粒度分布很窄的煅烧高岭土的制作方法

专利名称：粒度分布很窄的煅烧高岭土的制作方法
本申请对2003年3月19日提交的题为《粒度分布很窄的煅烧高岭土》的第60/455,571号美国临时申请的利益提出要求，该申请整体在此引作参考。
本发明涉及含有窄粒度分布煅烧高岭土的组合物。该组合物可以具有许多应用，比如作为涂料、塑料、聚合物、造纸和涂布组合物的填料或补充剂。更一般说，本发明的产品可用于一切使用煅烧高岭土之处。
颗粒状的高岭土以含水的形式天然存在，并且作为含有羟基官能团的晶体结构存在。通过加热的方法，可以将颗粒状的高岭土转化为煅烧的形式。这样的方法引起颗粒状高岭土脱羟基。在煅烧的过程中，含水的高岭土从晶体转化为无定形的形式。再有，在煅烧的过程中，通常要发生凝聚。
可以使用煅烧高岭土来改善颜料的不透明性，其作为颜料在涂料、塑料、橡胶、密封剂中和作为陶瓷、水泥产品和其它涂布组合物的原料都得到广泛的应用。比如，煅烧高岭土可以在颜料(paint)和涂料(coating)中用作平光剂(或消光剂)。它有助于控制干燥的最终涂布膜(coating film)表面的光泽和辉度。至于光学涂布膜的性能，它会赋予其不透明性、白度和其它所需的性能。它还可以部分代替二氧化钛和其它更昂贵的颜料作为补充剂，同时使白度或不透明性的损失最小。
一般说来，含水的和煅烧的高岭土的性能都取决于许多与颜料相关的属性，比如单个颗粒及其凝聚体的粒度(用粒度分布，即PSD表示)、形状和结构。典型的煅烧高岭土具有相当宽的粒度分布。这些高岭土是从含水的原料制备的，这种原料甚至具有比煅烧高岭土更宽的粒度分布。
然而，仍然有需要使颜料(pigment)能够提供许多改善的物理性能中的至少一个，比如对涂料(paint)的不透明性、白度和光泽/辉度的控制。
本发明的一个方面提供一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；再有，在这里煅烧高岭土的中值粒度为从至少约1μm至约3μm，相对于组合物的总重量，组合物中碱金属和碱土金属的总含量少于或等于约1.0wt％。
本发明的另一方面提供煅烧高岭土的制备方法，该方法包括(a)提供具有如下粒度分布的含水高岭土(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5；(b)将此含水高岭土加热到至少约500～约1,200℃的温度持续足够的时间，以使此含水高岭土至少部分脱羟基；和(c)得到含具有如下粒度分布的高岭土的组合物(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；本发明的再一方面提供一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；而且该组合物是由巴西Rio Capim地区得到的含水高岭土制造的。
本发明的另一方面提供一种煅烧高岭土的制备方法，该方法包括(a)提供具有如下粒度分布的含水高岭土(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5；和(b)将此含水高岭土加热到至少约500～约1,200℃的温度持续足够的时间，以使此含水高岭土至少部分脱羟基，而且该含水高岭土是从巴西的Rio Capim地区得到的；本发明的再一方面提供一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；而且其中相对于组合物的总重量，组合物中碱金属和碱土金属的总含量少于或等于约1.0wt％，而且其中该煅烧高岭土是由含水高岭土形成的；以及在没有精制(defining step)的步骤存在下将此煅烧高岭土精制。
本发明的另一方面提供一种煅烧高岭土的制备方法，该方法包括
(a)提供具有如下粒度分布的含水高岭土(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5；(b)将此含水高岭土加热到至少约500～约1,200℃的温度持续足够的时间，以使此含水高岭土至少部分脱羟基；以及(c)形成含有煅烧高岭土的组合物，其中无需精制步骤将该组合物精制。
本发明的再一方面提供一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；而且其中该组合物的中值粒度至少是约1μm，而且该组合物的油吸收度至少为约100％。
一般说来，在涂料(coating)中将高岭土用作填料，或者用来赋予涂料不透明性。涂布膜的不透明性与光线通过两种或多种不同材料时发生的散射有关，特别是当不同的材料具有显著不同的折射率时。在含有高岭土的组合物中，高岭土的颗粒和空穴或孔隙都能够散射光线。因此希望在基质中高岭土颗粒和空穴或孔隙的排列使得颜料和空穴或孔隙的光散射能力达到最大。
意外地发现，具有很窄粒度分布的煅烧高岭土能够使高岭土颗粒和空穴或孔隙在基质中达到最佳排列，从而导致改善的光散射，因此导致改善的不透明性。
经常用“浸渍度系数”来表征颗粒状材料的粒度分布(psd)。浸渍度来源于psd曲线的斜率，此曲线是以颗粒的直径为X轴，以颗粒的累积重量百分数为Y轴做出的。宽的粒度分布具有比较低的浸渍度的数值，而窄的粒度分布使浸渍度系数变高。
本发明的一个方面涉及具有窄粒度分布，即具有高浸渍度系数的煅烧高岭土，此浸渍度系数是以通过Sedigraph 5100测定的(1)颗粒的累积质量小于80％的粒度和(2)颗粒的累积质量小于20％的粒度的比值测量出来的。具体说，用如下的方程式表征粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；此比值也称为80/20相对粒度比(RPR)。
在本发明中所涉及的粒度和其它的粒度性能都是用公知的方法测量的，比如使用Micromeritics Corp.公司提供的仪器SEDIGRAPH5100，测量在水性介质中充分分散的条件下，颗粒状材料的沉降。所给定颗粒的尺寸用通过该悬浮液沉降的当量直径的球体直径，即当量球直径或esd来表示。在此处测量和报道的所有粒度，包括在实施例中的粒度，都是用已知的方法测量的，测量是在水中，在34.9℃的标准温度下进行的。在此的所有百分比和量，都是以重量表示的。在此所表示的所有量、百分比和范围都是近似的。
在一个方面，通过Sedigraph 5100测量的煅烧高岭土的中值粒度至少是约1μm。在另一方面，煅烧高岭土组合物的中值粒度从至少约1μm至约3μm。
在本文中使用的“煅烧高岭土”，指的是通过热方法，从相应的(天然存在的)含水高岭土转化为脱羟基形式的高岭土。在其它性能当中，煅烧将高岭土的结构从晶体变成无定形。
煅烧是用任何已知的方法，比如在从500℃至1,200℃的温度范围内，比如从800℃至1,200℃的温度范围内对粗的或细的含水高岭土进行热处理来进行的。
含水高岭土在晶型上改变的程度可能取决于含水高岭土所受到加热的热量。最初，当含水高岭土曝露在热之下时就能够发生脱羟基。在温度低于最高约850～900℃的温度下，经常将产物看作是实质上脱除了羟基的，所产生的无定形结构一般指的是偏高岭土。在此温度下的煅烧经常指的是“部分煅烧”，而产品也可称作“部分煅烧高岭土”。进一步加热到约900～950℃的温度以上，能够进一步导致结构发生进一步的变化，比如致密化。在此更高温度下的煅烧，一般被看作是“充分煅烧”，而产物一般被称为“充分煅烧的高岭土”。
额外再进行煅烧可能会引起形成富铝红柱石。相对于按照本发明组合物总重量约2wt％至约3wt％浓度的富铝红柱石，在某些终端应用中可能是有用的，比如在陶瓷催化剂基材，如在堇青石基材中。在其它方面，相对于组合物的总重量，富铝红柱石在组合物中的含量可大于约2％，大于约5％或者大于约8％，这样它们也可以用在某些终端应用中。
因此，正如在本文中所使用的，“煅烧的”(或“煅烧”)可以包括任何程度的煅烧，包括部分(偏)煅烧和/或充分煅烧和/或快速煅烧。
有效的煅烧操作包括但不限于浸渍煅烧(soak calcining)和快速煅烧(flash calcining)。在浸渍煅烧时，如在本文中所述，含水的高岭土被加热到500～1,200℃的温度，比如800～1,200℃、850～900℃或900～950℃达足以使高岭土脱羟基的时间(比如至少1min～5h，或更长的时间)。在快速煅烧时，将含水高岭土迅速地加热短于1sec的时间，一般短于0.5sec。
用来进行含水高岭土煅烧的加热炉、窑或其它加热设备可以是任何一种已知的设备。已知适合于进行浸渍煅烧的装置包括高温烤炉和转窑和立窑。已知进行快速煅烧的装置包括比如在WO 99/24360中所述的螺旋管流体加热装置，该专利的内容在此引作参考。
以前已经有人提出过，可以由具有碱金属和/或碱土金属化合物的含水高岭土来制备具有窄粒度分布的煅烧高岭土。这些金属化合物可以是在含水高岭土中天然存在的，也可以是在煅烧之前添加到含水高岭土中以促进所谓“熔融(fluxing)”方法的(参见比如美国专利6,136,086)。熔融方法包括添加融合剂，比如碱金属化合物和碱土金属化合物，以引起高岭土永久性的强结合。然而，作为熔融方法的结果，碱金属或碱土金属被保留在煅烧高岭土中，在某些应用中成为污染杂质。
因此，本发明的另一方面提供一种基本上不含碱金属化合物和碱土金属化合物的，具有窄粒度分布的煅烧高岭土组合物。本发明避免了在煅烧之前添加碱金属或碱土金属化合物，这就导致具有更高纯度的煅烧高岭土。在一个方面，“基本上不含碱金属或碱土金属化合物”指的是相对于该组合物总重量，其碱金属和碱土金属含量小于约1wt％的煅烧高岭土，即相对于该组合物的总重量，存在于该组合物中的全部碱金属和碱土金属化合物不超过约1.0wt％。在另一方面，相对于该组合物的总重量，在该组合物中存在的碱金属和碱土金属化合物的总量不多于约0.75wt％，比如不多于约0.6wt％，不多于0.5wt％，或不多于约0.25wt％。
在一个方面，该煅烧高岭土具有最佳的油吸收性能。油吸收性能指的是100g颜料所吸收的油的克数(单位是g/g，表示为a％)，这是颜料总孔隙率的指示，油吸收性能取决于颗粒结构和粒度。油吸收性能越高，会导致更大的不透明性。在一个方面，煅烧高岭土具有至少约100％的油吸收性能，比如油吸收性能为至少约110％。
本发明的另一方面提供具有窄粒度分布的煅烧高岭土的制备方法，该方法包括(a)提供具有如下粒度分布的含水高岭土(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5；以及(b)将此含水高岭土加热到至少约500℃～约1,200℃的温度持续足够的时间，以使此含水高岭土至少部分脱羟基。
在(a)中的比值也称为80/40相对粒度比(RPR)。因此，在(a)中要选择具有比较窄的psd的含水高岭土。在一个方面，在(a)中的含水高岭土具有至少约0.5μm至约2μm的中值粒度。在(a)中的含水高岭土可以商购。或者，在(a)中的含水高岭土也可以通过精制天然存在的高岭土，比如通过离心和/或精制而得到。天然存在的高岭土的例子包括从美国(比如Georgia州)、巴西(比如Rio Capim地区)、澳大利亚和英国得到的高岭土。
在一个方面，含水高岭土是其形状系数(shape factor)为至少约10的，比如形状系数至少是约20的片状高岭土。
在步骤(b)之前，该高岭土要经受一次或多次已知的精选，以除去不希望的杂质。比如，可以将高岭土的水悬浮液进行泡沫浮选处理的操作，以除去在泡沫中的含钛杂质。在一个更特定的实施例中，可以用油酸来调理泥浆，以包在浮选室中产生的空气泡的外面。二氧化钛矿物质粘结在空气泡上，从高岭土泥浆中被浮选出去。在Cundy的美国专利3,450,257中叙述了这样的浮选法的例子，该专利在此被引作参考。此方法能够改善高岭土颜料的亮度，即亮度增益(brightnessgain)从约0.1至约3个单位。
按照另外的方式，或者除此以外，可以在步骤(b)之前，使高岭土以悬浮液的形式通过一个高强度磁性分离器以除去含铁的杂质。可以使用标准的高强度湿法磁性分离器。此方法也可以导致从约0.1至约3.0个单位的亮度增益。
也是任选地，可以在步骤(b)之前对高岭土进行选择性的絮凝处理，在此操作中将杂质从悬浮液中絮凝出去，而在悬浮液中保留下高岭土。在一个实施例中，可以使用分子量超过一百万的，或者分子量在约一千万至约一千五百万的高分子量阴离子聚合物。此阴离子聚合物可以是聚丙烯酰胺的共聚物或两性聚电解质。可以对精制过的粘土浆液进行臭氧处理、浸滤(漂白)和/或过滤。然后可以对粘土进行酸絮凝和干燥，或者重新在后面的槽中分散，或者进行喷射干燥。在Chapman和Anderson的美国专利4,227,920和Yuan等人的美国专利5,685,900中能够看到特定选择性絮凝法的细节。
在步骤(b)中加热含水高岭土指的是上面所讨论的煅烧方法中的任何一种。加热到至少一个温度可以包括只在一个温度下、在两个或多个不同温度下或在一个温度范围加热含水高岭土。根据加热时间和温度，可以在部分或全部煅烧含水高岭土的时间内进行加热。比如，在一个方面，在步骤(b)中加热足以部分煅烧含水高岭土的时间；在另一个方面，在步骤(b)中加热足以完全煅烧含水高岭土的时间。
本发明的煅烧高岭土组合物可用于其中希望增加不透明性、白度或控制辉度/光泽的各种应用中。比如，本发明的煅烧高岭土产品可用于希望这些特征中任何一项的涂布组合物中。本发明的产品还可以用于只要使用高岭土的应用中，比如用来制造填充的塑料、橡胶、密封剂和电缆，或者它们可用于制造陶瓷制品、水泥制品和纸制品以及纸涂料。
本发明可以在制造各种级别纸张时使用，从超轻涂料纸到涂覆的或填充的纸板。纸产品和纸板产品可以带有能够改善最终纸张或纸板亮度或不透明性的涂层。
本发明的产品还可以用作补充剂，部分替代昂贵的二氧化钛填料，而不会丧失不透明性或色调强度。补充剂材料可用于纸、聚合物、涂料等中，或者作为涂覆纸、纸板、塑料、橡胶等的涂覆颜料或颜色成分。
因此，本发明的一个方面提供制造涂敷纸张或纸板的方法。该方法包括，用具有如下粒度分布的煅烧高岭土涂布纤维质的基体(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；本发明的其它方面包括含有具有如上所述粒度分布的煅烧高岭土的纸张或纸板涂料(coating)或颜料(paint)。
如在本文中所述，含有煅烧高岭土和任选含有选自增稠剂、分散剂和杀虫剂的至少一种成分的涂布组合物还可以含有至少一种选自聚合物粘合剂、初级颜料(比如二氧化钛)、二级颜料(比如碳酸钙、硅石、霞石正长岩、长石、白云石、硅藻土和熔融煅烧硅藻土)的附加成分。对于水基的这些涂布组合物，可以使用任何一种可水分散的粘合剂，比如聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸类物质。本发明的涂布组合物还可以含有其它常用的添加剂，包括但不限于表面活性剂、增稠剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、溶剂和凝聚剂。
按照本发明的纸张涂层，除了如上所述的煅烧高岭土以外，可以包括一般用来制造纸张涂料和纸张填料的材料。该组合物可以包括粘合剂和颜料，比如TiO2。按照本发明的涂层可以任选地包括其它添加剂，这些添加剂包括但不限于分散剂、交联剂、保水助剂、粘度改性剂或增稠剂、润滑性或砑光助剂(calendering aid)、抑泡剂/消泡剂、亮光油墨保持剂、改善干或湿摩擦或耐磨损添加剂、改善干或湿粘辊性能添加剂、光学增白剂或荧光增白剂、染料、杀虫剂、流平剂或平整助剂、耐油脂添加剂、耐水添加剂和/或阻溶剂。
在本发明中可以使用任何一种先有技术认可的粘合剂。作为粘合剂的例子，包括但不限于来源于已知植物源，比如小麦、玉米、马铃薯或木薯等天然淀粉的粘合剂，以及合成粘合剂，这包括丁苯胶乳、丙烯酸胶乳、醋酸乙烯酯胶乳或苯乙烯丙烯酸胶乳、干酪素、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或它们的混合物。
根据在涂布纸产品上将要印刷的类型不同，纸张涂层具有非常不同的粘合剂含量。基于所希望的最终产品的适当的粘合剂用量，对于本领域的专业人员是不言而喻的。可以对粘合剂的用量进行控制，以使表面接受油墨而不受损害。对于纸张涂层，胶乳粘合剂的用量一般为约3％至约30％。在按照本发明的一个方面，在纸张涂层中存在的粘合剂的量是从约3％至约10％。在按照本发明的另一方面，在涂层中存在的粘合剂的量是从约10％至约30％。
在另一方面，本发明提供一种含有在本文中所述煅烧高岭土组合物的聚合物。在另一方面，本发明包括含有在本文中所述的煅烧高岭土组合物的电线或电缆皮。在另一方面，本发明提供一种含有在本文中所述的煅烧高岭土组合物的橡胶组合物。
本发明的另一方面提供一种用于催化剂用途，比如自动催化转化器或在催化裂解应用中的具有窄psd的煅烧高岭土。在自动催化转化器中，可以使用煅烧高岭土作为催化金属，比如铂或钯的薄层的负载结构。因此，本发明的一个方面提供一种含有如上所述的煅烧高岭土的用于自动催化剂载体的组合物。煅烧高岭土还用来制造催化裂解用的沸石，既可作为催化剂使用，也可以与催化剂一起使用。因此，本发明的另一方面提供一种含有如上所述煅烧高岭土的用于催化裂解的组合物。
在一个方面，本发明提供一种陶瓷原料，其中该原料含有如在本文中所述的煅烧高岭土。该陶瓷可用于负载催化剂，比如用于催化转化器的催化剂。在另一方面，该陶瓷包含该催化剂。
提供下面的非限制性实施例使本发明更加清晰，它们仅仅用来举例说明本发明。
实施例在这些实施例当中，粒度都是用Sedigraph 5100测量的。
实施例1煅烧高岭土的粒度分布如下面表1中所示。在此实施例中，将从含水高岭土A和B制备的煅烧高岭土的粒度分布与通常的煅烧高岭土进行比较。选择含水高岭土A和B，使之具有窄的粒度范围，从而使得到的80/40相对粒度比(RPR)小于3.5。反之，通常的煅烧高岭土原料的80/40RPR是6.0，远大于3.5。
将含水高岭土A和B，以及商购煅烧高岭土原料都在1,050℃下煅烧，直至充分煅烧。表1还列出得到的煅烧高岭土的粒度分布。通常的煅烧高岭土的80/20RPR大于3.0。与此相反，本发明的煅烧高岭土A和B具有窄的粒度分布，其80/20RPR值分别是2.9和2.4。
表I
180/40RPR＝相对粒度比＝(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)280/20RPR＝相对粒度比＝(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)实施例2在此实施例中，比较从含有碱金属化合物和碱土金属化合物的含水高岭土制备的煅烧高岭土与来自实施例1的本发明煅烧高岭土A和B的粒度分布。表II列出了实施例1的样品A和B的以及本实施例的含有碱金属的高岭土的含水和煅烧高岭土的粒度分布。
表II
180/40RPR＝相对粒度比＝(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)280/20RPR＝相对粒度比＝(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)含有碱金属的含水样品，其80/40RPR刚好大于3.5。然而，在1,050℃将含水高岭土充分煅烧，不能使80/20RPR低于3.0。与此相反，无须在原料含水高岭土中加入任何碱金属杂质的步骤，正如低于3的80/20RPR所证实，本发明的煅烧A和B样品具有很窄的粒度分布。因此，得到的煅烧高岭土产品比用熔融法得到的具有更高的纯度。表III列出在本发明的煅烧A和B中，以及在用熔融法制备的煅烧高岭土中存在的金属杂质的量。
表III
本发明的煅烧A和B所含的碱金属和碱土金属杂质的总量少于0.55％。反之，含有碱金属的煅烧产物所含的碱金属和碱土金属杂质至少是2.1％。
实施例3在下面的表IV中显示出实施例1的煅烧高岭土产物的物理性能。
表IV
吸油率是通过Spatula Rub-out油吸收测定方法(ASTM D-281)测定的。虽然本发明的煅烧A和B颜料的吸油率高于商品颜料的吸油率。
如在表V的配方中所示，制备PVC(颜料体积浓度)为44％的含有本发明煅烧A和B，以及含有商品高岭土的配方。
表V
1Hegman国家标准表VI汇总了44％PVC配方的涂布膜性能表VI
1Hunt Pro-3光泽计2Hunter Ultrascan XE光泽和辉度是用Hunter Pro-3光泽计，按照已知的方法测量的。ASTM-E-313-白和黄是使用Hunter Ultrascan XE仪器，对不透明薄膜涂料的白度和接近白色的黄度进行的标准测量。a、b和L是在HunterUltrascan XE仪器所测量的色彩空间度标上的色彩分量值。“+a”是红色色调的度量；“-a”是绿色色调的度量；“+b”是黄色色调的度量；而“-b”是蓝色色调的度量；“L”是白色的度量。
从表VI中可以看出，从由本发明的颜料制备的配方得到的涂布膜提供了可与从商品含水高岭土制备的颜料相比的光泽和辉度。再有，本发明的组合物提供了改善的白度、亮度和反差比。
由通过在100加仑涂料中添加当量的11磅(重量)酞菁蓝分散染料得到的44％PVC涂料制造带颜色的薄膜。表VII汇总了从44％PVC配方得到的带颜色涂布膜的性能。
表VII
111磅酞菁蓝分散染料/100加仑2Hunter Ultrascan XE参数E是色调强度的度量，由公式ΔE＝(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2给出。本发明的组合物显示出优异的总色调强度。
如表VIII的配方所示，制备含有本发明的煅烧样品A和煅烧样品B的和含有商品煅烧高岭土的65％PVC配方。
表VIII
1Hegman国家标准表IX汇总了65％PVC配方的涂布膜的性能。
表IX
1Hunt Pro-3光泽计2Hunter Ultrascan XE使用本发明的组合物制造的涂布膜提供可与从商品煅烧高岭土制备的涂料相比的光泽和辉度，并显示出优异的白度和亮度性能。
表X汇总了从65％PVC配方得到的带颜色薄膜的性能。
表X
111磅酞菁蓝分散染料/100加仑2Hunter Ultrascan XE本发明的组合物在65％PVC的涂料中再次提供比商品煅烧产物更为优异的色调强度。
除非另有说明，所有表示成分量、反应条件和在说明书与权利要求中使用的数字，在所有情况下都是用术语“约”修饰的。因此，除非相反指出，在下面的说明和所附权利要求中的数字参数都是近似的，它们可以根据将要由本发明所寻求的所需性能而变化。
权利要求
1.一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；其中，该煅烧高岭土的中值粒度从至少约1μm至约3μm；而且相对于该组合物的总重量，在该组合物中所含的碱金属和碱土金属的总量小于或等于约1.0wt％。
2.如权利要求1的组合物，其中该煅烧高岭土是由具有如下粒度分布的含水高岭土制造的(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5
3.如权利要求2的组合物，其中该含水高岭土的中值粒度是从至少约0.5μm至约2μm。
4.如权利要求2的组合物，其中该含水高岭土的形状系数至少是约10。
5.如权利要求1的组合物，其中相对于该组合物的总重量，在该组合物中的碱金属和碱土金属的总量小于或等于约0.5wt％。
6.如权利要求1的组合物，其中该组合物的吸油率至少为约100％。
7.如权利要求6的组合物，其中该组合物的吸油率至少为约110％。
8.如权利要求1的组合物，其中该煅烧高岭土含有富铝红柱石。
9.如权利要求8的组合物，其中相对于该组合物的总重量，在该组合物中富铝红柱石的含量至少为约2wt％。
10.如权利要求9的组合物，其中相对于该组合物的总重量，在该组合物中富铝红柱石的含量至少为约5wt％。
11.如权利要求10的组合物，其中相对于该组合物的总重量，在该组合物中富铝红柱石的含量至少为约8wt％。
12.如权利要求1的组合物，其中该煅烧高岭土含有偏高岭土。
13.含有如权利要求1的组合物的涂料。
14.含有如权利要求1的组合物的聚合物。
15.含有如权利要求1的组合物的电缆外套。
16.含有如权利要求1的组合物的橡胶。
17.含有如权利要求1的组合物的陶瓷原料。
18.一种负载催化剂的陶瓷，其中该陶瓷是由如权利要求17的原料得到的。
19.一种含有陶瓷的催化剂，其中该陶瓷是由如权利要求17的原料得到的。
20.如权利要求1的组合物，其用于催化裂解。
21.含有如权利要求1的煅烧高岭土的纸涂布组合物。
22.一种制造涂料纸的方法，该方法包括用浆液涂布纤维质基体，该浆液含有如权利要求1的组合物。
23.一种制造煅烧高岭土的方法，该方法包括(a)提供具有如下粒度分布的含水高岭土(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5；(b)将此含水高岭土加热到至少约500℃～约1,200℃的温度达足够的时间，以使此含水高岭土至少部分脱羟基；以及(c)形成含具有如下粒度分布的煅烧高岭土的组合物(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3。
24.如权利要求23的方法，其中步骤(a)中的含水高岭土的中值粒度为从至少约0.5μm至约2μm。
25.如权利要求23的方法，其中相对于该组合物的总重量，在步骤(c)中的含煅烧高岭土的组合物中存在的碱金属和碱土金属的总量小于或等于约1.0wt％。
26.如权利要求23的方法，其中在步骤(b)以前，该含水高岭土经受至少一次精选方法。
27.如权利要求26的方法，其中该至少一次精选方法选自泡沫浮选、磁性分离、选择性絮凝和沥滤。
28.如权利要求23的方法，其中在步骤(b)中加热足够的时间，使含水高岭土充分脱羟基。
29.如权利要求23的方法，其中在步骤(b)中的加热包括快速煅烧。
30.如权利要求23的方法，其中在步骤(c)中的组合物含有完全煅烧的高岭土。
31.如权利要求30的方法，其中完全煅烧的高岭土含有富铝红柱石。
32.如权利要求31的方法，其中相对于该组合物的总重量，在该组合物中富铝红柱石的含量为至少约2wt％。
33.如权利要求32的方法，其中相对于该组合物的总重量，在该组合物中富铝红柱石的含量为至少约5wt％。
34.如权利要求33的方法，其中相对于该组合物的总重量，在该组合物中富铝红柱石的含量为至少约8wt％。
35.如权利要求23的方法，其中在步骤(c)中的该组合物含有偏高岭土。
36.如权利要求23的方法，其中在步骤(c)中含有煅烧高岭土的组合物的中值粒度为从至少约1μm至约3μm。
37.一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；和其中，该组合物是由从巴西的Rio Capim地区得到的含水高岭土形成的。
38.如权利要求37的组合物，其中该含水高岭土的中值粒度为至少约0.5μm至约2μm。
39.一种制备煅烧高岭土的方法，该方法包括(a)提供具有如下粒度分布的含水高岭土(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5；和(b)将此含水高岭土加热到至少约500℃～约1,200℃的温度达足够的时间，以使此含水高岭土至少部分脱羟基；其中该含水高岭土是从巴西的Rio Capim地区得到的。
40.如权利要求39的组合物，其中该含水高岭土的中值粒度为至少约0.5μm至约2μm。
41.一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；而且其中相对于组合物的总重量，组合物中碱金属和碱土金属的总含量少于或等于约1.0wt％；而且其中该煅烧高岭土是由含水高岭土形成的；以及在没有精制步骤存在下将此煅烧高岭土精制。
42.一种制备煅烧高岭土的方法，该方法包括(a)提供具有如下粒度分布的含水高岭土(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5；(b)将此含水高岭土加热到至少约500～约1,200℃的温度达足够的时间，以使此含水高岭土至少部分脱羟基；以及(c)形成含有煅烧高岭土的组合物，其中无需精制步骤将该组合物精制。
43.如权利要求42的组合物，其中在步骤(a)中的含水高岭土具有至少约10的形状系数。
44.一种含有煅烧高岭土的组合物，该煅烧高岭土具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)≤3；而且其中该组合物的中值粒度为至少约1μm；以及该组合物的吸油率为至少约100％。
45.如权利要求44的组合物，其中该组合物的吸油率为至少约110％。
全文摘要
本发明涉及具有特别窄粒度分布的煅烧高岭土。该煅烧高岭土可以具有如下的粒度分布(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜20％的粒度)＜3；该煅烧高岭土可以从具有如下粒度分布的含水高岭土制备(累积质量＜80％的粒度)/(累积质量＜40％的粒度)≤3.5。该煅烧高岭土可以用于许多应用中，比如涂料和纸或纸板的涂布组合物，更一般地，本发明的产品可用于只要使用煅烧高岭土的场所。
文档编号C04B33/04GK1697787SQ200480000689
公开日2005年11月16日 申请日期2004年3月16日 优先权日2003年3月19日
发明者E·J·萨雷, T·L·阿德金斯 申请人:英默里斯高岭土公司