知的沉淀方法,还可以通过煤烧方法由固体原料制##杂铝的钒酸铋颜料。此时,铋、钒和铝反应物如氧化铋、氧化钒和氢氧化铝(需要的话加上其它掺杂金属反应物)可在剧烈混合之后一起煤烧。然而,也可将已制备的钒酸铋颜料与铝反应物煅烧。构成本发明另一实施方案的钒酸铋颜料和上述微溶性铝化合物的混合物可最终且优选通过一起研磨,尤其是通过湿磨得到。本发明粉末涂料通常包含1-50重量%钒酸铋颜料作为着色组分。粉末^可有利地用于涂覆^r基材,即金属和非金属材料以及其它可想到的所有材料.所得涂层的显著之处在于它们均匀的外观。它们不脆,没有表现出紋理表面(坑)并且与待涂覆表面紧密粘合。实施例本发明钒酸叙颜料的制备和测试为测试所得钒酸铋颜料的热稳定性,在聚酯/幾基)^,基材上生产了绿色RAL色调的粉末涂料,将其施加至铝盘,然后进行颜色测量.为此,在实验室混合器(MIXACODr.HerfeldGmbH&Co.KG)中在1000rpm和水冷却下将25g钒酸铋颜料与如下组分充分混合3分钟888.7g聚酯树脂(Uralac⑧P800;DSMResins)、37g羟基烷基跣胺(Primid逸XL552,EMS-Primid)、9g流动助剂(BYK365P;BykChemie,Wesel)、2g脱挥发剂(Benzoin)、16.7gC丄颜料黄53(SicotanYellowL1010;BASFAktiengesellschaft)、20gC丄颜料棕24(SicotanYellowL2110)和1.6gC.I.颜料绿7(HeliogenGreenL8731;BASFAktiengesellschaft)'随后将所得混合物在挤出机中在lOOrpm的旋转速率下加工.配混物在出口处的温度为约HO".将塑化的配混物通过两个冷却辊,在冷却辊中将其压延并冷却至室温.将所生产的压延的片用手预先分开,然后在实验室磨机(IKALabortechnikGmbH)中研磨。将磨机中的内容物供入150nm筛中并在振摇机(RetschGmbH&Co.KG)上筛分约1小时.使用电晕粉末枪在约80kV的电压下将粉末^H"施加至小铝盘上.在涂覆之后,将盘在预热的强制空气循环箱中在210C下烘烤60分钟。在每种情况下,通过与涂覆相同粉末涂料的并在180"C下烘烤15分钟的盘对比而进行涂覆盘的颜色测量(使用Spectrolino(Gretag-Macbeth)分光光度计测定CIELAB颜色值中的色调角H(dH)、色度C*(dC"和亮度1^(dL"的偏差,以及总的颜色偏差(dE)。此外,目测评价涂层的表面(均匀性、结构和坑)。所得结果汇集在下表中。实施例1首先通过EP-A-984044的实施例9的方法并且在加热之前额外加入3.8g硝酸铝(Al(N03)3x9H20)而制备钒酸铋芯结构。将57g以此方式得到的钒酸铋芯结构通过搅拌入水中而转化成14.3重量%的悬浮液,然后将所述悬浮液加热至80t:.通过加入浓度为5重量%的氬氧化钠溶液而使pH维持在6.5,泵入128.6g浓度为15.3重量%的硝酸铝(A1(N03)3X9H20)溶液。在!St^搅拌15分钟之后,计量加入202.6g硝酸钾和硝酸锌(5.2重量%Ca(N03)2x4H20;7.6重量%Zn(N03)2x6H20)溶液,同时计量加入208.6g浓度为4.5重量%的磷酸,通过再加入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5。随后在20t:下搅拌l小时之后,将涂覆的颜料通过过滤分离、用水洗涤并在iiox:的强制空气循环干燥箱中干燥过夜。随后再重复一次涂覆搮作.所得颜料包含2.1重量%铝。实施例2将80g如实施例1制备的钒酸铋芯结构通过搅拌入水中而转化成14.3重量%的悬浮液,然后将所述悬浮液加热至80"C。通过加入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5,泵入361.2g浓度为15.3重量%的在实施例1中使用的硝酸铝溶液。在随后搅拌15分钟之后,计量加入568.6g在实施例1中使用的硝酸钾和硝酸锌溶液,同时计量加入585.4g浓度为4.5重量%的磷酸,通过再加入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5。随后在20X:下搅拌1小时之后,将涂覆的颜料通过过滤分离、用水洗涤并在iior的强制空气循环干燥箱中干燥过夜。所得颜料包含3.4重量%铝。实施例3将80g如实施例1制备的钒酸铋芯结构通过搅拌入水中而转化成14.3重量%的悬浮液,然后将所述悬浮液加热至80匸。通过加入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而4吏pH维持在6.5,泵入180.6g浓度为15.3重量%的在实施例1中使用的硝酸铝溶液。在随后搅拌15分钟之后,计量加入21.6g硝酸锌(Zn(N03)2x61120)在284g水中的溶液,同时计量加入288.4g浓度为2.5重量%的磷酸,通过再加入浓度为5重量。/。的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5。随后在20匸下搅拌1小时之后,将涂覆的颜料通过过滤分离、用水洗涤并在iiot:的强制空气循环干燥箱中干燥过夜。所得颜料包含2.3重量%铝。实施例4将80g如实施例1制备的钒酸铋芯结构通过搅拌入水中而转化成14.3重量%的悬浮液,然后将所述悬浮液加热至80"。通过加入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5,泵入180.6g浓度为15.3重量%的在实施例1中使用的硝酸铝溶液。在随后搅拌15分钟之后,计量加入15.1g硝酸锌(Zn(N03)2x6H20)在284g水中的溶液,同时计量加入287.2g浓度为2.2重量%的磷酸,通过再加入浓度为5重量。/o的氢氧化钠溶液而4吏pH维持在6.5,随后在20"下搅拌1小时之后,将涂覆的颜料通过过滤分离、用水洗涤并在iiot:的强制空气循环干燥箱中干燥过夜。所得颜料包含2.4重量%铝.实施例5首先通过实施例1的方法并额外用硝酸铝代替10mol。/。钒酸铋而制备钒酸铋芯结构。将57g以此方式得到的钒酸铋芯结构通过搅拌入水中而转化成14.3重量%的悬浮液,然后将所述悬浮液加热至80X:。通过加入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而4吏pH维持在6.5,泵入64,3g浓度为15.3重量%的在实施例1中使用的硝酸铝溶液。在随后搅拌15分钟之后,计量加入101.3g在实施例1中使用的硝酸钓和硝酸锌溶液,同时计量加入104.3g浓度为4.5重量%的磷酸,通过再加入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5。随后在2ox:下搅拌i小时之后,将涂覆的颜料通过过滤分离、用水洗涤并在iioic的强制空气循环干燥箱中干燥过夜。所得颜料包含2.0重量%铝。实施例6将80g如实施例1制备的钒酸铋芯结构在550TC下煅烧30分钟,然后通过搅拌入水中而转化成14.3重量%的悬浮液,然后将所述悬浮液加热至80C。通过加入浓度为5重量。/。的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5,泵入180.6g浓度为15.3重量V。的在实施例1中使用的硝酸铝溶液.随后在20n下搅拌l小时之后,将涂覆的颜料通过过滤分离、用水洗涤并在iion的强制空气循环干燥箱中干燥过夜.所得颜料包含2.6重量%铝。实施例7#4tEP-A-551637的实施例10,制备了80g钒酸铋芯结构,在550r下煨烧30分钟之后,通过搅拌入水中而转化成14.3重量%的悬浮液,然后将所述悬浮液加热至80t:,通#入浓度为5重量%的氢氧化钠溶液而使pH维持在6.5,泵入180.6g浓度为15.3重量%的在实施例1中使用的硝酸铉溶液.随后在20"下搅拌1小时之后,将涂覆的颜料通过过滤分离、用水洗涤并在iiox:的强制空气循环干燥箱中干燥过夜。所得颜料包含2.4重量%铝。对比例为了对比,根据EP-A-551637的实施例10制备并稳定钒酸铋颜料。所得颜料包含1.0重量%铝。表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>权利要求1.含有≥1.4重量%铝的钒酸铋颜料在着色粉末涂料中的用途。2.根据权利要求l的用途,其中所述钒酸铋颜料具有包含微溶性铝化3.k据权^要求2J用:,其中所述钒酸铋颜^具有包^微溶性铝化合物以及需要的话另一微溶性金属化合物的涂层。4.根据权利要求1或2的用途,其中所述钒酸铋颜料掺杂有铝且具有包含微溶性铝化合物以及需要的话另一微溶性金属化合物的涂层。5.—种包含根据权利要求1-4中任一项的钒酸铋颜料作为着色组分的粉末涂料。6.—种包含根据权利要求1-4中任一项的钒酸铋颜料的粉末涂层。全文摘要本发明涉及含有1.4重量%铝的钒酸铋颜料在着色粉末涂料中的用途。文档编号C09C1/00GK101107331SQ200680003292公开日2008年1月16日申请日期2006年1月23日优先权日2005年1月26日发明者E·科罗纳,K·布拉姆尼克,N·姆龙加申请人:巴斯福股份公司
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