由包含自分散性颜料的装饰纸制得的层合体的制作方法
【专利说明】由包含自分散性颜料的装饰纸制得的层合体
【背景技术】
[0001] 本公开涉及自分散性无机颗粒，并且具体地涉及二氧化钛颜料，以及其在装饰纸 和由此类纸材制成的纸层合体中的用途。
[0002] 纸层合体通常是本领域所熟知的，其适用于多种用途，包括桌面、工作台面、壁板、 地板表面等。纸层合体具有如此广泛的用途，是因为可用它们制成极其耐用的物品，还可将 它们制成与多种包括木材、石材、大理石和砖材的构造材料（在外观和纹理方面）类似的材 料，并且可在它们上面装饰图像和颜色。
[0003] 通常，纸层合体由装饰纸制成，方法是将纸材用多种树脂浸渍，再将一种或多种类 型的层合纸的若干层组装在一起，并在树脂转化成固化状态时将组件固定成一体的芯结 构。所使用的树脂和层合纸的类型以及最终组件的组成通常由层合体的最终用途决定。
[0004] 装饰性纸层合体可通过在一体的芯结构中使用装饰的纸层作为可见纸层而制得。 芯结构的其余部分通常包括各种支撑纸层，并且可包括介于装饰层与支撑层之间的一个或 多个高度不透明的中间层，使得支撑层的外观不会不利地影响装饰层的外观。
[0005] 纸层合体可通过低压层合方法和高压层合方法两种方法生产。
[0006] 装饰纸通常包含填料（诸如二氧化钛）以增加纸材的白度和不透明度。通常，通 过湿端添加将这些填料掺入纤维纸幅中。
[0007] 常常在装饰纸制备过程中遇到以下情况，其中颜料与配料组分如湿强度树脂和/ 或纸材纤维以不利于形成纸张基体的这种方式相互作用。这种负面相互作用可表现为纸材 拉伸强度（湿或干）的损失、或最终片材的斑点纹状外观、或差的不透明度。因此存在对于 自分散性颜料的需要，所述自分散性颜料表现出与造纸配料中组分的改善的相容性。
【发明内容】
[0008] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，所述自分散性颜料具有至少约8,更典型 地约8至约10的等电点，所述自分散性颜料包含无机颗粒，更典型地二氧化钛（TiO 2)颜料， 其通过以下步骤依次处理：
[0009] (a)水解铝化合物或碱性铝酸盐以沉积水合氧化铝表面；以及
[0010] (b)添加双官能化合物，所述双官能化合物包含：
[0011] i.锚固基团，所述锚固基团将所述双官能化合物连接到所述颜料表面，和
[0012] ii碱性胺基团，所述碱性胺基团包括伯胺、仲胺或叔胺。
[0013] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，其中所述锚固基团为羧酸官能团，其包括 乙酸酯或其盐；二羧酸基团，其包括丙二酸酯、琥珀酸酯、戊二酸酯、己二酸酯或它们的盐； 含氧阴离子官能团，其包括磷酸根、膦酸根、硫酸根、或磺酸根；或取代的1，3-二酮或取代 的3-酮酰胺。
[0014] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，其中所述碱性胺基团为氨合物；N-甲基、 乙基、丙基、丁基、环戊基或环己胺；或N，N-二甲基、二乙基、二丙基、二丁基、二环戊基、二 环己基胺或混合的二烷基胺，诸如N，N-甲基乙基胺等。更典型地，利用的胺基团包括氨合 物（-NH2)、N-甲基胺或N，N-二甲基胺。
[0015] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，所述自分散性颜料还包含将所述锚固基 团化学连接到所述碱性胺基团的连接基团，其中所述连接基团包含：
[0016] (a)具有1-8个碳原子，更典型地1-4个碳原子的烷基链；
[0017] (b)聚醚胺，所述聚醚胺包含聚（氧乙烯）或聚（氧丙烯），或它们的混合物，由此 连接剂的重均分子量为约220至约2000 ;例如JeffamineK D、ED、和EDR系列；或
[0018] (c)在所述锚固基团的连接点处的碳、氧、氮、磷、或硫原子。
[0019] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，其中所述双官能化合物包括α -ω氨基 酸，诸如β -丙氨酸、γ-氨基丁酸、和ε-氨基己酸；α-氨基酸，诸如赖氨酸、精氨酸、天冬 氨酸或它们的盐。
[0020] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，其中所述双官能化合物包括：
[0021] (i)具有以下结构的氨基丙二酸酯衍生物：
[0022]
[0023] 其中X为如上所述将所述锚固基团化学连接到所述碱性胺基团的连接基团；
[0024] R'和R"各自独立地选自氢、烷基、环烷基、烷基-芳基、烯基、环烯基、烯烃、亚烷 基、亚芳基、亚烷基芳基、亚芳基烷基或亚环烷基；
[0025] RJPR2各自独立地选自氢、烷基、环烷基、烯基、环烯基、烯烃、亚烷基、或亚环烷 基；并且
[0026] η = 0-50 ；
[0027] (ii)具有以下结构的氨基琥珀酸酯衍生物：
[0028]
[0029] 其中X为如上所述将所述锚固基团化学连接到所述碱性胺基团的连接基团；
[0030] R'和R"各自独立地选自氢、烷基、环烷基、烷基-芳基、烯基、环烯基、烯烃、亚烷 基、亚芳基、亚烷基芳基、亚芳基烷基或亚环烷基；
[0031] RdP R2各自独立地选自氢、烷基、环烷基、烯基、环烯基、烯烃、亚烷基、或亚环烷 基；并且
[0032] η = 0-50 ；
[0033] (iii)具有以下结构的2,4-戊二酮衍生物：
[0034]
[0035] 其中X为如上所述将所述锚固基团化学连接到所述碱性胺基团的连接基团；
[0036] RdP R2各自独立地选自氢、烷基、环烷基、烯基、环烯基、烯烃、亚烷基、和亚环烷 基；并且
[0037] η = 0-50 ;或
[0038] (iv)具有以下结构的3-酮丁酰胺衍生物：
[0039]
[0040] 其中X为将所述锚固基团化学连接到所述碱性胺基团的连接基团
[0041] RJPR2各自独立地选自氢、烷基、环烷基、烯基、环烯基、烯烃、亚烷基、和亚环烷 基。
[0042] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，其中X包括亚甲基、氧代乙烷、或氧代丙 烷基团，其中η = 0至50 ;或聚醚胺共聚物，所述聚醚胺共聚物包含氧乙烯单体和氧丙烯单 体两者。
[0043] 在第一方面，本公开提供包含自分散性颜料的浆液，所述自分散性颜料包含10% 的颜料固体，并且颜料浆液的PH为小于约7,更典型地约5至约7。
[0044] 在第一方面，本公开提供自分散性颜料，所述自分散性颜料具有至少15m2/g的表 面积。
[0045] 在第二方面，本公开提供用于制备自分散性颜料的方法，所述方法包括：
[0046] (a)添加双官能化合物和酸性铝盐以形成水溶液，其中所述双官能化合物包含：
[0047] i锚固基团，所述锚固基团将所述双官能化合物连接到所述颜料表面，和
[0048] ii碱性胺基团，所述碱性胺基团包括伯胺、仲胺或叔胺；
[0049] (b)将碱添加到来自步骤（a)的混合物中，由此pH上升到约4至约9,以形成浑浊 的溶液；以及
[0050] (C)将来自步骤（b)的混合物添加到无机颗粒（具体地1102颜料颗粒）的浆液中， 由此水合氧化铝和双官能化合物包含表面处理物。
[0051] 在第二方面，本公开提供用于制备自分散性颜料的方法，其中所述酸性铝盐包括 硫酸铝水合物、氯化铝水合物，或硝酸铝水合物，并且其中所述碱包括氢氧化钠、碳酸钠、或 氢氧化按。
[0052] 所谓"自分散性颜料"是指具有当颜料ζ电势变成保持颜料颗粒分离，即分散于 水相中的主要力时所获得的属性的颜料。当在低剪切条件下悬浮于含水介质中时，这种力 可足够强以分离弱凝聚的颜料颗粒。因此ζ电势根据溶液PH和离子强度而变化，理想地， 颜料颗粒保持足够的提供排斥力的相同电荷，从而保持颗粒分离和悬浮。
【具体实施方式】
[0053] 在本公开中，将"包含/包括"解释为明确说明存在提及的所述特征、整数、步骤、 或组分，但是不排除一种或多种特征、整数、步骤、或组分、或其组的存在或添加。另外，术语 "包含/包括"旨在包括由术语"基本上由...组成"和"由...组成"涵盖的示例。相似地， 术语"基本上由...组成"旨在包括由术语"由...组成"涵盖的示例。
[0054] 在本公开中，当数量、浓度、或其它值或参数以范围、典型范围、或者典型上限值和 典型下限值的列表形式给出时，它应被理解为具体地公开由任何范围上限或典型值和任何 范围下限或典型值中的任何一对所构成的所有范围，而不管所述范围是否被单独地公开。 凡在本文中给出某一数值范围之处，该范围都意在包括其端点，以及位于该范围内的所有 整数和分数，除非另行指出。当定义一个范围时，不旨在将本公开的范围限定于所列举的具 体数值。
[0055] 在本公开中，除非内容清楚地另外表明，单数和单数形式的术语例如"一个"、"一 种"和"所述"包括复数形式。因此，例如，提及"Ti0